顏色三刺激值和色度圖課件

顏色三刺激值和色度圖1.三刺激值2.色度圖3.色差4.顯色指數(shù)顏色三刺激值和色度圖1.三刺激值1§2.1、RGB三刺激值一、顏色的量化1.目的：顏色是一個(gè)模糊的概念，要準(zhǔn)確的定義或測(cè)量顏色必須把顏色變成精確的物理量（模糊數(shù)學(xué)）。2.量化方法：（1）選定三原色光并規(guī)定三原色光的顏色單位量；（2）求出各個(gè)波長(zhǎng)的單色光，在單位輻射強(qiáng)度下的三原色組成（光譜三刺激值，，），；（3）由實(shí)際光源光譜分布求出組成該光源的各個(gè)單色光的實(shí)際輻射強(qiáng)度；（4）由(2)(3)求出光源中各個(gè)波長(zhǎng)光在實(shí)際輻射強(qiáng)度時(shí)的三原色組成；（5）把所有波長(zhǎng)的三原色組成分量疊加，得到光源的三原色總量（刺激值）。§2.1、RGB三刺激值一、顏色的量化2二、量化步驟1.選定三原色（1）、其中任何一種原色不能被其他兩種原色匹配（2）、三色之間的光譜間隔大，匹配色覆蓋的顏色最多（3）、容易實(shí)現(xiàn)CIE確定：Red

Green

Bluenm700546.1435.8為標(biāo)準(zhǔn)三原色這樣規(guī)定的原因是上述三者都比較容易精確地產(chǎn)生出來(lái)。是采用汞弧光譜中經(jīng)濾波后的單一譜線獲得，色度穩(wěn)定而準(zhǔn)確，配出彩色也較多。二、量化步驟這樣規(guī)定的原因是上述三者都比較容易精確地產(chǎn)生出來(lái)32.選定三原色的單位量等能白：SE

Red

Green

BlueMixturenm700546.1435.8單位量（流明）

1.00004.59070.06011Redunit=[R]=1.0000

cd/m2;（lR）1Greenunit=[G]=4.5907cd/m2;（lG）1Blueunit=[B]=0.0601cd/m2.（lB）（亮度比和光通量比是等效的）

例題2.選定三原色的單位量例題43.求出光源的光譜分布，并求出各個(gè)波長(zhǎng)的單色光的輻射強(qiáng)度。E380，E390，E400，……4.求出各個(gè)波長(zhǎng)單色光的三原色分量。

CE380=C380E(380)CE390=C390E(390)CE400=C400E(390)...CE780=C780E(780)E(λ)λ(nm)380390400380390400780C380C390C780CE390CE380CE780CE400C4003.求出光源的光譜分布，并求出各個(gè)波長(zhǎng)的單色光的輻射強(qiáng)度。55.把光譜中所有波長(zhǎng)的三原色光分量疊加（積分）就得到該光源的刺激值。例題5.把光譜中所有波長(zhǎng)的三原色光分量疊加（積分）就得到該光源6一個(gè)單位的顏色（C）的色品只決定于三原色的刺激值各自在R+G+B總量中的相對(duì)比例，此比值叫做色品坐標(biāo)，用符號(hào)r、g、b表示。且r+g+b=1，則可得單位方程rg三、色品坐標(biāo)例題一個(gè)單位的顏色（C）的色品只決定于三原色的刺激值各自7負(fù)值出現(xiàn)的物理意義：

當(dāng)投射到半視場(chǎng)的某些光譜色，用另一半視場(chǎng)的三原色來(lái)匹配時(shí)，不管三原色如何調(diào)節(jié)都不能使兩半視場(chǎng)顏色達(dá)到顏色匹配，只有在光譜色的半視場(chǎng)內(nèi)加入適量的三原色之一才能達(dá)到顏色匹配，加在光譜色半視場(chǎng)的原色就用負(fù)值來(lái)表示。光譜三刺激值RGB三刺激值的缺點(diǎn)負(fù)值出現(xiàn)的物理意義：RGB三刺激值的缺點(diǎn)8在CIE1931—RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個(gè)假想的原色X、Y、Z建立了一個(gè)新的色度系統(tǒng)。將它匹配等能光譜的三刺激值，定名為“CIEl93l標(biāo)淮色度觀察者光譜三刺激值”，簡(jiǎn)稱為CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。這一系統(tǒng)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”。ClE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)在CIE1931—RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個(gè)假想的9

用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白E來(lái)定各原色刺激值單位。等能白點(diǎn)在r-g坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為r＝0.3333,g＝0.3333在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為x＝0.3333,y＝0.3333

知道了三原色和等能白點(diǎn)在r–g坐標(biāo)系和x–y坐標(biāo)系中的位置后，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可求得XYZ系統(tǒng)和RGB系統(tǒng)三刺激值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式RGB和XYZ坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白E來(lái)定各原色刺激10同樣經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，也可以找到它們之間的色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系式同樣經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，也可以找到它們之間的色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)11CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線圖

由于在XYZ選擇原色時(shí)就考慮到只有Y值既代表色品又代表色度，而X，Z只代表色品，所以函數(shù)曲線與明視覺光譜光效率V()一致。CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線圖由于12由光譜分布P(λ)可得色度的三刺激值。x（λ），y（λ）z（λ）——CIE1931光譜三刺激值由光譜分布P(λ)可得色度的三刺激值。x（λ），y（λ）z（13用如圖裝置，在數(shù)字電壓表1、2上直接讀出色度值x和y。原理：光線經(jīng)過(guò)多層有色玻璃濾色片后，在光電池上產(chǎn)生的光電流Ix、Iy、Iz的比值正比與三刺激值X、Y、Z。電流電壓轉(zhuǎn)換器毛玻璃數(shù)字電壓表1數(shù)字電壓表2積分放大器漫射型白漆濾色片與光檢測(cè)器IxIyIz用如圖裝置，在數(shù)字電壓表1、2上直接讀出色度值x和y。電流電14二、色度圖x+y+z=1圖1-22CIE色度圖二、色度圖x+y+z=1圖1-22CIE色度圖15三.主波長(zhǎng)和顏色純度顏色的主波長(zhǎng)大致相當(dāng)于視神經(jīng)感覺到的顏色的色調(diào)。在CIE色度圖上分別標(biāo)出顏色樣品和光源的色度點(diǎn)（即色度坐標(biāo)），連接兩點(diǎn)做一直線，并從光源向樣品色度點(diǎn)的方向延長(zhǎng)與光譜軌跡相交，這一交點(diǎn)的波長(zhǎng)就是該顏色樣品的主波長(zhǎng)。樣品的顏色接近主波長(zhǎng)光譜色的程度，稱為該樣品顏色的顏色刺激純度（興奮純度）。色度圖上，用光源點(diǎn)到樣品色度點(diǎn)的距離與光源點(diǎn)到主波長(zhǎng)色度點(diǎn)（或補(bǔ)色波長(zhǎng)色度點(diǎn)）的距離的比率來(lái)表示色彩的飽和度），簡(jiǎn)稱純度。三.主波長(zhǎng)和顏色純度顏色的主波長(zhǎng)大致相當(dāng)于視神經(jīng)感覺到的顏16如圖，M和O分別為樣品顏色（M）和CIE光源C的色度點(diǎn)，連接兩色度點(diǎn)，其直線的延長(zhǎng)線與光譜軌跡相交與519.4nm處，519.4nm就是樣品M的主波長(zhǎng)。圖1-23主波長(zhǎng)計(jì)算示意圖如圖，M和O分別為樣品顏色（M）和CIE光源C的色17O：光源色度點(diǎn)M：樣品色度點(diǎn)L：M的主波長(zhǎng)色度點(diǎn)純度：

圖1-24純度計(jì)算示意圖O：光源色度點(diǎn)純度：圖1-24純度計(jì)算示意圖18例：圖中，顏色（M）的色度坐標(biāo)為（x=0.223、y=0.503），光源O的色度坐標(biāo)為（x0=0.310、y0=0.316），求顏色（M）在光源O的照射下的興奮純度。樣品顏色（M）的主波長(zhǎng)519.4nm查等能光譜軌跡色度坐標(biāo)表，光譜色519.4nm的色度坐標(biāo)值約為：yλ=0.834則有：即樣品顏色（M）的興奮純度為36.1％BACK圖1-25例題例：圖中，顏色（M）的色度坐標(biāo)為（x=0.223、y=0.519四.色溫

黑體軌跡上的各點(diǎn)代表不同溫度的黑體的光色，溫度由接近1000K開始升高時(shí)，顏色由紅向藍(lán)變化。因此人們就用黑體對(duì)應(yīng)的溫度表示它的顏色。當(dāng)某種光源的色品與某一溫度下的黑體色品相同時(shí)，則將黑體的溫度稱為此光源的色溫。圖1-26黑體軌跡示意圖四.色溫圖1-26黑體軌跡示意圖20相關(guān)色溫

當(dāng)某種光源的色品與某一溫度下的黑體的色品最接近，或者說(shuō)在色品圖上相差距離最小時(shí)，用該黑體的溫度表示此光源的色溫稱為相關(guān)色溫。1-27黑體相關(guān)色溫示意圖相關(guān)色溫1-27黑體相關(guān)色溫示意圖21顏色寬容度：在色度圖上，把人眼感覺不出顏色變化的范圍稱為顏色寬容度。寬容度大小反映出人眼的色品分辨力。在CIE-1931xy色度圖的不同位置上，顏色的寬容量不一樣，如藍(lán)色部分寬容量最小，綠色部分最大。CIE-1931xy色度圖的缺點(diǎn)顏色寬容度：CIE-1931xy色度圖的缺點(diǎn)221960年CIE制定了均勻色度標(biāo)尺圖，簡(jiǎn)稱CIE1960UCS圖。利用CIE圖表示色差，在視覺上獲得差別大致相等的不同顏色，在空間上也大致相同。UCS圖可由CIE1931色度圖轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，其中x、y和u、v之間的互換公式為：均勻色標(biāo)制

1960年CIE制定了均勻色度標(biāo)尺圖，簡(jiǎn)稱C23CIE1960UCS顏色寬容量線段圖CIE1960UCS顏色寬容量線段圖24CIE1960UCS色度圖CIE1960UCS色度圖25均勻色度圖下的黑體軌跡曲線均勻色度圖下的黑體軌跡曲線26色溫計(jì)算步驟1.將測(cè)量得到的LED器件色度坐標(biāo)（x，y）換算成均勻色度圖坐標(biāo)（u，v）。2.查色溫表得到坐標(biāo)（u，v）兩邊等色溫線有關(guān)數(shù)據(jù)，若（u，v）正好落在黑體軌跡或某條相關(guān)色溫線上，則該落點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度即為被測(cè)器件色溫。3.若（u，v）落在兩條色溫線之間，用內(nèi)插法分別求出θ1、θ2。色溫計(jì)算步驟1.將測(cè)量得到的LED器件色度坐標(biāo)（x，y）換27uv普朗克軌跡相鄰等色溫線交點(diǎn)CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色溫線i+1θ2θ1被測(cè)光源色度坐標(biāo)圖1-30相關(guān)色溫（CCT）計(jì)算圖uv普朗克軌跡相鄰等色CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色28uv普朗克軌跡相鄰等色溫線交點(diǎn)CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色溫線i+1θiθi+1被測(cè)光源色度坐標(biāo)圖1-30相關(guān)色溫（CCT）計(jì)算圖θxuv普朗克軌跡相鄰等色CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色29首先用與上述方法類似的步驟查表找到與光源色坐標(biāo)S(u,v)最近鄰的兩條等溫線T1和T2,設(shè)兩色溫線與黑體色軌跡的垂足分別為D1(ub1,vb1)、D2(ub2,vb2)。從光源色溫坐標(biāo)點(diǎn)S(u,v)向D1、D2做垂線,設(shè)垂足為D(ub,vb)。設(shè)L1=DD1,L2=DD2,根據(jù)下面的內(nèi)插方法可計(jì)算出過(guò)垂足點(diǎn)D(ub,vb)的等色溫線Tc:首先用與上述方法類似的步驟查表找到與光源色坐30六、色差和顯色指數(shù)1、色差：兩種顏色的差值。2、顯色指數(shù)：物體在光源照明下所呈現(xiàn)顏色的真實(shí)性。測(cè)量方法：把待測(cè)光源照射在標(biāo)準(zhǔn)樣品上，觀察標(biāo)準(zhǔn)樣品的反射光譜就可以計(jì)算樣品反射所顯示的顏色。再把標(biāo)準(zhǔn)照明體照射在物體上，得到標(biāo)準(zhǔn)反射光譜或標(biāo)準(zhǔn)顏色，計(jì)算兩種顏色的色差可以表示顯色指數(shù)。六、色差和顯色指數(shù)1、色差：兩種顏色的差值。313.CIEl964均勻顏色空間用明度指數(shù)W*、色度指數(shù)U*和V*三個(gè)參數(shù)來(lái)表示顏色的空間位置：

W*=25Y1/3–17（1≤Y≤100）U*=13W*(u-uo)V*=13W*(v-vo)式中：u和v是LED器件發(fā)光光譜在CIEl960均勻色度空間的色度坐標(biāo)，uo和vo則是標(biāo)準(zhǔn)等能白光光源在CIEl960均勻色度空間的色度坐標(biāo)。3.CIEl964均勻顏色空間用明度指32CIE1964WUV色差公式在CIEl964均勻顏色空間中的兩個(gè)顏色（U*1V*1W*1）和（U*2V*2W*2）色差為：Euv=[(W*)2+(U*)2+(U*)2]1/2

U*=U*1—U*2V*=V*1—V*2W*=W*1—W*2色差單位：E=1NBS單位（最佳條件下人眼恰可察覺色差的5倍）CIE1964WUV色差公式在CIEl964均勻顏色空33標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜功率分布，這種標(biāo)準(zhǔn)的光譜功率分布不必由一個(gè)光源直接提供，也不一定能真正地實(shí)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)光源是符合標(biāo)準(zhǔn)照明體規(guī)定的光譜功率分布的物理發(fā)光體。CIE先用相對(duì)光譜功率分布定義了標(biāo)準(zhǔn)照明體，同時(shí)還規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)光源，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的相對(duì)光譜功率分布。4.顯色指數(shù)（a）選擇標(biāo)準(zhǔn)照明體和色樣標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜功率分布，這種標(biāo)準(zhǔn)的光譜功率分布不必34CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體：標(biāo)準(zhǔn)照明體A:代表絕對(duì)溫度2856K的完全輻射體(黑體)的輻射。它的色度坐標(biāo)點(diǎn)落在CIE1931色度圖的黑體軌跡。標(biāo)準(zhǔn)照明體B：代表相關(guān)色溫大約為4874K的直射日光，它的光色相當(dāng)于中午的日光，其色度點(diǎn)緊靠黑體軌跡。標(biāo)準(zhǔn)照明體C：代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均日光。它的光色近似陰天天空的日光，其色度點(diǎn)位于黑體軌跡的下方。標(biāo)準(zhǔn)照明體D：代表各種時(shí)相的日光的相對(duì)光譜功率分布，又名典型日光或重組日光。CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體：標(biāo)準(zhǔn)照明體A:代表絕對(duì)溫度2856K的完全35顏色三刺激值和色度圖課件36IlluminantD65Daylight400500600700IlluminantD6540050060070037IlluminantAIncandescent400500600700IlluminantA40050060070038IlluminantF2CoolWhiteFluorescent400500600700IlluminantF240050060070039色樣八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色樣：六個(gè)特殊色樣。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：第十五個(gè)特殊色樣。色樣八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色樣：40（1）測(cè)得待測(cè)LED的光譜分布P（λ）以及色度坐標(biāo)xk，yk。（2）計(jì)算待測(cè)LED器件在均勻色空間中的色度坐標(biāo)uk，vk。（3）算出被測(cè)LED器件的相關(guān)色溫Tc。（4）根據(jù)相關(guān)色溫選擇最接近相關(guān)色溫的參比施照體（標(biāo)準(zhǔn)照明體）。當(dāng)色溫地域5000K時(shí)，以普朗克輻射體作為參照光源，當(dāng)色溫高于5000K時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源。計(jì)算步驟一（1）測(cè)得待測(cè)LED的光譜分布P（λ）以及色度坐標(biāo)xk，yk41（5）計(jì)算選定的參比施照體的光譜分布。（6）由待測(cè)LED的光譜分布和1－14號(hào)顏色樣品的反射系數(shù)（光譜輻射亮度因數(shù)）,計(jì)算待測(cè)光源下1－14號(hào)色樣的色度坐標(biāo)xk,i

,yk,i,并求相應(yīng)uk,i,vk,i。（7）對(duì)選定的參比施照體，查表求得色度參數(shù)ur，vr，cr，dr。并利用樣品反射系數(shù)求得色樣在參比施照體下的均勻顏色空間坐標(biāo)U*r,i，V*r,i，W*r,i。計(jì)算步驟二（5）計(jì)算選定的參比施照體的光譜分布。計(jì)算步驟二42（8）由轉(zhuǎn)換公式，代入待測(cè)LED的uk和vk，求出ck和dk。而代入待測(cè)LED下的色樣的uk,i和vk,i。求出ck,i和vk,i。計(jì)算步驟三（8）由轉(zhuǎn)換公式，代入待測(cè)LED的uk和vk，求出ck和dk43（9）由下式計(jì)算色樣的適應(yīng)色位移u'k,i和v'k,i。。計(jì)算步驟四（9）由下式計(jì)算色樣的適應(yīng)色位移u'k,i和v'k,i。。44（10）由u'k,i和v'k,i。計(jì)算待測(cè)LED的U'k,i，V'k,i，W'k,i。（11）按色差公式求出待測(cè)LED和參比施照體的色差計(jì)算步驟五（10）由u'k,i和v'k,i。計(jì)算待測(cè)LED的U'k,i45（12）由下式計(jì)算特殊顯色指數(shù)Ri。Ri＝100－Δ4.6Ei（13）一般顯色指數(shù)CRI計(jì)算步驟六計(jì)算步驟六46 幾種人工光源的一般顯色指數(shù)光源名稱CIE色度坐標(biāo)相關(guān)色溫(k)一般顯色指數(shù)Ra白熾燈(500瓦)x0.447u0.255y0.408v0.350290095~100碘鎢燈(500瓦)x0.458u0.261y0.411v0.351270095~100溴鎢燈(500瓦)x0.409u0.237y0.391v0.342340095~100熒光燈(日光色40瓦)x0.310u0.192y0.339v0.315660070~80外鎮(zhèn)高壓汞燈(400瓦)x0.334u0.184y0.412v0.340550030~40內(nèi)鎮(zhèn)高壓汞燈(450瓦)x0.378u0.203y0.434v0.349440030~40鏑燈(1000瓦)x0.369u0.222y0.367v0.330430085~95高壓鈉燈(400瓦)x0.516u0.311y0.389v0.352190020~25 幾種人工光源的一般顯色指數(shù)光源名稱CIE色度坐標(biāo)相關(guān)色47第二章完謝謝第二章完謝謝48附錄附錄49模糊數(shù)學(xué)老年人的概念定義：四十歲不算老年人，而八十歲肯定算老年人。年紀(jì)在這之間的人該如何定義？f（x）＝[（x－40）/（80－40）]×100％返回模糊數(shù)學(xué)老年人的概念定義：四十歲不算老年人，而八十歲肯定算老50將各單色光的輻射能量值都保持為相同來(lái)做顏色匹配實(shí)驗(yàn)，所得到的三刺激值稱為光譜三刺激值，也就是匹配等能光譜色的三原色的數(shù)量。用符號(hào)，，表示。光譜三刺激值又稱為顏色匹配函數(shù)，它的數(shù)值只決定于人眼的視覺特性。匹配過(guò)程用方程表示光譜三刺激值

任何顏色的光都可以看成是不同單色光混合而組成的，所以光譜三刺激值可作為顏色色度計(jì)算的基礎(chǔ)。返回將各單色光的輻射能量值都保持為相同來(lái)做顏色匹配實(shí)驗(yàn)，51RGB三刺激值表（1）l（毫微米）

光譜三刺激值

500-0.071730.085360.04776505-0.08120.105930.03688510-0.089010.12860.02698515-0.093560.152620.01842520-0.092640.174680.01221525-0.084730.191130.0083530-0.071010.203170.00549535-0.051360.210830.0032RGB三刺激值表（1）l光譜三刺激值500-0.0717352RGB三刺激值表（2）l（毫微米）

光譜三刺激值

540-0.031520.214660.00146545-0.006130.214870.000235500.022790.21178-0.000585550.055140.20588-0.001055600.09060.19702-0.00135650.12840.18522-0.001385700.167680.17807-0.001355750.207150.15429-0.00123RGB三刺激值表（2）l光譜三刺激值540-0.0315253RGB三刺激值表（3）l（毫微米）

光譜三刺激值

5800.245260.1361-0.001085850.279890.11686-0.000935900.309280.09754-0.000795950.331840.07909-0.000636000.344290.06246-0.000496050.347560.04776-0.000386100.339710.03557-0.0003RGB三刺激值表（3）l光譜三刺激值5800.24526054課堂練習(xí)600nm的光的rgb光譜刺激值為r＝0.34429，g＝0.06246，b＝－0.0005。其光敏光視效率函數(shù)V(600)＝0.631。求做配比實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的單位輻射功率。三原色光的波長(zhǎng)分別為700nm，546nm，435nm。光譜光視效率函數(shù)為V(700)＝0.0041；V(545)＝0.974；V(435)＝0.0173。課堂練習(xí)600nm的光的rgb光譜刺激值為r＝0.34429550.34429×1＋0.06246×4.59－0.0005×0.06＝0.34429＋0.28669－0.00003＝0.63095≈0.631lm。所以輻射單位功率為1/683W。（因?yàn)棣担紼×683×V（λ）。0.631＝E×683×0.631）0.34429×1＋0.06246×4.59－0.0005×56補(bǔ)充650nm的rgb三刺激值分別為r＝0.10167，g＝0.00116，b＝－0.00001。0.10167×1＋0.00116×4.59－0＝0.10167＋0.00532＝0.10699≈0.107。光譜光視效率函數(shù)V(650)＝0.107。補(bǔ)充650nm的rgb三刺激值分別為r＝0.10167，g＝57匹配FC流明的(C)光，需要FR流明的(R)，F(xiàn)G流明的(G)和FB流明的(B)，顏色方程式為若用色度學(xué)單位來(lái)表示則方程為式中C＝R+G+B返回匹配FC流明的(C)光，需要FR流明的(R)58顏色三刺激值和色度圖課件59色度學(xué)例題一、色度單位（1）已知對(duì)于等能白光來(lái)說(shuō)，需要的紅、綠、藍(lán)三種色光的光通量比例是1：4.59：0.06。那么我們用1lm的紅光、4.59lm的綠光和0.06lm的藍(lán)光配成白光，該混合白光的總光通量是多少？解：從光度疊加定律可知，Φ總＝ΦR＋ΦG＋ΦB＝5.65lm。返回色度學(xué)例題一、色度單位返回60（2）某種等能白光的綠光分量光通量是10lm，那么藍(lán)光和紅光分量各自是多少？這束白光的總光通量是多少？需要的各個(gè)色光的色度單位是多少？解：ΦR＝10×1/4.59＝2.18lm

ΦB＝10×0.06/4.59＝0.13lm

Φ總＝ΦR＋ΦG＋ΦB＝12.31lm。色度單位：R＝2.18lm/1＝2.18，G＝10/4.59＝2.18，B＝0.13/0.06＝2.17返回（2）某種等能白光的綠光分量光通量是10lm，那么藍(lán)光和紅光61例二一束光的波長(zhǎng)是420nm，光譜光視效率值V＝0.7，輻射功率是500mW。為了合成和這束光相同效果的復(fù)色光，使用了85lm的R光，140lm的G光。求這束光的三刺激值。解：（1）先求出這束光的總光通量Φ（420）＝0.5×0.7×683＝239lm再求出B光的光通量ΦB＝Φ總－ΦR－ΦG＝239－85－140＝14lm返回例二一束光的波長(zhǎng)是420nm，光譜光視效率值V＝0.7，輻射62（2）再求出單位輻射功率下（1W）合成復(fù)色光所需的三種單色光的光通量；ΦR＝85×（1000/500）＝170lm；ΦG＝140×（1000/500）＝280lm；ΦB＝28lm。（3）求出各個(gè)單色光的色度值（刺激值）R＝ΦR/R單位值＝170/1＝170；G＝ΦG/G單位值＝280/4.59＝61.00；B＝ΦR/R單位值＝28/0.06＝466.67（R單位值＝1lm/單位；G單位值＝4.59lm/單位；）返回（2）再求出單位輻射功率下（1W）合成復(fù)色光所需的三種單色光63（4）色度坐標(biāo)r＝R/（R＋G＋B）＝170/（170＋61＋466.67）＝170/697.67＝0.244；g＝G/（R＋G＋B）＝61/697.67＝0.087b＝466.67/697.67＝0.669。返回（4）色度坐標(biāo)返回64例三、求等能白光的三刺激值色度坐標(biāo)解：因?yàn)镽：G：B＝1：1：1。r＝R/（R＋G＋B）＝0.333；g＝0.333b＝0.333。返回例三、求等能白光的三刺激值色度坐標(biāo)返回65例四一束光的波長(zhǎng)是600nm，光譜光視效率值V＝0.8，輻射功率是5W。為了合成和這束光相同效果的復(fù)色光，使用了742lm的R光，1962lm的G光和28lm的藍(lán)光。求這束光的色度坐標(biāo)。解：（1）三刺激值為R＝742÷1＝742，G＝1962÷4.59＝427.45B＝28÷0.06＝466.67返回例四一束光的波長(zhǎng)是600nm，光譜光視效率值V＝0.8，輻射66（2）色度坐標(biāo)r＝R/（R＋G＋B）＝742/（742＋427.45＋466.67）＝742/1636.12＝0.453g＝G/（R＋G＋B）＝427.45/1636.12＝0.261b＝B/（R＋G＋B）＝0.285。返回（2）色度坐標(biāo)返回67彩色特性：明度、色調(diào)、飽和度。

明度：人眼對(duì)物體的明暗感覺。發(fā)光物體的亮度越高，則明度越高；非發(fā)光物體反射比越高，明度越高。

色調(diào)：彩色彼此相互區(qū)分的特性。不同波長(zhǎng)的單色光具有不同的色調(diào)。發(fā)光物體的色調(diào)決定于它的光輻射的光譜組成。非發(fā)光物體的色調(diào)決定于照明光源的光譜組成和物體本身的光譜反射(透射)的特性。

飽和度：是指彩色的純潔性。可見光譜中的各種單色光是最飽和的彩色。物體色的飽和度決定于物體反射(透射)特性。如果物體反射光的光譜帶很窄，它的飽和度就高。顏色立體彩色特性：明度、色調(diào)、飽和度。顏色立體68CIE1931xy系統(tǒng)色品圖:(X)為紅原色；(Y)為綠原色；(Z)為藍(lán)原色。它們都落在光譜軌跡的外面，在光譜軌跡外面的所有顏色都是物理上不能實(shí)現(xiàn)的。光譜軌跡曲線以及連接光譜兩端點(diǎn)的直線所構(gòu)成的馬蹄形內(nèi)包括了一切物理上能實(shí)現(xiàn)的顏色。CIE1931xy系統(tǒng)色品圖:(X)為紅原色；(Y69CIE1931xy色品圖上光譜軌跡的特點(diǎn)：①靠近波長(zhǎng)末端700－770nm的光譜波段具有一個(gè)恒定的色品值，都是x＝0.7347，y＝0.2653，z＝0，所以在色品圖上只由一個(gè)點(diǎn)來(lái)代表。②光譜軌跡540－700nm這一段是一條與XY邊基本重合的直線。在這段光譜范圍內(nèi)的任何光譜色都可通過(guò)540nm和700nm二種波長(zhǎng)的光以一定比例相加混合產(chǎn)生。

CIE1931xy色品圖上光譜軌跡的特點(diǎn)：①70③光譜軌跡380－540nm一段是曲線，在此范圍內(nèi)的一對(duì)光譜色的混合不能產(chǎn)生二者之間位于光譜軌跡上的顏色，而只能產(chǎn)生光譜軌跡所包圍面積內(nèi)的混合色。光譜軌跡上的顏色飽和度最高。③光譜軌跡380－540nm一段是曲線，在此范圍內(nèi)的一對(duì)71④連接色度點(diǎn)400nm和700nm的直線稱為紫紅軌跡。因?yàn)閷?00nm的藍(lán)色刺激與700nm的紅色刺激混合后會(huì)產(chǎn)生紫色。⑤y＝0的直線(XZ)與亮度沒有關(guān)系，即無(wú)亮度線。④連接色度點(diǎn)400nm和700nm的直線稱為紫紅軌跡。因72色溫和相關(guān)色溫黑體（或普朗克輻射體）在任何溫度下將落到它表面上的任何波長(zhǎng)的輻射全部吸收，也就是它的光譜吸收比恒等于1的物體。黑體的輻射特性由普朗克公式來(lái)描述式中Me，為光譜輻射出度。黑體輻射的相對(duì)光譜功率分布曲線色溫和相關(guān)色溫黑體（或普朗克輻射體）式中Me，為光譜輻射73亮度僅由Y表示，X、Y、Z所形成的虛線三角形包含了整個(gè)光譜軌跡，使得光譜軌跡上和軌跡之內(nèi)的色度坐標(biāo)都成了正值。XYZ假想三原色的由來(lái)：亮度僅由Y表示，X、Y、Z所形成的虛線三角形包含74色度坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換

三條直線在RGB系統(tǒng)中的直線方程：XZ直線為無(wú)亮度線。即：1.0000r+4.5907g+0.0601b=0又由：r+g+b=1,代入上式得：0.9399r+4.5306g+0.0601=0XY直線為：r+0.99g-1=0YZ直線為：1.45r+0.55g+1=0色度坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換

三條直線在RGB系統(tǒng)中的直線方程：75X、Y、Z三點(diǎn)在rg圖中的坐標(biāo)是：X：r=1.2750，g=-0.2778，b=0.0028Y：r=-1.7392，g=2.7671，b=-0.0279Z：r=-0.7431，g=0.1409，b=1.6022在1931CIE-XYZ色度圖中，等能的白光，即E光源的色度坐標(biāo)也為：xE=0.3333，yE=0.3333。

X、Y、Z三點(diǎn)在rg圖中的坐標(biāo)是：76色度坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換由此得到RGB系統(tǒng)和XYZ系統(tǒng)三刺激值的轉(zhuǎn)換關(guān)系為X=2.7689R+1.7517G+1.1302BY=1.0000R+4.9507G+0.0601BZ=0.0000R+0.0565G+5.5943B色品坐標(biāo)r(λ),g(λ),b(λ)與x(λ)y(λ)z(λ)轉(zhuǎn)換關(guān)系為色度坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換由此得到RGB系統(tǒng)和XYZ系統(tǒng)三刺激值的轉(zhuǎn)換關(guān)77波長(zhǎng)光源CS()樣品()CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者40063.300.3570.01430.00040.06790.02530.320.001.532098.100.4430.13440.00400.64560.39245.840.1728.0640121.50.5470.34830.02301.74712.794523.151.53116.11……………………………………………………70076.300.1170.01140.00410.00000.31280.100.040.00532.62115.79140.07352.56物體色三刺激值計(jì)算舉例：第一步：將所需數(shù)據(jù)和乘積數(shù)據(jù)列表如下物體色度計(jì)算返回波長(zhǎng)光源C樣品CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者40063.300.3570.78第三步：計(jì)算三刺激值第二步：計(jì)算調(diào)整系數(shù)物體色度計(jì)算返回第三步：計(jì)算三刺激值第二步：計(jì)算調(diào)整系數(shù)物體色度計(jì)算返回79第四步：計(jì)算色品坐標(biāo)物體色度計(jì)算返回第四步：計(jì)算色品坐標(biāo)物體色度計(jì)算返回80光源三刺激值的計(jì)算，應(yīng)去掉公式中的()光源色度計(jì)算返回光源三刺激值的計(jì)算，應(yīng)去掉公式中的()光源色度計(jì)算返回81顏色三刺激值和色度圖1.三刺激值2.色度圖3.色差4.顯色指數(shù)顏色三刺激值和色度圖1.三刺激值82§2.1、RGB三刺激值一、顏色的量化1.目的：顏色是一個(gè)模糊的概念，要準(zhǔn)確的定義或測(cè)量顏色必須把顏色變成精確的物理量（模糊數(shù)學(xué)）。2.量化方法：（1）選定三原色光并規(guī)定三原色光的顏色單位量；（2）求出各個(gè)波長(zhǎng)的單色光，在單位輻射強(qiáng)度下的三原色組成（光譜三刺激值，，），；（3）由實(shí)際光源光譜分布求出組成該光源的各個(gè)單色光的實(shí)際輻射強(qiáng)度；（4）由(2)(3)求出光源中各個(gè)波長(zhǎng)光在實(shí)際輻射強(qiáng)度時(shí)的三原色組成；（5）把所有波長(zhǎng)的三原色組成分量疊加，得到光源的三原色總量（刺激值）?！?.1、RGB三刺激值一、顏色的量化83二、量化步驟1.選定三原色（1）、其中任何一種原色不能被其他兩種原色匹配（2）、三色之間的光譜間隔大，匹配色覆蓋的顏色最多（3）、容易實(shí)現(xiàn)CIE確定：Red

Green

Bluenm700546.1435.8為標(biāo)準(zhǔn)三原色這樣規(guī)定的原因是上述三者都比較容易精確地產(chǎn)生出來(lái)。是采用汞弧光譜中經(jīng)濾波后的單一譜線獲得，色度穩(wěn)定而準(zhǔn)確，配出彩色也較多。二、量化步驟這樣規(guī)定的原因是上述三者都比較容易精確地產(chǎn)生出來(lái)842.選定三原色的單位量等能白：SE

Red

Green

BlueMixturenm700546.1435.8單位量（流明）

1.00004.59070.06011Redunit=[R]=1.0000

cd/m2;（lR）1Greenunit=[G]=4.5907cd/m2;（lG）1Blueunit=[B]=0.0601cd/m2.（lB）（亮度比和光通量比是等效的）

例題2.選定三原色的單位量例題853.求出光源的光譜分布，并求出各個(gè)波長(zhǎng)的單色光的輻射強(qiáng)度。E380，E390，E400，……4.求出各個(gè)波長(zhǎng)單色光的三原色分量。

CE380=C380E(380)CE390=C390E(390)CE400=C400E(390)...CE780=C780E(780)E(λ)λ(nm)380390400380390400780C380C390C780CE390CE380CE780CE400C4003.求出光源的光譜分布，并求出各個(gè)波長(zhǎng)的單色光的輻射強(qiáng)度。865.把光譜中所有波長(zhǎng)的三原色光分量疊加（積分）就得到該光源的刺激值。例題5.把光譜中所有波長(zhǎng)的三原色光分量疊加（積分）就得到該光源87一個(gè)單位的顏色（C）的色品只決定于三原色的刺激值各自在R+G+B總量中的相對(duì)比例，此比值叫做色品坐標(biāo)，用符號(hào)r、g、b表示。且r+g+b=1，則可得單位方程rg三、色品坐標(biāo)例題一個(gè)單位的顏色（C）的色品只決定于三原色的刺激值各自88負(fù)值出現(xiàn)的物理意義：

當(dāng)投射到半視場(chǎng)的某些光譜色，用另一半視場(chǎng)的三原色來(lái)匹配時(shí)，不管三原色如何調(diào)節(jié)都不能使兩半視場(chǎng)顏色達(dá)到顏色匹配，只有在光譜色的半視場(chǎng)內(nèi)加入適量的三原色之一才能達(dá)到顏色匹配，加在光譜色半視場(chǎng)的原色就用負(fù)值來(lái)表示。光譜三刺激值RGB三刺激值的缺點(diǎn)負(fù)值出現(xiàn)的物理意義：RGB三刺激值的缺點(diǎn)89在CIE1931—RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個(gè)假想的原色X、Y、Z建立了一個(gè)新的色度系統(tǒng)。將它匹配等能光譜的三刺激值，定名為“CIEl93l標(biāo)淮色度觀察者光譜三刺激值”，簡(jiǎn)稱為CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。這一系統(tǒng)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”。ClE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)在CIE1931—RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個(gè)假想的90

用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白E來(lái)定各原色刺激值單位。等能白點(diǎn)在r-g坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為r＝0.3333,g＝0.3333在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為x＝0.3333,y＝0.3333

知道了三原色和等能白點(diǎn)在r–g坐標(biāo)系和x–y坐標(biāo)系中的位置后，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可求得XYZ系統(tǒng)和RGB系統(tǒng)三刺激值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式RGB和XYZ坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白E來(lái)定各原色刺激91同樣經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，也可以找到它們之間的色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系式同樣經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，也可以找到它們之間的色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)92CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線圖

由于在XYZ選擇原色時(shí)就考慮到只有Y值既代表色品又代表色度，而X，Z只代表色品，所以函數(shù)曲線與明視覺光譜光效率V()一致。CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線圖由于93由光譜分布P(λ)可得色度的三刺激值。x（λ），y（λ）z（λ）——CIE1931光譜三刺激值由光譜分布P(λ)可得色度的三刺激值。x（λ），y（λ）z（94用如圖裝置，在數(shù)字電壓表1、2上直接讀出色度值x和y。原理：光線經(jīng)過(guò)多層有色玻璃濾色片后，在光電池上產(chǎn)生的光電流Ix、Iy、Iz的比值正比與三刺激值X、Y、Z。電流電壓轉(zhuǎn)換器毛玻璃數(shù)字電壓表1數(shù)字電壓表2積分放大器漫射型白漆濾色片與光檢測(cè)器IxIyIz用如圖裝置，在數(shù)字電壓表1、2上直接讀出色度值x和y。電流電95二、色度圖x+y+z=1圖1-22CIE色度圖二、色度圖x+y+z=1圖1-22CIE色度圖96三.主波長(zhǎng)和顏色純度顏色的主波長(zhǎng)大致相當(dāng)于視神經(jīng)感覺到的顏色的色調(diào)。在CIE色度圖上分別標(biāo)出顏色樣品和光源的色度點(diǎn)（即色度坐標(biāo)），連接兩點(diǎn)做一直線，并從光源向樣品色度點(diǎn)的方向延長(zhǎng)與光譜軌跡相交，這一交點(diǎn)的波長(zhǎng)就是該顏色樣品的主波長(zhǎng)。樣品的顏色接近主波長(zhǎng)光譜色的程度，稱為該樣品顏色的顏色刺激純度（興奮純度）。色度圖上，用光源點(diǎn)到樣品色度點(diǎn)的距離與光源點(diǎn)到主波長(zhǎng)色度點(diǎn)（或補(bǔ)色波長(zhǎng)色度點(diǎn)）的距離的比率來(lái)表示色彩的飽和度），簡(jiǎn)稱純度。三.主波長(zhǎng)和顏色純度顏色的主波長(zhǎng)大致相當(dāng)于視神經(jīng)感覺到的顏97如圖，M和O分別為樣品顏色（M）和CIE光源C的色度點(diǎn)，連接兩色度點(diǎn)，其直線的延長(zhǎng)線與光譜軌跡相交與519.4nm處，519.4nm就是樣品M的主波長(zhǎng)。圖1-23主波長(zhǎng)計(jì)算示意圖如圖，M和O分別為樣品顏色（M）和CIE光源C的色98O：光源色度點(diǎn)M：樣品色度點(diǎn)L：M的主波長(zhǎng)色度點(diǎn)純度：

圖1-24純度計(jì)算示意圖O：光源色度點(diǎn)純度：圖1-24純度計(jì)算示意圖99例：圖中，顏色（M）的色度坐標(biāo)為（x=0.223、y=0.503），光源O的色度坐標(biāo)為（x0=0.310、y0=0.316），求顏色（M）在光源O的照射下的興奮純度。樣品顏色（M）的主波長(zhǎng)519.4nm查等能光譜軌跡色度坐標(biāo)表，光譜色519.4nm的色度坐標(biāo)值約為：yλ=0.834則有：即樣品顏色（M）的興奮純度為36.1％BACK圖1-25例題例：圖中，顏色（M）的色度坐標(biāo)為（x=0.223、y=0.5100四.色溫

黑體軌跡上的各點(diǎn)代表不同溫度的黑體的光色，溫度由接近1000K開始升高時(shí)，顏色由紅向藍(lán)變化。因此人們就用黑體對(duì)應(yīng)的溫度表示它的顏色。當(dāng)某種光源的色品與某一溫度下的黑體色品相同時(shí)，則將黑體的溫度稱為此光源的色溫。圖1-26黑體軌跡示意圖四.色溫圖1-26黑體軌跡示意圖101相關(guān)色溫

當(dāng)某種光源的色品與某一溫度下的黑體的色品最接近，或者說(shuō)在色品圖上相差距離最小時(shí)，用該黑體的溫度表示此光源的色溫稱為相關(guān)色溫。1-27黑體相關(guān)色溫示意圖相關(guān)色溫1-27黑體相關(guān)色溫示意圖102顏色寬容度：在色度圖上，把人眼感覺不出顏色變化的范圍稱為顏色寬容度。寬容度大小反映出人眼的色品分辨力。在CIE-1931xy色度圖的不同位置上，顏色的寬容量不一樣，如藍(lán)色部分寬容量最小，綠色部分最大。CIE-1931xy色度圖的缺點(diǎn)顏色寬容度：CIE-1931xy色度圖的缺點(diǎn)1031960年CIE制定了均勻色度標(biāo)尺圖，簡(jiǎn)稱CIE1960UCS圖。利用CIE圖表示色差，在視覺上獲得差別大致相等的不同顏色，在空間上也大致相同。UCS圖可由CIE1931色度圖轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，其中x、y和u、v之間的互換公式為：均勻色標(biāo)制

1960年CIE制定了均勻色度標(biāo)尺圖，簡(jiǎn)稱C104CIE1960UCS顏色寬容量線段圖CIE1960UCS顏色寬容量線段圖105CIE1960UCS色度圖CIE1960UCS色度圖106均勻色度圖下的黑體軌跡曲線均勻色度圖下的黑體軌跡曲線107色溫計(jì)算步驟1.將測(cè)量得到的LED器件色度坐標(biāo)（x，y）換算成均勻色度圖坐標(biāo)（u，v）。2.查色溫表得到坐標(biāo)（u，v）兩邊等色溫線有關(guān)數(shù)據(jù)，若（u，v）正好落在黑體軌跡或某條相關(guān)色溫線上，則該落點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度即為被測(cè)器件色溫。3.若（u，v）落在兩條色溫線之間，用內(nèi)插法分別求出θ1、θ2。色溫計(jì)算步驟1.將測(cè)量得到的LED器件色度坐標(biāo)（x，y）換108uv普朗克軌跡相鄰等色溫線交點(diǎn)CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色溫線i+1θ2θ1被測(cè)光源色度坐標(biāo)圖1-30相關(guān)色溫（CCT）計(jì)算圖uv普朗克軌跡相鄰等色CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色109uv普朗克軌跡相鄰等色溫線交點(diǎn)CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色溫線i+1θiθi+1被測(cè)光源色度坐標(biāo)圖1-30相關(guān)色溫（CCT）計(jì)算圖θxuv普朗克軌跡相鄰等色CIE照明體CCT等色溫線iCCT等色110首先用與上述方法類似的步驟查表找到與光源色坐標(biāo)S(u,v)最近鄰的兩條等溫線T1和T2,設(shè)兩色溫線與黑體色軌跡的垂足分別為D1(ub1,vb1)、D2(ub2,vb2)。從光源色溫坐標(biāo)點(diǎn)S(u,v)向D1、D2做垂線,設(shè)垂足為D(ub,vb)。設(shè)L1=DD1,L2=DD2,根據(jù)下面的內(nèi)插方法可計(jì)算出過(guò)垂足點(diǎn)D(ub,vb)的等色溫線Tc:首先用與上述方法類似的步驟查表找到與光源色坐111六、色差和顯色指數(shù)1、色差：兩種顏色的差值。2、顯色指數(shù)：物體在光源照明下所呈現(xiàn)顏色的真實(shí)性。測(cè)量方法：把待測(cè)光源照射在標(biāo)準(zhǔn)樣品上，觀察標(biāo)準(zhǔn)樣品的反射光譜就可以計(jì)算樣品反射所顯示的顏色。再把標(biāo)準(zhǔn)照明體照射在物體上，得到標(biāo)準(zhǔn)反射光譜或標(biāo)準(zhǔn)顏色，計(jì)算兩種顏色的色差可以表示顯色指數(shù)。六、色差和顯色指數(shù)1、色差：兩種顏色的差值。1123.CIEl964均勻顏色空間用明度指數(shù)W*、色度指數(shù)U*和V*三個(gè)參數(shù)來(lái)表示顏色的空間位置：

W*=25Y1/3–17（1≤Y≤100）U*=13W*(u-uo)V*=13W*(v-vo)式中：u和v是LED器件發(fā)光光譜在CIEl960均勻色度空間的色度坐標(biāo)，uo和vo則是標(biāo)準(zhǔn)等能白光光源在CIEl960均勻色度空間的色度坐標(biāo)。3.CIEl964均勻顏色空間用明度指113CIE1964WUV色差公式在CIEl964均勻顏色空間中的兩個(gè)顏色（U*1V*1W*1）和（U*2V*2W*2）色差為：Euv=[(W*)2+(U*)2+(U*)2]1/2

U*=U*1—U*2V*=V*1—V*2W*=W*1—W*2色差單位：E=1NBS單位（最佳條件下人眼恰可察覺色差的5倍）CIE1964WUV色差公式在CIEl964均勻顏色空114標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜功率分布，這種標(biāo)準(zhǔn)的光譜功率分布不必由一個(gè)光源直接提供，也不一定能真正地實(shí)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)光源是符合標(biāo)準(zhǔn)照明體規(guī)定的光譜功率分布的物理發(fā)光體。CIE先用相對(duì)光譜功率分布定義了標(biāo)準(zhǔn)照明體，同時(shí)還規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)光源，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的相對(duì)光譜功率分布。4.顯色指數(shù)（a）選擇標(biāo)準(zhǔn)照明體和色樣標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜功率分布，這種標(biāo)準(zhǔn)的光譜功率分布不必115CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體：標(biāo)準(zhǔn)照明體A:代表絕對(duì)溫度2856K的完全輻射體(黑體)的輻射。它的色度坐標(biāo)點(diǎn)落在CIE1931色度圖的黑體軌跡。標(biāo)準(zhǔn)照明體B：代表相關(guān)色溫大約為4874K的直射日光，它的光色相當(dāng)于中午的日光，其色度點(diǎn)緊靠黑體軌跡。標(biāo)準(zhǔn)照明體C：代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均日光。它的光色近似陰天天空的日光，其色度點(diǎn)位于黑體軌跡的下方。標(biāo)準(zhǔn)照明體D：代表各種時(shí)相的日光的相對(duì)光譜功率分布，又名典型日光或重組日光。CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體：標(biāo)準(zhǔn)照明體A:代表絕對(duì)溫度2856K的完全116顏色三刺激值和色度圖課件117IlluminantD65Daylight400500600700IlluminantD65400500600700118IlluminantAIncandescent400500600700IlluminantA400500600700119IlluminantF2CoolWhiteFluorescent400500600700IlluminantF2400500600700120色樣八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色樣：六個(gè)特殊色樣。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：第十五個(gè)特殊色樣。色樣八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色樣：121（1）測(cè)得待測(cè)LED的光譜分布P（λ）以及色度坐標(biāo)xk，yk。（2）計(jì)算待測(cè)LED器件在均勻色空間中的色度坐標(biāo)uk，vk。（3）算出被測(cè)LED器件的相關(guān)色溫Tc。（4）根據(jù)相關(guān)色溫選擇最接近相關(guān)色溫的參比施照體（標(biāo)準(zhǔn)照明體）。當(dāng)色溫地域5000K時(shí)，以普朗克輻射體作為參照光源，當(dāng)色溫高于5000K時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源。計(jì)算步驟一（1）測(cè)得待測(cè)LED的光譜分布P（λ）以及色度坐標(biāo)xk，yk122（5）計(jì)算選定的參比施照體的光譜分布。（6）由待測(cè)LED的光譜分布和1－14號(hào)顏色樣品的反射系數(shù)（光譜輻射亮度因數(shù)）,計(jì)算待測(cè)光源下1－14號(hào)色樣的色度坐標(biāo)xk,i

,yk,i,并求相應(yīng)uk,i,vk,i。（7）對(duì)選定的參比施照體，查表求得色度參數(shù)ur，vr，cr，dr。并利用樣品反射系數(shù)求得色樣在參比施照體下的均勻顏色空間坐標(biāo)U*r,i，V*r,i，W*r,i。計(jì)算步驟二（5）計(jì)算選定的參比施照體的光譜分布。計(jì)算步驟二123（8）由轉(zhuǎn)換公式，代入待測(cè)LED的uk和vk，求出ck和dk。而代入待測(cè)LED下的色樣的uk,i和vk,i。求出ck,i和vk,i。計(jì)算步驟三（8）由轉(zhuǎn)換公式，代入待測(cè)LED的uk和vk，求出ck和dk124（9）由下式計(jì)算色樣的適應(yīng)色位移u'k,i和v'k,i。。計(jì)算步驟四（9）由下式計(jì)算色樣的適應(yīng)色位移u'k,i和v'k,i。。125（10）由u'k,i和v'k,i。計(jì)算待測(cè)LED的U'k,i，V'k,i，W'k,i。（11）按色差公式求出待測(cè)LED和參比施照體的色差計(jì)算步驟五（10）由u'k,i和v'k,i。計(jì)算待測(cè)LED的U'k,i126（12）由下式計(jì)算特殊顯色指數(shù)Ri。Ri＝100－Δ4.6Ei（13）一般顯色指數(shù)CRI計(jì)算步驟六計(jì)算步驟六127 幾種人工光源的一般顯色指數(shù)光源名稱CIE色度坐標(biāo)相關(guān)色溫(k)一般顯色指數(shù)Ra白熾燈(500瓦)x0.447u0.255y0.408v0.350290095~100碘鎢燈(500瓦)x0.458u0.261y0.411v0.351270095~100溴鎢燈(500瓦)x0.409u0.237y0.391v0.342340095~100熒光燈(日光色40瓦)x0.310u0.192y0.339v0.315660070~80外鎮(zhèn)高壓汞燈(400瓦)x0.334u0.184y0.412v0.340550030~40內(nèi)鎮(zhèn)高壓汞燈(450瓦)x0.378u0.203y0.434v0.349440030~40鏑燈(1000瓦)x0.369u0.222y0.367v0.330430085~95高壓鈉燈(400瓦)x0.516u0.311y0.389v0.352190020~25 幾種人工光源的一般顯色指數(shù)光源名稱CIE色度坐標(biāo)相關(guān)色128第二章完謝謝第二章完謝謝129附錄附錄130模糊數(shù)學(xué)老年人的概念定義：四十歲不算老年人，而八十歲肯定算老年人。年紀(jì)在這之間的人該如何定義？f（x）＝[（x－40）/（80－40）]×100％返回模糊數(shù)學(xué)老年人的概念定義：四十歲不算老年人，而八十歲肯定算老131將各單色光的輻射能量值都保持為相同來(lái)做顏色匹配實(shí)驗(yàn)，所得到的三刺激值稱為光譜三刺激值，也就是匹配等能光譜色的三原色的數(shù)量。用符號(hào)，，表示。光譜三刺激值又稱為顏色匹配函數(shù)，它的數(shù)值只決定于人眼的視覺特性。匹配過(guò)程用方程表示光譜三刺激值

任何顏色的光都可以看成是不同單色光混合而組成的，所以光譜三刺激值可作為顏色色度計(jì)算的基礎(chǔ)。返回將各單色光的輻射能量值都保持為相同來(lái)做顏色匹配實(shí)驗(yàn)，132RGB三刺激值表（1）l（毫微米）

光譜三刺激值

500-0.071730.085360.04776505-0.08120.105930.03688510-0.089010.12860.02698515-0.093560.152620.01842520-0.092640.174680.01221525-0.084730.191130.0083530-0.071010.203170.00549535-0.051360.210830.0032RGB三刺激值表（1）l光譜三刺激值500-0.07173133RGB三刺激值表（2）l（毫微米）

光譜三刺激值

540-0.031520.214660.00146545-0.006130.214870.000235500.022790.21178-0.000585550.055140.20588-0.001055600.09060.19702-0.00135650.12840.18522-0.001385700.167680.17807-0.001355750.207150.15429-0.00123RGB三刺激值表（2）l光譜三刺激值540-0.03152134RGB三刺激值表（3）l（毫微米）

光譜三刺激值

5800.245260.1361-0.001085850.279890.11686-0.000935900.309280.09754-0.000795950.331840.07909-0.000636000.344290.06246-0.000496050.347560.04776-0.000386100.339710.03557-0.0003RGB三刺激值表（3）l光譜三刺激值5800.245260135課堂練習(xí)600nm的光的rgb光譜刺激值為r＝0.34429，g＝0.06246，b＝－0.0005。其光敏光視效率函數(shù)V(600)＝0.631。求做配比實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的單位輻射功率。三原色光的波長(zhǎng)分別為700nm，546nm，435nm。光譜光視效率函數(shù)為V(700)＝0.0041；V(545)＝0.974；V(435)＝0.0173。課堂練習(xí)600nm的光的rgb光譜刺激值為r＝0.344291360.34429×1＋0.06246×4.59－0.0005×0.06＝0.34429＋0.28669－0.00003＝0.63095≈0.631lm。所以輻射單位功率為1/683W。（因?yàn)棣担紼×683×V（λ）。0.631＝E×683×0.631）0.34429×1＋0.06246×4.59－0.0005×137補(bǔ)充650nm的rgb三刺激值分別為r＝0.10167，g＝0.00116，b＝－0.00001。0.10167×1＋0.00116×4.59－0＝0.10167＋0.00532＝0.10699≈0.107。光譜光視效率函數(shù)V(650)＝0.107。補(bǔ)充650nm的rgb三刺激值分別為r＝0.10167，g＝138匹配FC流明的(C)光，需要FR流明的(R)，F(xiàn)G流明的(G)和FB流明的(B)，顏色方程式為若用色度學(xué)單位來(lái)表示則方程為式中C＝R+G+B返回匹配FC流明的(C)光，需要FR流明的(R)139顏色三刺激值和色度圖課件140色度學(xué)例題一、色度單位（1）已知對(duì)于等能白光來(lái)說(shuō)，需要的紅、綠、藍(lán)三種色光的光通量比例是1：4.59：0.06。那么我們用1lm的紅光、4.59lm的綠光和0.06lm的藍(lán)光配成白光，該混合白光的總光通量是多少？解：從光度疊加定律可知，Φ總＝ΦR＋ΦG＋ΦB＝5.65lm。返回色度學(xué)例題一、色度單位返回141（2）某種等能白光的綠光分量光通量是10lm，那么藍(lán)光和紅光分量各自是多少？這束白光的總光通量是多少？需要的各個(gè)色光的色度單位是多少？解：ΦR＝10×1/4.59＝2.18lm

ΦB＝10×0.06/4.59＝0.13lm

Φ總＝ΦR＋ΦG＋ΦB＝12.31lm。色度單位：R＝2.18lm/1＝2.18，G＝10/4.59＝2.18，B＝0.13/0.06＝2.17返回（2）某種等能白光的綠光分量光通量是10lm，那么藍(lán)光和紅光142例二一束光的波長(zhǎng)是420nm，光譜光視效率值V＝0.7，輻射功率是500mW。為了合成和這束光相同效果的復(fù)色光，使用了85lm的R光，140lm的G光。求這束光的三刺激值。解：（1）先求出這束光的總光通量Φ（420）＝0.5×0.7×683＝239lm再求出B光的光通量ΦB＝Φ總－ΦR－ΦG＝239－85－140＝14lm返回例二一束光的波長(zhǎng)是420nm，光譜光視效率值V＝0.7，輻射143（2）再求出單位輻射功率下（1W）合成復(fù)色光所需的三種單色光的光通量；ΦR＝85×（1000/500）＝170lm；ΦG＝140×（1000/500）＝280lm；ΦB＝28lm。（3）求出各個(gè)單色光的色度值（刺激值）R＝ΦR/R單位值＝170/1＝170；G＝ΦG/G單位值＝280/4.59＝61.00；B＝ΦR/R單位值＝28/0.06＝466.67（R單位值＝1lm/單位；G單位值＝4.59lm/單位；）返回（2）再求出單位輻射功率下（1W）合成復(fù)色光所需的三種單色光144（4）色度坐標(biāo)r＝R/（R＋G＋B）＝170/（170＋61＋466.67）＝170/697.67＝0.244；g＝G/（R＋G＋B）＝61/697.67＝0.087b＝466.67/697.67＝0.669。返回（4）色度坐標(biāo)返回145例三、求等能白光的三刺激值色度坐標(biāo)解：因?yàn)镽：G：B＝1：1：1。r＝R/（R＋G＋B）＝0.333；g＝0.333b＝0.333。返回例三、求等能白光的三刺激值色度坐標(biāo)返回146例四一束光的波長(zhǎng)是600nm，光譜光視效率值V＝0.8，輻射功率是5W。為了合成和這束光