色彩模型详解参照.pdf

第 4 章 多媒体视频技术 人们处理的外界信息 80% 以上来自视觉，而视觉信息主要指人眼所见的图像。这里的 图像概念是广义的， 既包括静态的图形图像， 也包括动态的视频和动画等内容。 第三章针对 多媒体音频素材的制作和编辑进行了介绍，本章将针对图形、图像、视频、动画等多媒体素 材的进行阐述。主要讨论有关色彩的基本概念和常见的色彩空间及其转换方法，以及图形、 图像、动画等的基本概念及常见的文件格式，最后就视频的数字化技术进行讨论。 本章内容应至少安排 4 个学时， 如果学时有限， 可考虑将视频数字化部分进行简述。 学 习本章之前，学生应对多媒体和数字化的基本概念有所了解，教学时可参考由容观澳编写， 清华大学出版社出版的《计算机图象处理》 。 4.1 彩色空间 颜色是外来的光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉， 它具有色调、 饱和度和亮 度三个特性。物体的颜色不仅取决于物体本身，还与光源、周围环境的颜色，以及观察者的 视觉系统有关系。 4.1.1 颜色的基本特性 1． 光与颜色 由于颜色是因外来光刺激而使人产生的某种感觉， 我们有必要了解一些光的知识。 从根 本上讲， 光是人的视觉系统能够感知到的电磁波， 其波长在 380nm-780nm之间， 正是这些电 磁波使人产生了红、黄、蓝等颜色的感觉。光可由它的光谱能量分布 p( λ) 来表示，其中 λ 是波长，当一束光的各种波长的能量大致相等时，我们称其为白光；否则，称其为彩色光； 若一束光中，只包含一种波长的能量，其它波长都为零时，称其为单色光。 我们看到的大多数光不是一种波长的光， 而是由许多不同波长的光组合成的。 如果光源 由单波长组成，就称为单色光源。实际中，只有极少数光源是单色的，大多数光源是由不同 波长组成，每个波长的光具有自身的强度。 事实上， 我们可以用主波长、 纯度和明度来简洁地描述任何光谱分布的视觉效果。 但是 由实验结果知道， 光谱与颜色的对应关系是多对一的， 也就是说， 具有不同光谱分布的光产 生的颜色感觉是有可能一样的。 我们称两种光的光谱分布不同而颜色相同的现象为 “异谱同 色”。由于这种现象的存在，我们必须采用其它的定义颜色的方法，使光本身与颜色一一对 应。 2． 色彩的视觉心理特性 色彩是人的眼睛对于不同频率的光线的不同感受， 色彩是一种视觉感受， 客观世界通过 人的视觉器官形成信息，使人们对它产生认识。所以，视觉是人类认识世界的开端。根据现 代科学研究的资料表明， 一个正常人从外界接受的信息， 百分之九十以上是由视觉器官输入 大脑的。来自外界的一切视觉形象，如物体的形状、空间、位置以及它们的界限和区别都由 色彩和明暗关系来反映。因此，色彩在人们的社会活动中具有十分重要的意义。 色彩既是一种感受， 又是一种信息。 在我们生活的这个多姿多彩的世界里， 所有的物体 都具有自己的色彩，尤其树木和花草，色彩随四季变化。因此，春秋的更换及寒暑的不同， 除皮肤可感觉外，自然界还会用美丽的色彩来告诉人们。 3． 颜色的基本概念 美国光学学会（ Optical Society of America ）的色度学委员会曾经把颜色定义为： 颜色是 除了空间的和时间的不均匀性以外的光的一种特性， 即光的辐射能刺激视网膜而引起观察者 通过视觉而获得的景象。 在我国国家标准 GB5698-85 中，把颜色定义为：色是光作用于人眼引起除形象以外的 视觉特性。 根据这一定义， 色是一种物理