光电测试技术-第2章-色度和光度测试技术.ppt

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1、光电测试技术光电测试技术 哈尔滨工业大学第第2章章 色度和光度测试技术色度和光度测试技术 概概 述述 色度学色度学色度学色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的感觉。感觉。感觉。

2、感觉。色度学色度学色度学色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是是研究颜色度量和评价方法的学科，是是研究颜色度量和评价方法的学科，是是研究颜色度量和评价方法的学科，是以以以以光学光学光学光学、视觉生理视觉生理视觉生理视觉生理、视觉心理视觉心理视觉心理视觉心理、心理物理心理物理心理物理心理物理等学等学等学等学科为基础的综合性科学。科为基础的综合性科学。科为基础的综合性科学。科为基础的综合性科学。现代色度学，是一门现代色度学，是一门现代色度学，是一门现代色度学，是一门实验性实验性实验性实验性非常强的学科。非常强的学科。非常强的学科。非常强的学科。3/6/20233/6/20232 22-1 色度学

3、的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 3/6/20233/6/20233 32-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 1 1格拉斯曼格拉斯曼格拉斯曼格拉斯曼(H.GrassmanH.Grassman)颜色混合定律颜色混合定律颜色混合定律颜色混合定律格拉斯曼在总结以往颜色混合实验现象的基础上，于格拉斯曼在总结以往颜色混合实验现象的基础上，于格拉斯曼在总结以往颜色混合实验现象的基础上，于格拉斯曼在总结以往颜色混合实验现象的基础上，于18541854年归纳总结出几条实验规律，它是建立年归纳总结出几条实验规律，它是建立年归纳总结出几条实验规律，它是建立年归纳总结出几条实验

4、规律，它是建立现代色度学的基础现代色度学的基础现代色度学的基础现代色度学的基础。1 11 1 颜色的属性颜色的属性颜色的属性颜色的属性明度明度明度明度是指人眼对物体的明暗感觉。是指人眼对物体的明暗感觉。是指人眼对物体的明暗感觉。是指人眼对物体的明暗感觉。色调色调色调色调是指彩色彼此相互区分的特性。可见光谱中不同波长的是指彩色彼此相互区分的特性。可见光谱中不同波长的是指彩色彼此相互区分的特性。可见光谱中不同波长的是指彩色彼此相互区分的特性。可见光谱中不同波长的辐射在视觉上表现为各种色调，如红、橙、黄、绿、青、蓝、辐射在视觉上表现为各种色调，如红、橙、黄、绿、青、蓝、辐射在视觉上表现为各种色调，如

5、红、橙、黄、绿、青、蓝、辐射在视觉上表现为各种色调，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。紫等。紫等。紫等。彩度彩度彩度彩度表示物体颜色的浓淡程度或颜色的纯洁性，又称饱和度。表示物体颜色的浓淡程度或颜色的纯洁性，又称饱和度。表示物体颜色的浓淡程度或颜色的纯洁性，又称饱和度。表示物体颜色的浓淡程度或颜色的纯洁性，又称饱和度。物体色的彩度决定于物体表面反射光谱辐射的选择性程度。物体色的彩度决定于物体表面反射光谱辐射的选择性程度。物体色的彩度决定于物体表面反射光谱辐射的选择性程度。物体色的彩度决定于物体表面反射光谱辐射的选择性程度。3/6/20233/6/20234 42-1 色度学的基本概念和实验定律色

6、度学的基本概念和实验定律 1 1格拉斯曼格拉斯曼格拉斯曼格拉斯曼(H.GrassmanH.Grassman)颜色混合定律颜色混合定律颜色混合定律颜色混合定律1.2 1.2 补色律和中间色律补色律和中间色律补色律和中间色律补色律和中间色律 在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，混在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，混在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，混在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，混合色的外貌也连续地变化。由此导出两个定律：补色律和中合色的外貌也连续地变化。由此导出两个定律：补色律和中合色的外貌也连续地变化。由此导出两个定律：补色律和

7、中合色的外貌也连续地变化。由此导出两个定律：补色律和中间色律。间色律。间色律。间色律。补色律补色律补色律补色律 每种颜色都有一个相应的补色；某一颜色与其补每种颜色都有一个相应的补色；某一颜色与其补每种颜色都有一个相应的补色；某一颜色与其补每种颜色都有一个相应的补色；某一颜色与其补色以适当比例混合，便产生白色或灰色；以其它比例混合，色以适当比例混合，便产生白色或灰色；以其它比例混合，色以适当比例混合，便产生白色或灰色；以其它比例混合，色以适当比例混合，便产生白色或灰色；以其它比例混合，便产生近似比重大的颜色成分的中间色。便产生近似比重大的颜色成分的中间色。便产生近似比重大的颜色成分的中间色。便产

8、生近似比重大的颜色成分的中间色。中间色律中间色律中间色律中间色律 任何两个非补色混合，便产生中间色，其色调任何两个非补色混合，便产生中间色，其色调任何两个非补色混合，便产生中间色，其色调任何两个非补色混合，便产生中间色，其色调决定于两个颜色的相对数量，其彩度主要决定于两者在色调决定于两个颜色的相对数量，其彩度主要决定于两者在色调决定于两个颜色的相对数量，其彩度主要决定于两者在色调决定于两个颜色的相对数量，其彩度主要决定于两者在色调顺序上的远近。顺序上的远近。顺序上的远近。顺序上的远近。3/6/20233/6/20235 52-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 1 1格拉

9、斯曼格拉斯曼格拉斯曼格拉斯曼(H.GrassmanH.Grassman)颜色混合定律颜色混合定律颜色混合定律颜色混合定律1.3 1.3 代替律代替律代替律代替律代替律代替律代替律代替律 相似色（即外貌相同的颜色）混合后仍相似。相似色（即外貌相同的颜色）混合后仍相似。相似色（即外貌相同的颜色）混合后仍相似。相似色（即外貌相同的颜色）混合后仍相似。如果颜色如果颜色如果颜色如果颜色AA=颜色颜色颜色颜色BB，颜色，颜色，颜色，颜色C C颜色颜色颜色颜色DD，那么，那么，那么，那么颜色颜色颜色颜色AA颜色颜色颜色颜色C C=颜色颜色颜色颜色BB+颜色颜色颜色颜色DD根据代替律，可以利用颜色混合的方法来

10、产生或代替所需要根据代替律，可以利用颜色混合的方法来产生或代替所需要根据代替律，可以利用颜色混合的方法来产生或代替所需要根据代替律，可以利用颜色混合的方法来产生或代替所需要的各种颜色。它是一条非常重要的定律的各种颜色。它是一条非常重要的定律的各种颜色。它是一条非常重要的定律的各种颜色。它是一条非常重要的定律。1.4 1.4 亮度相加律亮度相加律亮度相加律亮度相加律亮度相加律亮度相加律亮度相加律亮度相加律 混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和。亮度的总和。亮度的总和。亮度

11、的总和。以上所说的格拉斯曼颜色混合以上所说的格拉斯曼颜色混合以上所说的格拉斯曼颜色混合以上所说的格拉斯曼颜色混合定律是色度学的定律是色度学的定律是色度学的定律是色度学的一般规律一般规律一般规律一般规律，适，适，适，适用于各种颜色的相加混合，但用于各种颜色的相加混合，但用于各种颜色的相加混合，但用于各种颜色的相加混合，但是这些规律是这些规律是这些规律是这些规律不适用于染料或涂不适用于染料或涂不适用于染料或涂不适用于染料或涂料的混合料的混合料的混合料的混合，因为染料和涂料的，因为染料和涂料的，因为染料和涂料的，因为染料和涂料的混合是颜色光的相减过程。混合是颜色光的相减过程。混合是颜色光的相减过程。

12、混合是颜色光的相减过程。3/6/20233/6/20236 62-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念2 21 1 三原色三原色三原色三原色把两个颜色调节到视觉上相同或相等的方法叫把两个颜色调节到视觉上相同或相等的方法叫把两个颜色调节到视觉上相同或相等的方法叫把两个颜色调节到视觉上相同或相等的方法叫颜色匹配颜色匹配颜色匹配颜色匹配。在颜色匹配实验中，为匹配得到某一种颜色，一般需要三种在颜色匹配实验中，为匹配得到某一种颜色，一般需要三种在颜色匹配实验中，为匹配得到某一种颜色，一般需要三种在颜色匹配

13、实验中，为匹配得到某一种颜色，一般需要三种颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜色匹配实验中选取的颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜色匹配实验中选取的颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜色匹配实验中选取的颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜色匹配实验中选取的三种颜色为三种颜色为三种颜色为三种颜色为三原色三原色三原色三原色。三原色可以任意选定三原色可以任意选定三原色可以任意选定三原色可以任意选定；但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原色相加混合得到；但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原色相加混合得到；但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原色相加混合得到；但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原色

14、相加混合得到；最常用的是红、绿、蓝三原色。最常用的是红、绿、蓝三原色。最常用的是红、绿、蓝三原色。最常用的是红、绿、蓝三原色。由三原色混合而成的新的颜色只表示了被匹配颜色的外貌，由三原色混合而成的新的颜色只表示了被匹配颜色的外貌，由三原色混合而成的新的颜色只表示了被匹配颜色的外貌，由三原色混合而成的新的颜色只表示了被匹配颜色的外貌，而不能表示它的光谱组成。例如，由红、绿、蓝三色光混合而不能表示它的光谱组成。例如，由红、绿、蓝三色光混合而不能表示它的光谱组成。例如，由红、绿、蓝三色光混合而不能表示它的光谱组成。例如，由红、绿、蓝三色光混合而成的白光与连续光谱的白光在视觉上一样，但是它们的光而成的

15、白光与连续光谱的白光在视觉上一样，但是它们的光而成的白光与连续光谱的白光在视觉上一样，但是它们的光而成的白光与连续光谱的白光在视觉上一样，但是它们的光谱组成成分却不一样，这种情况称之为谱组成成分却不一样，这种情况称之为谱组成成分却不一样，这种情况称之为谱组成成分却不一样，这种情况称之为同色异谱同色异谱同色异谱同色异谱。3/6/20233/6/20237 72-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念2.2 2.2 三刺激值三刺激值三刺激值三刺激值色度学中是用三原色来表示颜色的。匹配某种颜色所需的三色

16、度学中是用三原色来表示颜色的。匹配某种颜色所需的三色度学中是用三原色来表示颜色的。匹配某种颜色所需的三色度学中是用三原色来表示颜色的。匹配某种颜色所需的三原色的量，称为原色的量，称为原色的量，称为原色的量，称为颜色的三刺激值颜色的三刺激值颜色的三刺激值颜色的三刺激值。三刺激值不是用物理三刺激值不是用物理三刺激值不是用物理三刺激值不是用物理单位单位单位单位来量度的，而是用色度学的单位来来量度的，而是用色度学的单位来来量度的，而是用色度学的单位来来量度的，而是用色度学的单位来量度。具体规定为：在量度。具体规定为：在量度。具体规定为：在量度。具体规定为：在380380780nm780nm的可见光波长

17、范围内，的可见光波长范围内，的可见光波长范围内，的可见光波长范围内，各种波长的辐射能量均相等时，称为各种波长的辐射能量均相等时，称为各种波长的辐射能量均相等时，称为各种波长的辐射能量均相等时，称为等能光谱色等能光谱色等能光谱色等能光谱色。由其构成。由其构成。由其构成。由其构成的白光称的白光称的白光称的白光称等能白光，等能白光，等能白光，等能白光，简称简称简称简称E E光源光源光源光源。等能白光的三刺激值是相。等能白光的三刺激值是相。等能白光的三刺激值是相。等能白光的三刺激值是相等的，且均定为一个等的，且均定为一个等的，且均定为一个等的，且均定为一个单位单位单位单位。假定用红、绿、蓝作为三原色，

18、匹配等能白光所需的三原色假定用红、绿、蓝作为三原色，匹配等能白光所需的三原色假定用红、绿、蓝作为三原色，匹配等能白光所需的三原色假定用红、绿、蓝作为三原色，匹配等能白光所需的三原色的光通量分别为的光通量分别为的光通量分别为的光通量分别为l lR R、l lG G、l lB B，则红、绿、蓝三种原色的各为，则红、绿、蓝三种原色的各为，则红、绿、蓝三种原色的各为，则红、绿、蓝三种原色的各为1 1个单位刺激值分别对应于个单位刺激值分别对应于个单位刺激值分别对应于个单位刺激值分别对应于l lR R、l lG G、l lB B流明的红、绿、蓝三原色流明的红、绿、蓝三原色流明的红、绿、蓝三原色流明的红、绿

19、、蓝三原色的光通量。的光通量。的光通量。的光通量。又例如：又例如：用用用用F FR R流明的红光（流明的红光（流明的红光（流明的红光（R R）、）、）、）、F FGG流明流明流明流明的绿光（的绿光（的绿光（的绿光（GG）和）和）和）和F FB B流明的蓝光（流明的蓝光（流明的蓝光（流明的蓝光（B B）匹配出匹配出匹配出匹配出F FC C流明的色光（流明的色光（流明的色光（流明的色光（C C），），），），其其其其能量方程能量方程能量方程能量方程为为为为F FC C（C C）F FR R（R R）F FGG（GG）F FB B（B B）其其其其颜色方程颜色方程颜色方程颜色方程为为为为C C（C

20、C）R R（R R）GG（GG）B B（B B）上式的含义是上式的含义是上式的含义是上式的含义是用用用用R R个单位的红原色、个单位的红原色、个单位的红原色、个单位的红原色、GG个单位个单位个单位个单位的绿原色、的绿原色、的绿原色、的绿原色、B B个单位的蓝原色混合相加可个单位的蓝原色混合相加可个单位的蓝原色混合相加可个单位的蓝原色混合相加可匹配出匹配出匹配出匹配出C C个（个（个（个（C C）单位的）单位的）单位的）单位的C C颜色颜色颜色颜色。它们就是它们就是它们就是它们就是C C的三刺激值的三刺激值的三刺激值的三刺激值3/6/20233/6/20238 82-1 色度学的基本概念和实验定

21、律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念2.3 2.3 光谱三刺激值光谱三刺激值光谱三刺激值光谱三刺激值或或或或颜色匹配函数颜色匹配函数颜色匹配函数颜色匹配函数用三刺激值可以表示各种颜色，对于各种波长的光谱色也不用三刺激值可以表示各种颜色，对于各种波长的光谱色也不用三刺激值可以表示各种颜色，对于各种波长的光谱色也不用三刺激值可以表示各种颜色，对于各种波长的光谱色也不例外。匹配等能光谱色所需三原色的量叫作例外。匹配等能光谱色所需三原色的量叫作例外。匹配等能光谱色所需三原色的量叫作例外。匹配等能光谱色所需三原色的量叫作光谱三刺激值

22、光谱三刺激值光谱三刺激值光谱三刺激值，也叫作颜色的匹配函数。也叫作颜色的匹配函数。也叫作颜色的匹配函数。也叫作颜色的匹配函数。对于不同波长的光谱色，其对于不同波长的光谱色，其对于不同波长的光谱色，其对于不同波长的光谱色，其三刺激值显然是波长的函数三刺激值显然是波长的函数三刺激值显然是波长的函数三刺激值显然是波长的函数。用。用。用。用红、绿、蓝作为三原色时，红、绿、蓝作为三原色时，红、绿、蓝作为三原色时，红、绿、蓝作为三原色时，光谱三刺激值或颜色匹配函数光谱三刺激值或颜色匹配函数光谱三刺激值或颜色匹配函数光谱三刺激值或颜色匹配函数用用用用 来表示。来表示。来表示。来表示。由于任何颜色的光都可以看

23、成是由不同单色光混合而成，所由于任何颜色的光都可以看成是由不同单色光混合而成，所由于任何颜色的光都可以看成是由不同单色光混合而成，所由于任何颜色的光都可以看成是由不同单色光混合而成，所以光谱三刺激值是颜色色度计算的基础。以光谱三刺激值是颜色色度计算的基础。以光谱三刺激值是颜色色度计算的基础。以光谱三刺激值是颜色色度计算的基础。3/6/20233/6/20239 92-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念2.4 2.4 色品坐标色品坐标色品坐标色品坐标三原色确定后，一种颜色的三刺激值是唯一的，因此

24、，可以三原色确定后，一种颜色的三刺激值是唯一的，因此，可以三原色确定后，一种颜色的三刺激值是唯一的，因此，可以三原色确定后，一种颜色的三刺激值是唯一的，因此，可以用三刺激值表示颜色。用三刺激值表示颜色。用三刺激值表示颜色。用三刺激值表示颜色。但是，由于准确测量三刺激值存在着技术上的困难，而且用但是，由于准确测量三刺激值存在着技术上的困难，而且用但是，由于准确测量三刺激值存在着技术上的困难，而且用但是，由于准确测量三刺激值存在着技术上的困难，而且用三刺激值表示颜色很不直观，因而一般不直接用其表示颜色，三刺激值表示颜色很不直观，因而一般不直接用其表示颜色，三刺激值表示颜色很不直观，因而一般不直接用

25、其表示颜色，三刺激值表示颜色很不直观，因而一般不直接用其表示颜色，而是用其在三刺激值总和中所占的比例来表示颜色。而是用其在三刺激值总和中所占的比例来表示颜色。而是用其在三刺激值总和中所占的比例来表示颜色。而是用其在三刺激值总和中所占的比例来表示颜色。这三个这三个这三个这三个比例值叫作色品坐标比例值叫作色品坐标比例值叫作色品坐标比例值叫作色品坐标。假定某颜色的三刺激值分别为。假定某颜色的三刺激值分别为。假定某颜色的三刺激值分别为。假定某颜色的三刺激值分别为R R、G G、B B，色品坐标为，色品坐标为，色品坐标为，色品坐标为r r、g g、b b，则有，则有，则有，则有显然因此，有显然因此，有显

26、然因此，有显然因此，有颜色的色品坐标实际上代表了某一颜色的色品坐标实际上代表了某一颜色的色品坐标实际上代表了某一颜色的色品坐标实际上代表了某一颜色的颜色的颜色的颜色的色调色调色调色调和和和和彩度彩度彩度彩度两个属性特征。两个属性特征。两个属性特征。两个属性特征。当某一个颜色的三刺激值按照统一当某一个颜色的三刺激值按照统一当某一个颜色的三刺激值按照统一当某一个颜色的三刺激值按照统一比率增加或减小时，该颜色的色调比率增加或减小时，该颜色的色调比率增加或减小时，该颜色的色调比率增加或减小时，该颜色的色调和彩度保持不变，所改变的只是和彩度保持不变，所改变的只是和彩度保持不变，所改变的只是和彩度保持不变

27、，所改变的只是明明明明度度度度。这就是说当以相同的比例改变。这就是说当以相同的比例改变。这就是说当以相同的比例改变。这就是说当以相同的比例改变某一颜色的三刺激值时，该颜色的某一颜色的三刺激值时，该颜色的某一颜色的三刺激值时，该颜色的某一颜色的三刺激值时，该颜色的色品保持不变。色品保持不变。色品保持不变。色品保持不变。3/6/20233/6/202310102-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念2.5 2.5 光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色

28、的三刺激值颜色刺激颜色刺激颜色刺激颜色刺激表示作用于人眼引起颜色感觉的物理辐通量。表示作用于人眼引起颜色感觉的物理辐通量。表示作用于人眼引起颜色感觉的物理辐通量。表示作用于人眼引起颜色感觉的物理辐通量。颜色刺激函数颜色刺激函数颜色刺激函数颜色刺激函数表示某颜色刺激与波长的关系函数，以表示。表示某颜色刺激与波长的关系函数，以表示。表示某颜色刺激与波长的关系函数，以表示。表示某颜色刺激与波长的关系函数，以表示。无论光源色或物体色（自发光、透射、漫反射等）都是可见无论光源色或物体色（自发光、透射、漫反射等）都是可见无论光源色或物体色（自发光、透射、漫反射等）都是可见无论光源色或物体色（自发光、透射、

29、漫反射等）都是可见辐射辐射辐射辐射作用于人眼所成颜色刺激的结果作用于人眼所成颜色刺激的结果作用于人眼所成颜色刺激的结果作用于人眼所成颜色刺激的结果。也可看成是波长范围。也可看成是波长范围。也可看成是波长范围。也可看成是波长范围在在在在380780nm380780nm内的内的内的内的各光谱色以不同的比例混合的产物各光谱色以不同的比例混合的产物各光谱色以不同的比例混合的产物各光谱色以不同的比例混合的产物。对于波长为对于波长为对于波长为对于波长为 的光谱色，其三刺激值的光谱色，其三刺激值的光谱色，其三刺激值的光谱色，其三刺激值R R、G G和和和和B B应分别和其光应分别和其光应分别和其光应分别和其

30、光谱三刺激值谱三刺激值谱三刺激值谱三刺激值 以及颜色刺激函数成正比。故有以及颜色刺激函数成正比。故有以及颜色刺激函数成正比。故有以及颜色刺激函数成正比。故有式中，式中，式中，式中，k k为常数，称为颜色调节因子。为常数，称为颜色调节因子。为常数，称为颜色调节因子。为常数，称为颜色调节因子。，3/6/20233/6/202311112-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本概念2.5 2.5 光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值当波长范围趋向于

31、无限小时，光谱色的三刺激值为当波长范围趋向于无限小时，光谱色的三刺激值为当波长范围趋向于无限小时，光谱色的三刺激值为当波长范围趋向于无限小时，光谱色的三刺激值为380780nm380780nm内所有光谱色对应的三刺激值总和就应当是被考内所有光谱色对应的三刺激值总和就应当是被考内所有光谱色对应的三刺激值总和就应当是被考内所有光谱色对应的三刺激值总和就应当是被考虑颜色的三刺激值，即虑颜色的三刺激值，即虑颜色的三刺激值，即虑颜色的三刺激值，即 3/6/20233/6/202312122-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 2 2色度学中的基本概念色度学中的基本概念色度学中的基本

32、概念色度学中的基本概念2.5 2.5 光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值光源色和物体色的三刺激值对于光源色，颜色刺激函数对于光源色，颜色刺激函数对于光源色，颜色刺激函数对于光源色，颜色刺激函数 就是光源的光谱功率分布，就是光源的光谱功率分布，就是光源的光谱功率分布，就是光源的光谱功率分布，即即即即 故有故有故有故有 物体色物体色物体色物体色既和照明光源的光谱功率分既和照明光源的光谱功率分既和照明光源的光谱功率分既和照明光源的光谱功率分布有关，也和物体的光学性质有关。布有关，也和物体的光学性质有关。布有关，也和物体的光学性质有关。布有关，也和物体的光学性质有

33、关。对于透射物体对于透射物体对于透射物体对于透射物体对于反射物体对于反射物体对于反射物体对于反射物体3/6/20233/6/202313132-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 3 3CIECIE标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统国际照明委员会（英文缩写国际照明委员会（英文缩写国际照明委员会（英文缩写国际照明委员会（英文缩写CIECIE）曾推荐了几种色度学系统，）曾推荐了几种色度学系统，）曾推荐了几种色度学系统，）曾推荐了几种色度学系统，以统一颜色的表示方法和测量条件。以统一颜色的表示方法和测量条件。以统一颜色的表示方法和测量条件。以统一颜色的表示

34、方法和测量条件。国际照明委员会在国际照明委员会在国际照明委员会在国际照明委员会在19311931年同时推荐了两套色度学系统：年同时推荐了两套色度学系统：年同时推荐了两套色度学系统：年同时推荐了两套色度学系统：1931CIE-RGB1931CIE-RGB系统系统系统系统和和和和1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ系统系统系统系统，19641964年又推荐了年又推荐了年又推荐了年又推荐了CIE1964CIE1964补充标准色度学系统补充标准色度学系统补充标准色度学系统补充标准色度学系统。表色系统一般包括：表色系统一般包括：表色系统一般包括：表色系统一般包括：三原色三原色三原色三原色三原色的

35、单位三原色的单位三原色的单位三原色的单位光谱三刺激值等光谱三刺激值等光谱三刺激值等光谱三刺激值等3/6/20233/6/202314142-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 3 3CIECIE标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统3.1 1931CIE-RGB3.1 1931CIE-RGB系统系统系统系统三原色三原色三原色三原色：红：红：红：红(R)(R)(700nm700nm)、绿、绿、绿、绿(G)(G)(546.1nm546.1nm)、蓝、蓝、蓝、蓝(B)(B)(435.8nm435.8nm)三原色单位：三原色单位：三原色单位：三原色单位：三原色光

36、（三原色光（三原色光（三原色光（R R）、（）、（）、（）、（G G）、（）、（）、（）、（B B）单位刺激值的）单位刺激值的）单位刺激值的）单位刺激值的光亮度比为光亮度比为光亮度比为光亮度比为1.00001.0000：4.59074.5907：0.06010.0601；辐亮度比为；辐亮度比为；辐亮度比为；辐亮度比为72.096272.0962：1.37911.3791：1.00001.0000。光谱三刺激值：光谱三刺激值：光谱三刺激值：光谱三刺激值：1931CIE-RGB1931CIE-RGB系统标准色度观察者光系统标准色度观察者光系统标准色度观察者光系统标准色度观察者光谱三刺激值波长变化曲

37、线谱三刺激值波长变化曲线谱三刺激值波长变化曲线谱三刺激值波长变化曲线1931CIE-RGB1931CIE-RGB系统色品图系统色品图系统色品图系统色品图3/6/20233/6/202315152-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 3 3CIECIE标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统3.2 1931CIE-XYZ3.2 1931CIE-XYZ系统系统系统系统三原色三原色三原色三原色：1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ系统的三原色选择的要求是：第一，用三原色匹配等系统的三原色选择的要求是：第一，用三原色匹配等系统的三原色选择的要求是：第一，用

38、三原色匹配等系统的三原色选择的要求是：第一，用三原色匹配等能的光谱色时，三刺激值均为正；第二，色品图上表示的实际不存在能的光谱色时，三刺激值均为正；第二，色品图上表示的实际不存在能的光谱色时，三刺激值均为正；第二，色品图上表示的实际不存在能的光谱色时，三刺激值均为正；第二，色品图上表示的实际不存在的颜色所占的面积尽量小；第三，用的颜色所占的面积尽量小；第三，用的颜色所占的面积尽量小；第三，用的颜色所占的面积尽量小；第三，用Y Y刺激值表示颜色的亮度。刺激值表示颜色的亮度。刺激值表示颜色的亮度。刺激值表示颜色的亮度。（X X）、（）、（）、（）、（Y Y）、（）、（）、（）、（Z Z）作为色度学

39、系统的三原色是有意义的，但实际）作为色度学系统的三原色是有意义的，但实际）作为色度学系统的三原色是有意义的，但实际）作为色度学系统的三原色是有意义的，但实际上并不存在这三种颜色。上并不存在这三种颜色。上并不存在这三种颜色。上并不存在这三种颜色。XYZXYZ系统的光谱三刺激值也无法通过颜色系统的光谱三刺激值也无法通过颜色系统的光谱三刺激值也无法通过颜色系统的光谱三刺激值也无法通过颜色匹配实验直接得到，而是以匹配实验直接得到，而是以匹配实验直接得到，而是以匹配实验直接得到，而是以1931CIE1931CIERGBRGB系统光谱色品坐标值换算系统光谱色品坐标值换算系统光谱色品坐标值换算系统光谱色品坐

40、标值换算求得。求得。求得。求得。光谱三刺激值光谱三刺激值光谱三刺激值光谱三刺激值：*在在在在1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ系统，颜色的亮度完全由系统，颜色的亮度完全由系统，颜色的亮度完全由系统，颜色的亮度完全由Y Y刺刺刺刺激值表示，则等能光谱色相对亮度也应由光谱激值表示，则等能光谱色相对亮度也应由光谱激值表示，则等能光谱色相对亮度也应由光谱激值表示，则等能光谱色相对亮度也应由光谱三刺激值中的三刺激值中的三刺激值中的三刺激值中的 来代表。这样，来代表。这样，来代表。这样，来代表。这样，值就同值就同值就同值就同光度学中明视觉（光谱光视效率或视见函数）光度学中明视觉（光谱光视效率或视

41、见函数）光度学中明视觉（光谱光视效率或视见函数）光度学中明视觉（光谱光视效率或视见函数）V V()具有相同的含义。具有相同的含义。具有相同的含义。具有相同的含义。CIE1931CIE1931标准色度观察者光谱三标准色度观察者光谱三标准色度观察者光谱三标准色度观察者光谱三刺激值曲线刺激值曲线刺激值曲线刺激值曲线1931CIE1931CIEXYZXYZ系统色品图系统色品图系统色品图系统色品图这段不是光谱色，而是这段不是光谱色，而是这段不是光谱色，而是这段不是光谱色，而是770nm770nm（红）和（红）和（红）和（红）和380nm380nm（紫）两光谱色混（紫）两光谱色混（紫）两光谱色混（紫）两光

42、谱色混合色的色品轨迹。合色的色品轨迹。合色的色品轨迹。合色的色品轨迹。3/6/20233/6/202316162-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 3 3CIECIE标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统3.3 CIE19643.3 CIE1964补充标准色度学系统补充标准色度学系统补充标准色度学系统补充标准色度学系统前面讨论的前面讨论的前面讨论的前面讨论的1931CIE-RGB1931CIE-RGB标准色度学系统和标准色度学系统和标准色度学系统和标准色度学系统和1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ标准色度学系统的基本数据都是从莱特和吉尔德实验

43、数据换标准色度学系统的基本数据都是从莱特和吉尔德实验数据换标准色度学系统的基本数据都是从莱特和吉尔德实验数据换标准色度学系统的基本数据都是从莱特和吉尔德实验数据换算求得算求得算求得算求得的的的的，因此，它们只适用于小视场角（，因此，它们只适用于小视场角（，因此，它们只适用于小视场角（，因此，它们只适用于小视场角（44）的情况下）的情况下）的情况下）的情况下的颜色标定。的颜色标定。的颜色标定。的颜色标定。为适应大视场情况下颜色的测量和标定，为适应大视场情况下颜色的测量和标定，为适应大视场情况下颜色的测量和标定，为适应大视场情况下颜色的测量和标定，CIECIE在在在在19641964公布了公布了公

44、布了公布了CIE1964CIE1964补充色度学系统。它规定了适合于补充色度学系统。它规定了适合于补充色度学系统。它规定了适合于补充色度学系统。它规定了适合于1010视场视场视场视场使用的使用的使用的使用的CIE1964CIE1964补充色度观察者光谱三刺激值和色品图。补充色度观察者光谱三刺激值和色品图。补充色度观察者光谱三刺激值和色品图。补充色度观察者光谱三刺激值和色品图。其计算方法与其计算方法与其计算方法与其计算方法与1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ系统的三刺激值和色品坐标的计系统的三刺激值和色品坐标的计系统的三刺激值和色品坐标的计系统的三刺激值和色品坐标的计算方法完全相同，只

45、不过要用本系统所规定的基本数据。算方法完全相同，只不过要用本系统所规定的基本数据。算方法完全相同，只不过要用本系统所规定的基本数据。算方法完全相同，只不过要用本系统所规定的基本数据。为了与为了与为了与为了与1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ系统相区别，所用的符号要加下标系统相区别，所用的符号要加下标系统相区别，所用的符号要加下标系统相区别，所用的符号要加下标“10”10”。例如，三刺激值表示为。例如，三刺激值表示为。例如，三刺激值表示为。例如，三刺激值表示为X X1010、Y Y1010、Z Z1010等。等。等。等。3/6/20233/6/202317172-1 色度学的基本概念和

46、实验定律色度学的基本概念和实验定律 3 3CIECIE标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统标准表色度系统总结起来，用该色度学系统表示颜色的方法有以下两种：总结起来，用该色度学系统表示颜色的方法有以下两种：总结起来，用该色度学系统表示颜色的方法有以下两种：总结起来，用该色度学系统表示颜色的方法有以下两种：1 1）三刺激值表示颜色。）三刺激值表示颜色。）三刺激值表示颜色。）三刺激值表示颜色。最常用的是最常用的是最常用的是最常用的是1931CIE-XYZ1931CIE-XYZ标准色度学系统中所规定的三标准色度学系统中所规定的三标准色度学系统中所规定的三标准色度学系统中所规定的三刺激值刺激值刺激

47、值刺激值X X、Y Y、Z Z。该方法表示颜色的困难是三刺激值由于难于定标而难于准该方法表示颜色的困难是三刺激值由于难于定标而难于准该方法表示颜色的困难是三刺激值由于难于定标而难于准该方法表示颜色的困难是三刺激值由于难于定标而难于准确测量。确测量。确测量。确测量。2 2）色品坐标）色品坐标）色品坐标）色品坐标x x、y y以及以及以及以及Y Y刺激值表示颜色刺激值表示颜色刺激值表示颜色刺激值表示颜色 。用用用用x x、y y和和和和Y Y表示颜色是常用的方法。表示颜色是常用的方法。表示颜色是常用的方法。表示颜色是常用的方法。3/6/20233/6/202318182-1 色度学的基本概念和实验

48、定律色度学的基本概念和实验定律 4 4CIECIE标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源在测量光学系统的光度和色度性能时，必须在统一规定的照在测量光学系统的光度和色度性能时，必须在统一规定的照在测量光学系统的光度和色度性能时，必须在统一规定的照在测量光学系统的光度和色度性能时，必须在统一规定的照明光源下，测量结果才可以互相比较。明光源下，测量结果才可以互相比较。明光源下，测量结果才可以互相比较。明光源下，测量结果才可以互相比较。为了统一测量标准，国际照明委员会（为了统一测量标准，国际照明委员会（为了统一测量标准，国际照明委员会（为了统一测量标准，国际照

49、明委员会（CIECIE）规定了标准照）规定了标准照）规定了标准照）规定了标准照明体和标准光源。明体和标准光源。明体和标准光源。明体和标准光源。4.1 4.1 色温和相关色温色温和相关色温色温和相关色温色温和相关色温当某种光源的色品与某一温度下的黑体色品相同时，则将黑当某种光源的色品与某一温度下的黑体色品相同时，则将黑当某种光源的色品与某一温度下的黑体色品相同时，则将黑当某种光源的色品与某一温度下的黑体色品相同时，则将黑体的温度称为光源的体的温度称为光源的体的温度称为光源的体的温度称为光源的颜色温度颜色温度颜色温度颜色温度，简称，简称，简称，简称色温色温色温色温。相关色温相关色温相关色温相关色温

50、 700nm490500380nm5505806005204800.80.60.40.200.20.40.60.8xyCIE1931-XYZ色品图上的黑体轨迹C3/6/20233/6/202319192-1 色度学的基本概念和实验定律色度学的基本概念和实验定律 4 4CIECIE标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源4.2 CIE4.2 CIE标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源CIECIE对对对对“光源光源光源光源”和和和和“照明体照明体照明体照明体”的定义分别为：的定义分别为：的定义分别为：的定义分别为：