色度知识介绍.ppt

,色度知识介绍,1.,色彩学基础知识,2.,颜色系统基础知识,Contents,1.1,颜色的定义,1.,色彩学基础知识,颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。,电磁波的波长和强度可以有很大的区别，在人可以感受的波长范围内（约,380,纳米至,740,纳米），它被称为可见光，有时也被简称为光。,颜色,可见光,光色,波长,（,nm),代表波长,红（,Red,）,780,630,700,橙（,Orange,）,630,600,620,黄（,Yellow,）,600,570,580,绿（,Green,）,570,500,550,青（,Cyan,）,500,470,500,蓝（Blue,）,470,420,470,紫（,Violet,）,420,380,420,1.2,加色法,1.,色彩学基础知识,三原色光：,红光、绿光、蓝光,白光,=,红光,+,绿光,+,蓝光,500,600,400,700,0,1,500,600,400,700,0,1,500,600,400,700,0,1,600,+,=,+,=,红光,绿光,黄光,色光混合后，混合色的光谱能量分布是每个组成色的光谱能量分布的简单相加，混合光越多，光色越明亮。,加色法定义,加色法混合,1.,色彩学基础知识,只要一种色光与另一种色光混合能产生白光，这两种色光就是互补色。,白光,=,红光,+,青光,白光,=,蓝光黄光,白光,=,绿光,+,品红光,彩色电视、彩色显示器,1.2,加色法,互补色,彩色网点混合,1.,色彩学基础知识,色料三原色：青、品红、黄,黑色,=,青色,+,品红色,+,黄色,互补色：两色相加后成为黑色，该两色称互补色,1.3,减色法,减色法定义,减色法混合,500,600,400,700,0,1,500,600,400,700,0,1,500,600,400,700,0,1,600,+,=,+,=,色料混合后，混合色为光源的光谱成分减去被几种色料吸收的光谱成分后所剩余的光谱成分引起的颜色视觉。,1.,色彩学基础知识,1.3,减色法,彩色叠印混合,C,M,Y,Paper,1.,色彩学基础知识,1.4,色彩学密度,透射率与反射率,透射率,:T=,T,/,反射率,:R=,R,/,变黑面积的吸光性能,透明介质,透射与投射光通量,T,黑度与透射率的光系,标准白,反射介质,R,=100%,R,反射率及其比较基础,1.,色彩学基础知识,1.4,色彩学密度,反射密度与透射密度,透射密度,:D=lg(1/T),感光材料样品的透射通量与样品移出测量装置之采样孔时所测通量之比的倒数的常用对数。,反射密度,:D=lg(1/R),感光材料样品的反射通量与绝对反射通量之比的倒数的常用对数。,密度可表示视觉黑度,N T 1/T D,0 1 1 0D,1 0.5 2 0.3D,2 0.25 4 0.6D,3 0.125 8 0.9D,蓝紫光,彩色密度：图像上某一色相的浓淡层次的定量表示，即可表示颜色的饱和度。,1.,色彩学基础知识,1.5,颜色的度量,明度,明度就是明亮的程度,明度、色调和饱和度称为颜色视觉三特性。,色调,色调是由波长决定的色别，如,700nm,光的色调是红色，,579nm,光的色调是黄色，,510nm,光的色调是绿色等,饱和度,饱和度就是纯度，没有混入白色的窄带单色，在视觉上就是高饱和度的颜色,2.,颜色系统基础知识,2.1,颜色系统,显色系统：在大量收集各种色样的基础上；根据颜色外貌的心理感受，将颜色进行有系统、有规律的排列；并给每个颜色一个标记（即固定的空间位置）。如孟塞尔表色系统、自然色系统、,PANTONE,色卡颜色系统，印刷用的色谱等。,混色系统：它是基于三原色能混合出各种色彩，以颜色匹配实验为出发点建立的表色系统。,CIE,标准色度系统就属于这种表色系统，它能定量表达和测量每一个颜色。,颜色系统定义,颜色系统分类,颜色系统指颜色标准、颜色管理、颜色检测为一体的综合系统。,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,简介,CIE,（国际发光照明委员会）：原文为,Commission Internationale de LEclairage,（法）,或,International Commission on Illumination,（英CIE,的总部位于奥地利维也纳。,CIE 1931,CIE1931,标准色度学系统，是,1931,年在,CIE,第八次会议上提出和推荐的。它包括,1931CIE-RGB,和,1931 CIE-XYZ,两个系统。,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,CIE 1931 RGB,该系统综合了不同实验者的实验结果，得到了,RGB,颜色匹配函数,(color matching functions),，其横坐标表示光谱波长，纵坐标表示用以匹配光谱各色所需要三基色刺激值，用波长分别为,710-7,米（红）、,5.46110-7,米（绿）和,4.35810-7,米（兰）的光谱色为三原色，并且分别用（,R,）、（,G,）、（,B,）表示。,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,CIE 1931 XYZ,RGB,使用红、绿和蓝三基色系统匹配某些可见光谱颜色时，需要使用基色的负值，由于任何一种基色系统都可以从一种系统转换到另一种系统，以避免出现负值，采用了一种新的颜色系统，叫做,CIE XYZ,系统。,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,CIE 1931 xyY,CIE XYZ,的三基色刺激值,X,，,Y,和,Z,对定义颜色很有用，其缺点是使用比较复杂，而且不直观，为克服这个不足而定义了一个叫做,CIE xyY,的颜色空间。,1.,定义,CIE xyY,颜色空间的根据是，对于一种给定的颜色，如果增加它的明度，每一种基色的光通量也要按比例增加，这样才能匹配这种颜色。因此，,X:Y:Z,的比值保持不变。由于色度值仅与波长,(,色调,),和纯度有关，与总的辐射能量无关，因此计算颜色的色度时，把,(X+Y+Z),进行规格化。,2.x,y,z,称为三基色相对系数，于是配色方程可规格化为,x+y+z=1,。这就相当于把,XYZ,颜色锥体投影到,X+Y+Z=1,的平面上。,3.,由于,z,可以从,x+y+z=1,导出，因此通常不考虑,z,，绘制以,x,和,y,为坐标的二维图形，这就相当于把,X+Y+Z=1,平面投射到,(X,Y),平面，这就是CIE xyY,色度图。,4.,在,CIE xyY,系统中，不能仅从,x,和,y,导出三种基色刺激值,X,，,Y,和,Z,，还需要使用携带亮度信息的,Y,，其值与,XYZ,中的,Y,刺激值一致。,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,CIE 1931 xyY,色度图,CIE 1931,色度图是从,XYZ,直接导出的一个颜色空间，它使用亮度,Y,参数和颜色坐标,x,y,来描述颜色。,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,1.CIE,色度图的弧形轮廓线代表所有可见光波长的轨迹，即可见光谱曲线。,2.,沿线的数字表示该位置的可见光的主波长。,3.,中央的,C,对应于近似太阳光的标准白光，,C,点接近于但不等于,x=y=z=1/3,的点。,4.,红色区域位于图的右下角，绿色区域在图的顶端，蓝色区域在图的左下角。,5.,连接光谱轨迹两端点的直线称为紫色线，即连接,400nm,和,700nm,的直线，是光谱上所没有的。,设色度图上有一颜色,S,，由,C,通过,S,画一直线至光谱轨迹,O,点（,590nm,），,S,颜色的主波长即为,590nm,，此处光谱的颜色即,S,的色调（橙色）。某一颜色离开,C,点至光谱轨迹的距离表明它的色纯度，即饱和度。颜色越靠近,C,越不纯，越靠近光谱轨迹越纯。,S,点位于从,C,到,590nm,光谱轨迹的,45,处，所以它的色纯度为,45,（色纯度（,CS,CO,）,100,。从光谱轨迹的任一点通过,C,画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，这条直线两端的颜色互为补色（虚线）。从紫红色段的任一点通过,C,点画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，这个非光谱色就用该光谱颜色的补色来表示。表示方法是在非光谱色的补色的波长后面加一,C,字，如,536C,，这一紫红色是,536nm,绿色的补色。,CIE 1931 xyY,色度图,2.,颜色系统基础知识,2.2,CIE,标准色度学系统,CIE 1976 Luv,色度图,1.,当两个颜色点间有足够的距离时，人们才能够感觉到它们的颜色差异。通常将人眼感觉不出颜色变化的最大范围称为颜色的宽容量，或者称为恰可察觉差。,2.,在,xyY,色度图上不同部分的相等距离并不能代表视觉上的相等的色差，为了克服它的缺点而建立了一种新的,Luv,色度图,，每点之间的距离已经近似于均衡的距离。,CIE xyY,CIE Luv,