關(guān)與的色度學(xué)基礎(chǔ)

關(guān)與的色度學(xué)基礎(chǔ)第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日概述

色度學(xué)是研究人的顏色視覺規(guī)律、顏色測量理論與技術(shù)的學(xué)科。顏色感覺與聽覺、嗅覺、味覺等一樣都是外界刺激使人的感覺器官產(chǎn)生的感覺。色度學(xué)是研究顏色度量和評價(jià)方法的學(xué)科，是以光學(xué)、視覺生理、視覺心理、心理物理等學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)?，F(xiàn)代色度學(xué)，是一門實(shí)驗(yàn)性非常強(qiáng)的學(xué)科。

第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日內(nèi)容一、色度學(xué)的基本概念二、色度學(xué)的計(jì)算第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日1、歸一化光譜功率分布函數(shù)S(λ)歸一化光譜功率分布：輻射功率與波長的函數(shù)關(guān)系。作圖：橫坐標(biāo)波長（關(guān)心可見光范圍），縱坐標(biāo)歸一化輻射功率。橫坐標(biāo)單位nm，縱坐標(biāo)歸一化沒有單位，但對應(yīng)著W，因?yàn)榉Q為光譜功率分布函數(shù)。第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日1、歸一化光譜功率分布函數(shù)S(λ)第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日1、歸一化光譜功率分布函數(shù)S(λ)光譜寬度：光譜半波寬Δλ定義：相對光譜能量分布曲線上，兩個(gè)半極大值強(qiáng)度處對應(yīng)的波長差。LED的發(fā)光光譜的半寬度：一般為30－100nm。物理意義：光譜寬度窄意味著單色性好，光譜純度高，發(fā)光顏色鮮明。峰值波長λp：最大值處對應(yīng)的波長。注：光譜功率的圖形有分立、不規(guī)則等圖。第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日2、CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體CIE——國際照明委員會（InternationalCommissiononIllumination）CIE規(guī)定的一個(gè)特定的相對光譜功率分布。功率分布數(shù)據(jù)表標(biāo)準(zhǔn)照明體：A、C、D65、D55、D75第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日3、CIE1931－XYZ色品圖CIE1931－XYZ色品圖，視場半角小于2度。第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日3、CIE1931－XYZ色品圖圖中的橫坐標(biāo)x，縱坐標(biāo)y，隱含z=1-x-y，稱x，y，z為色品坐標(biāo)。色品圖上的一點(diǎn)代表一種顏色。色品坐標(biāo)由三刺激值X，Y，Z歸一化得到。三刺激值：匹配（合成）某種顏色所需的三原色的量，稱為顏色的三刺激值。更準(zhǔn)確定義為在三色系統(tǒng)中，與待測色刺激達(dá)到匹配所需的三種參照色刺激量（其中有RGB系統(tǒng)過渡到XYZ系統(tǒng)而得到）第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日3、CIE1931－XYZ色品圖馬蹄形的“弧線”部分是光譜的色品坐標(biāo)，而直線部分不是光譜的色品坐標(biāo)，而是由合色而成。色品圖中的兩點(diǎn)合成的顏色一定在連線上。色品圖中的三點(diǎn)合成的顏色一定在三角形圍成的區(qū)域內(nèi)，色三角。色品圖中的顏色有一部分是實(shí)際不存在的顏色，即與實(shí)際顏色不是一一對應(yīng)。第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日3、CIE1931－XYZ色品圖三原色在顏色匹配（合成）實(shí)驗(yàn)中，為匹配得到某一種顏色，一般需要三種顏色就可以達(dá)到匹配目的。通常稱在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中選取的三種顏色為三原色。三原色可以任意選定；但是三原色中任何一種原色不能由另外兩種原色相加混合得到；最常用的是紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）三原色。第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日4、色品坐標(biāo)計(jì)算1色品坐標(biāo)計(jì)算已知某顏色的刺激函數(shù)，要計(jì)算顏色的色品坐標(biāo)，必須先求得顏色的三刺激值。計(jì)算公式為：k叫做歸一化系數(shù)，它是將照明物體（或光源）的Y值歸一化為100時(shí)得出的為波長λ的光譜三刺激值自發(fā)光物體色：透射物體色：反射物體色：

第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日4、色品坐標(biāo)計(jì)算計(jì)算出物體的顏色三刺激值后，由下式計(jì)算色品度坐標(biāo)，即歸一化的顏色三刺激值。第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日5、兩種顏色合成顏色相加計(jì)算已知兩種顏色各自的色品度坐標(biāo)計(jì)算x1、y1、亮度Y1，x2、y2、亮度Y2。方法：混合色的三刺激值為各個(gè)混合色的三刺激值的和；可以推廣到更多種顏色相加混合。第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日5、兩種顏色合成計(jì)算步驟：可得于是混合色的色品坐標(biāo)和亮度為

第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日5、兩種顏色合成推廣——計(jì)算三種顏色的合成已知：三種顏色的色品坐標(biāo)及亮度。求：合成顏色的色品坐標(biāo)及亮度。第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日6、主波長計(jì)算用某一光譜色按照一定比例與一特定的參照光源（如等能白光E，CIE標(biāo)準(zhǔn)光源A、C，標(biāo)準(zhǔn)照明體D65）相混合匹配出某種顏色，則該光譜色的波長就是該顏色的主波長λd。已知某顏色的色品坐標(biāo)（x1，y1）和參照光源的坐標(biāo)（x0，y0），可以方便地用作圖法確定某顏色的主波長。

純度：樣品顏色接近主波長光譜色的程度就表示該樣品顏色的純度。

第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日6、主波長計(jì)算第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日7、色域第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日7、色域第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日8、色溫黑體輻射出射度第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日8、色溫色溫：光源的光輻射所呈現(xiàn)的顏色與在某一溫度下黑體輻射的顏色相同時(shí)，稱黑體的溫度（T）為光源的色溫。第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日9、顯色指數(shù)顯色指數(shù)CRI（ColorRenderingIndex）：光源顯色性的度量，以被測光源下的物體顏色和參考光源下的物體顏色的相復(fù)合程度來表示。商場購買衣服，拿出商場在太陽下看的顏色沒有在商場里面的顏色好，我們會解釋燈光效果。第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日10、三原色配白光比例計(jì)算問題：已知紅、綠、藍(lán)LED的色品坐標(biāo)，求，混合成白光所需要三色LED的光亮度比例。說明：紅、綠、藍(lán)LED的色品坐標(biāo)可以由給定的歸一化光譜功率函數(shù)求出，這里按已知。混合后的白光的色品坐標(biāo)為D65（0.3127，0.3291）第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日10、三原色配白光比例計(jì)算第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日10、三原色配白光比例計(jì)算第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日10、三原色配白光比例計(jì)算第二十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日10、三原色配白光比例計(jì)算紅光LED的色品坐標(biāo)（0.683，0.317，0）綠光LED的色品坐標(biāo)（0.126，0.773，0.101）藍(lán)光LED的色品坐標(biāo)（