色度学课件.ppt

1、色度学，第一节颜色视觉基础，第一节颜色视觉基础，颜色定义颜色是光的一种茄子特性，除了空间和时间的不均匀性。也就是说，光的辐射刺激视网膜，引起观察者通过视觉获得的景象。美国光学学会(Optical Society of America)色度学委员会颜色作用于人眼，引起除图像以外的视觉特性。在我国国家标准GB5698-85中，色彩感觉的形成过程，第一节颜色视觉的基础，光和颜色关系光的分散单色光：复色光：第一节颜色视觉基础，可见光，在人的视觉系统上能产生明亮颜色的电磁辐射。频谱颜色：构成光谱的各种颜色。第一颜色视觉基础，相对频谱能量分布，第一颜色视觉基础，分光辐射计原理图，普通光源相对频谱能量分布曲

2、线，第一颜色视觉基础，光源色温色温温度定义：当一个光源的色度等于特定温度的绝对黑体的色度时绝对黑体的温度。光源颜色光源颜色和色温是光源的两个茄子重要颜色指示器。色温是测量光源颜色的指标，而发色性是测量光源视觉质量的指标。颜色视觉基础的第一部分，光源的红色、绿色和蓝色3刺激值分别表示为X0、Y0和Z0。标准光源标准光源A:色温为2856K的膨胀螺旋钨灯，光线变黄。(X0=109.87，Y0=100.00，Z0=35.59)标准光源b:色温为4874K，由a光源b型D-G液体过滤器组成。光颜色等于正午太阳(X0=99.09，Y0=100.00，Z0=85.32)。标准光源C:色温为6774K，A光

3、源上复盖C型D-G液体过滤器，光颜色对应于带云的天空光源(X0=98.07，Y0=100.00，Z0=118.18)。模拟D65人工光源为带过滤器的高压氙弧灯、带过滤器的白炽灯和荧光灯(X0=95.05，Y0=100.00，Z0=108.91)。第一节颜色视觉基础，色彩物理理论颜色加色法原色：红色、绿色、蓝色光波长分别为700.2nm、546.1nm和435.8nm。色光加色：红色(r)绿色(g)黄色(y)红色(r)蓝色(b)洋红色(m)蓝色(b)绿色(g)青色(c)红色(r)蓝色(m)CMY模式是减色法模式，颜色混合光能减少，CMY的值加值使色彩值越大，颜色就越暗。彩色物体彩色物体吸收(或通

4、过)部分波长的色光，选择反射(透射)剩余波长的色光来表示颜色。物体颜色：牙齿物体本身不发光，而是从照亮的光中有选择地吸收一些频谱波长的有色光，反射(或透射)的剩余色光，我们看到的色彩是剩余色光。这就是物体的颜色，简称物体的颜色。固有颜色：标准太阳下对象的颜色。影响对象颜色的因素：光源(频谱、亮度、距离)、传播介质、环境颜色等，环境颜色对对象颜色的影响，为什么不现实？-嗯？-嗯？见：人眼的视觉特性，5，人眼、视网膜的光感受器，湿婆细胞(rods)负责低分辨率、单色和夜间的视觉。深色视觉锥体细胞(cones)负责高分辨率、彩色和白天的视觉。明角度，6，大脑，颜色视觉理论，颜色视觉理论分为两大茄子类

5、别：杨黑霍尔兹的三色学说，赫琳的对立颜色学说，阶段学说。杨一赫姆霍尔兹学说假定视网膜上有三种茄子视神经纤维(甘红纤维、甘绿纤维、甘青纤维)，对不同波长的色光有一定的兴奋感。各神经纤维的兴奋引起原色的感觉。光作用于视网膜，能同时引起三种茄子纤维的兴奋，但由于光的波长特性，一种纤维的兴奋特别强烈，产生了颜色。产生某种颜色的感觉时，一种纤维是最兴奋的，但另外两种幼崽也是兴奋和脆弱的。也就是说，同时有三种茄子纤维活动，所以每种颜色都有白光成分。有亮度的感觉。在颜色混合中，混合颜色是三种茄子纤维按一定比例同时兴奋的结果。赫琳的对立色彩学说假定视网膜上有三个视线所：黑一白跷跷板、红绿跷跷板、黄一兰跷跷板。

6、牙齿三个视线所的代谢作用包括建设(同化)和破坏(梨花)的对立过程。白光刺激破坏黑日白时，引起神经冲动，发出哑光刺激时，黑日白时再次“构建”产生的神经冲动产生黑色感觉。红绿柱石，红光破坏作用，绿光建筑作用。黄依兰西素，黄光起破坏作用，蓝光起建设作用。各种颜色包含特定的亮度(白色成分)，因此每种颜色不仅影响自己的视觉活动，还影响黑白视觉活动。三视线素对立过程的组合，产生了多种色彩感和色彩混合现象。第三，阶段学说第一阶段：视网膜的三个茄子锥体细胞感受光的刺激很兴奋。第二阶段：编码的视觉信息传递到大脑皮层后，变成四色机制。第一个颜色编码信号是红-绿色信号，接受红、绿色圆锥体的输入，根据相对强弱产生信号

7、。第二个颜色信号是黄色-蓝色信号。其中黄色信息混合为红色和绿色圆锥体的输入。第三个颜色号码信号是光的亮度(白色-黑色)信号。第三阶段：大脑皮层的视觉中枢接受牙齿输送的信息，通过整理加工产生各种色彩感。第二部分颜色显示方法、第二部分颜色分类和特性、颜色分类颜色分为非颜色和颜色两个茄子类别。非颜色从黑色、白色、黑暗到最亮的灰色不等。白色、黑色、灰色物体对光谱各波长的反射(称为中间色调)没有选择性。当物体表面可见光谱的所有波长的辐射反射比大于8090时，视觉的感觉是白色的。反射率均在4以下时黑色。白色、黑色、灰色物体对光谱各波长没有反射选择性，被称为中性特征。颜色：黑白系列以外的其他颜色称为颜色。所

8、有颜色都显示为三种茄子的量：色调、亮度和饱和度。色调：R Y G C B M，0 100，亮度：以光度学角度描述颜色的亮度，即光的能量。可以用光度测定。一般认为，彩色物体表面的反射率高，亮度大。饱和度、颜色立体3360是三维空间立体，表示色相、亮度和饱和度。色调、亮度、饱和度和mensel颜色系统表示mensel创建的颜色系统是用颜色立体模型表示颜色的方法。物体不同表面颜色的三个茄子基本属性色调、亮度、饱和度的空间模型，如三维球体。作为颜色的视觉特性，开发了颜色分类和校准系统，以视觉色彩感等间隔来表现各种表面颜色的特征。目前国际上广泛采用mengel颜色系统作为分类和测量表面颜色的方法。，中央

9、轴表示无彩黑白系列半色调的亮度等级。黑色底部，白色顶部，称为mengel亮度值。将理想白色设置为10，将理想黑色设置为0。mengel的亮度值分为0-10到11个视觉上等距离等级。mensel颜色立体3360、mensel颜色立体水平剖面显示10茄子基本颜色：红色(R)、黄色(Y)、绿色(G)、蓝色(B)、紫色(P) 5茄子基本颜色。基于上述10茄子主要颜色细分为40茄子颜色，整个妾包含40茄子色调样本。mensel颜色立体水平剖面，mensel颜色校正方法，所有颜色都可以用三个茄子坐标(颜色立方体上的色调、亮度值和饱和度)进行测量，HV/C=色调/亮度值/饱和度示例：标记为10Y8/12的颜

10、色：其色调为黄色(y)，牙齿标签为黄色3YR6/5标签指示色调在红色(R)和黄色(YR)之间，部分黄色，亮度为6，饱和度为5。对于黑白系列(中间颜色)(非颜色)，为N，在N后显示亮度值V，在斜线后不写入饱和度。NV/=中间颜色明度值/范例：标示N5/的意义：明度值为5的灰色。此外，对于饱和度低于0.3的半色调，如果需要精确校正，可以使用以下格式：NV/(H，C)=中间颜色明度值/(色相，彩度)范例：标示为N8/(Y，0.2)的颜色，牙齿颜色稍微黄色明度为8，mengel颜色的立体Y-PB垂直剖面，mengel整个立体分为40个垂直截面，妾共40页，一页包含相同色相的亮度值和饱和度不同的样本。C

11、IE标准色度学系统CIE1931RGB实际三原色系颜色匹配实验C=R(R) G(G) B(B)，图5-24颜色匹配实验，三原色单位量国际照明委员会(CIE)规定红色和绿色，牙齿三原色(r): (g): (b)=1:此时，三原色的亮度值不相同，但CIE将每个原色的亮度值视为一个单元，因此在色度加色法中，将红色、绿色、蓝色三原色的光均匀混合在一起会产生白色光，即(R) (G) (B)，CIE-RGB频谱3刺激值CIE-RGB频谱3刺激值为317名正常视觉者，通过CIE规定的红色、绿色、蓝色三原色光，等效能谱颜色为380nm到780nm的专业颜色混合匹配实验获得。实验、匹配频谱各波长进入等与能量频谱

12、颜色对应的红色、绿色、蓝色三原色的数量称为频谱三原色，这是CIE在匹配同等能量频谱颜色时用于表示红色、绿色、蓝色三原色的特殊符号。因此，与波长为L的等能量频谱C(输入)相匹配的颜色方程是格式中的(R)、(G)、(B)三原色的单位量，分别为1.0000、4.5907和0.0601。C(输入)以数字方式表示等效能量频谱颜色的相对亮度，最大值为C(555)。并且C(555)=1，即，CIE-RGB频谱3刺激值，1931CIE-XYZ标准颜色也是系统CIE-RGB系统和CIE-XYZ系统转换3，数学转换后，两组颜色空间的三个茄子冲量值x=0.490 r 0.310g 0.200 b y=0.177 r

13、 0.812g 0.011 b z=0.010g 0.990 b两组颜色空间色度坐标之间的相互转换关系为x=(0.490 r 0.310g 0.2000颜色标签：Y=Yx=X/(X Y Z) y=Y/(X Y Z)亮度系数Y=100=物件表面的亮度/入射光的亮度=Y/Y0等构成物件色彩感的四个茄子元素是光源、彩色物件、眼睛物体颜色3刺激值的计算包括光源能量分布、物体表面反射性能、人眼的颜色视觉3茄子特征。也就是说，格式中的K是曹征系数，Y刺激值表示绿色印刷色的相对数量，同时也表示物体颜色的亮度系数。上图显示当光源或物件变更时，物件的颜色X、Y、Z也会立即变更。因此常识是最基本、最准确的颜色测量

14、和说明方法之一，是现代设计软件色彩说明的基础。对于光源，光源3冲量值(X0，Y0，Z0)的计算仅包括光源的相对频谱能量分布和人眼的颜色视觉特性参数，因此光源3冲量值可以表示为：在表达式中，Y0表示光源的绿色原色对人眼的刺激量，表示光源的亮度，因此可以轻松地比较其他光源的色度。这样可以调整系数。上述赋值(5-12)可以获得物体颜色的色度值。因此，如果知道照射光源(通常使用标准光源)的相对频谱能量分布和物体的频谱反射比例，就可以用色度值X，Y，Z准确地定量描述物体的颜色。3 .HIS颜色模型，目前使用的颜色模型有多种。这主要是因为颜色科学是包含很多应用程序的大领域。面向硬件的模型RGB(红色、绿色

15、、蓝色)模型。牙齿型号用于彩色显示器、数码相机和大型彩色视频相机。色调颜色的模型CMY(青色、深红色、黄色)、CMYK(青色、深红色、黄色、黑色)模型用于彩色打印机和打印。HSI(色调、饱和度、亮度)模型符合人们描述和解释颜色的方式，更符合视觉习惯。HSI模型的另一个优点是，将图像分为颜色和灰度图像信息，从而更适合于科学研究中的许多灰度图像处理技术。RGB颜色模型在RGB模型中，每种颜色都出现在红色、立方体和蓝色的印刷色频谱组件中。牙齿模型基于笛卡尔坐标系，颜色子空间的处理方式如图所示。24位元彩色立方体、CMY和CMYK模型青色、深红色、黄色是光的次要颜色，是颜料的印刷色。将彩色颜料(如彩色打印机和复印机)浸入纸张的大多数设备都需要输入CMY数据或在内部将它们从RGB转换为CMY。在HSI模型人员观察彩色对象时，通常使用色调、颜色饱和度和亮度进行描述。开发基于颜色描述的图像处理方法是