第6章色度学基础.ppt

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1、色度学 此是对颜色刺激进行测量、计算和评价的一门学科。也就是把主观的颜色感知和客观的物理刺激联系起来，建立起高度准确的定量学科。此也是一门以光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性学科。色知觉外界物体发出的光刺激经过眼的屈光系统被视网膜接收，于是，人眼产生了此物体的光亮度和颜色的感觉信息，将此信息传至大脑中枢进行处理，就形成了色知觉。有了这一色知觉，人们就可辨认出物体的亮暗程度、颜色的类别和纯洁程度。色知觉量的测量色知觉量的测量 由于色知觉量无法直接测量，因此，颜色测量的首要问题找出外界光刺激与色知觉量之间的对应关系，以便能通过对光物理量的测量，从而间接地测得色知觉量。这过程中需

2、应用心理物理学的方法，并做大量的科学实验。所以，色知觉量的测量是一项很复杂的工作。颜色的辨认（图表）光线颜色光线颜色波长波长（nm)nm)紫紫420420蓝蓝470470青青485485绿绿510510黄黄572572橙橙620620红红700700颜色的辨认贝楚得贝楚得-朴尔克效应朴尔克效应颜色感觉随光强度而变化的现象。详见详见人眼的波长分辨力：人眼的波长分辨力：此与波长、光强度及视场大小有关。详见详见 颜色的分类及表观特征 非彩色：黑灰白系列（或称黑白系列）颜色 彩色：除黑灰白系列以外的各种颜色 根据颜色形成的物理机制不同,颜色又有光源色、物体色及荧光色之分。非彩色黑灰白系列由黑色、白色和

3、各种深浅不同的灰色组成的系列。只有明暗程度的变化中性色：即对整个光谱区各波长的反射或透射无选择性颜色的三种表观特性 明度：颜色的明暗程度。色调：彩色彼此相互区分的特性。饱和度（或彩度）：彩色接近光谱色的程度。明度色调饱和度颜色立体颜色立体白白黑黑绿绿黄黄红红蓝蓝紫紫明明度度明明度度彩度彩度色调色调色品坐标和色品图三刺激值R、G、B各自在三刺激值总量中所占的比例，叫做颜色的色品。r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)且 r+g+b=1彩色的度量及表示法颜色的混合 色光混合颜色的相加混合 颜色混合 颜料混合颜色的相减混合颜色的匹配S F待配色光待配色光RGBc目镜目镜颜

4、色的匹配（2）颜色匹配实验颜色匹配实验加色效应实验加色效应实验加色效应实验加色效应实验-2颜色匹配实验颜色匹配实验加色效应实验加色效应实验-3颜色匹配实验颜色匹配实验颜色匹配实验颜色匹配实验加色效应实验加色效应实验-4加色效应红红绿绿蓝蓝品红品红黄黄青青白白减色效应红红绿绿蓝蓝黑黑青青黄黄品红品红格拉斯曼颜色混合定律格拉斯曼颜色混合定律1.人的视觉只能分辨颜色的三种变化，即明度、色调和饱和度（即彩度）。2.在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续地变化，混合色的外貌也连续变化。若两个成分互为补色，且以适当比例混合，便产生白色或灰色；若按其它比例混合，便产生近似比重大的颜色成分的非饱和色。格

5、拉斯曼颜色混合定律格拉斯曼颜色混合定律（2）若任何两个非补色相混合，便产生中间色，中间色的色调及饱和度随这两种颜色的色调及相对数量不同而变化。3、颜色外貌相同的光，不管它们的光谱组成是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。格拉斯曼颜色混合定律格拉斯曼颜色混合定律（3）颜色的代替率：如果颜色A=颜色B，颜色C=颜色D，那么A+C=B+DA C=B-D代替率表明，只要在感觉上颜色相同的，便可互相代替，所得的视觉效果是相同的。格拉斯曼颜色混合定律格拉斯曼颜色混合定律（4）4、混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色的亮度总和，称为亮度相加律。光源的颜色特性光源的颜色特性u相对光谱功率分布 u光色（色表）u

6、显色性物体的光谱特性物体的光谱特性 物体的颜色决定于物体反射或透射的光谱辐射的选择程度。物体的这一光谱特性是其产生各种不同颜色的主要原因。作业：本章总结贝楚得贝楚得-朴尔克效应朴尔克效应例如：例如：660 nm红色光的视网膜照度由2000楚兰德（troland。1td：用1平方毫米的瞳孔观察亮度为1尼特的表面时，产生的视网膜照度）减低到100楚兰德时必须减少波长34 nm才能保持原来的色调。Back 人眼的波长分辨力 在光谱中部较高，尤其在波长490nm、590nm处附近分辨力最强，590nm附近约为1nm。当视网膜照度增加到3000楚兰德(troland)时，580nm处的分辨力可达0.4n

7、m。10视场的波长分辨力比2视场高三倍，即2视场中可分辨出150种颜色，而10视场中则可分辨400500种颜色。Back 明度 人眼观察发光体或物体的明暗程度。发光体的亮度愈高，明度也愈高，人眼感觉就愈明亮。非发光物体的反射率愈高，其明度也愈高。Back 色调可见光谱不同波长的辐射在视觉上表现为各种色调 发光物体的色调决定于它所辐射的光谱组成；非发光物体的色调决定于照明光源的光谱组成和物体本身的反射（或透射）特性。常以其光谱分布的主波长（或峰值波长）来区分。1 2 Back彩度可见光谱中同一波长的单色光是最纯的彩色。物体颜色的彩度决定于该物体反射或透射光谱辐射的选择性程度。Back色光的混合颜

8、色相加混合 此是由几种色光相混在一起而产生一种新颜色色光的视觉效果，故又称加色效应。三原色：红、绿、蓝 色光混合是光能量的叠加，故混合的色光越多，就越明亮而接近于白。Back颜料混合相减混合 此是从白光或较复杂的混色光中减去某一种或几种色光，从而使余下的光变换成新的色光，故又称减色效应。三原色：青、黄、品红 此种相减混合是光能量的减弱，多一种颜料混合就多吸收一些色光，因此，颜色就越觉得晦暗而接近于黑。Back相对光谱功率分布相对光谱功率分布u 光源的光谱功率分布：光源辐射功率按波长的分布光源的光谱功率分布：光源辐射功率按波长的分布u 各波长辐射功率值之间的比例与绝对光谱功率分布相同各波长辐射功

9、率值之间的比例与绝对光谱功率分布相同 u 各波长的辐射功率单位可任意各波长的辐射功率单位可任意 光源的光源的相对光谱功率分布相对光谱功率分布 ()()()()Back光源的光色（又称色表）即是人眼直接观察光源时所看到的颜色，其主要取决于光源本身所辐射的光谱分布。常用色温或相关色温来描述。色温：和光源有相同色品的黑体温度，就是该光源的色温，用绝对温标K表示。黑体：又称完全辐射体，即它的光谱吸收比恒等于1的物体。Back光源的显色性 即为物体在光源照明下所呈现的颜色效果。显色性好的光源，会使物体的颜色失真小。白天的日光和夜晚的火光是两种显色性最好的光源；氙灯具有很好的显色性，卤素灯和白炽灯较次之。Back