材料物理基礎IX視覺特性與三基色原理

1、視覺特性和三基色原視覺特性和三基色原理基礎知識理基礎知識視覺特性與三基色原理視覺特性與三基色原理主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 可見光的特性可見光的特性 人眼視覺特性人眼視覺特性 光度學參量光度學參量 色度學基礎理論色度學基礎理論 色坐標的計算色坐標的計算1-1 光的特性一.電磁波輻射波譜：電磁波輻射波譜： 光學和電磁場理論指出：光是一種可以看得見的電磁光學和電磁場理論指出：光是一種可以看得見的電磁波，它具有波粒二象性波動性和微粒性。波，它具有波粒二象性波動性和微粒性。 電磁波的波譜包括：無線電波，紅外線波，可見光譜，電磁波的波譜包括：無線電波，紅外線波，可見光譜，紫外線，紫外線，X X射線，射線，射線

2、等等。射線等等。 它們分別占據(jù)的頻率范圍如圖所示它們分別占據(jù)的頻率范圍如圖所示 二. 可見光的特性可見光的特性n可見光譜的波長范圍在380780nm之間，隨著波長的變化，人眼主觀感隨之變化，表現(xiàn)為兩個重要特性： 1、不同波長的不具有不同的光顏色。若光的波長從780nm依次遞減變化到380nm，光的顏色紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，比780nm更長的電磁輻射是紅外線，比380nm更短的電磁輻射是紫外線。 2、輻射功率相同但波長不同的光給人眼的亮度不相同。 如果將所有波長的光均等地混合在一起，則給人以白色的感覺。 太陽輻射功率譜（功率波譜：指輻射功率隨波長而變化的情況）單色光：只含有單一波長成分的光

3、；復合光：包含兩種及以上波長成分的光。 復合光作用于人眼，呈現(xiàn)混合色。例如，太陽輻射的復合光作用于人眼，呈現(xiàn)混合色。例如，太陽輻射的光含有七種單色光的波譜，但卻給認以白光的綜合感覺。光含有七種單色光的波譜，但卻給認以白光的綜合感覺。光的分解：光的分解： 太陽發(fā)出的白光中包含了所有的可見光，若把太陽輻射的一束光太陽發(fā)出的白光中包含了所有的可見光，若把太陽輻射的一束光投射到棱鏡上太陽光會經(jīng)過棱鏡分解成一組按紅、橙、黃、綠、青、投射到棱鏡上太陽光會經(jīng)過棱鏡分解成一組按紅、橙、黃、綠、青、藍、紫順序排列的連續(xù)光譜。被分解之后的色光，若再次經(jīng)過棱鏡，藍、紫順序排列的連續(xù)光譜。被分解之后的色光，若再次經(jīng)過

4、棱鏡，它是不能再分解了，這種單一波長的色光也稱它是不能再分解了，這種單一波長的色光也稱譜色光譜色光。三.光源n定義：能自身發(fā)光的物體（物理輻射體）n色與光密不可分： 光是色的存在條件； 色是人眼對不同光譜分布的 主觀反映。1 1物質的顏色：物質的顏色：本身不發(fā)光的物體呈現(xiàn)的顏色：決定于： a.光源；b.物體的屬性；c.人眼的視覺特性光的顏色：決定于：a.該光源輻射中的輻射光譜波長的分布；b.人眼的視覺特性。色感是主觀和客觀相結合的系統(tǒng)所發(fā)生的生理色感是主觀和客觀相結合的系統(tǒng)所發(fā)生的生理-物理過程物理過程 波長與顏色的關系n顏色和波長不是單值關系，具有一定的色域；n單色光的顏色是連續(xù)的，且色感還

5、隨光的強度而變化；n表中波長界限是不嚴格的；n自然界很少看見單色光。波長（nm)顏色380-430紫430-470藍470-500青500-560綠560-590黃590-620橙620-780紅 人眼的色感覺，雖然在一定程度上反映了光譜分布的某些特點，但決不能以顏色來判斷光譜的分布。一定的光譜分布表現(xiàn)為一定的顏色同一顏色則可由不同光譜分布而獲得。2。絕對黑體：絕對黑體： 絕對黑體：指既不反射光、也不透射光，而完全吸收入射光 （任何波長）的物體。 被加熱時的電磁波輻射波譜僅由溫度決定。隨著溫度的增加，黑體輻射能量將增大，其功率波譜向短波方向移動。所以當溫度升高時，不僅亮度增大，其發(fā)光顏色也隨之

6、變化。 絕對黑體發(fā)光的顏色與它的溫度密切相關。隨著溫度的升高，其顏色由紅向藍變化。因此用絕對黑體的溫度來表示它的顏色。 為了區(qū)分各種光源的不同光譜分布與顏色，可以用絕對黑體的溫度來表征。3.3.色溫：色溫： 通常的照明光源，如太陽、通常的照明光源，如太陽、日光燈、白熾燈泡等所發(fā)出的光雖日光燈、白熾燈泡等所發(fā)出的光雖然都籠統(tǒng)地稱其為白光，但由于發(fā)光物質不同，它們的光譜成分相然都籠統(tǒng)地稱其為白光，但由于發(fā)光物質不同，它們的光譜成分相差很大，用它們照射相同物體時，呈現(xiàn)的顏色則相差較大。例如，差很大，用它們照射相同物體時，呈現(xiàn)的顏色則相差較大。例如，白熾燈泡偏橙紅（呈暖色調(diào)），而汞燈偏青藍（呈冷色調(diào)）

7、。為了白熾燈泡偏橙紅（呈暖色調(diào)），而汞燈偏青藍（呈冷色調(diào)）。為了比較和區(qū)別各種光源的特性，國際照明委員會比較和區(qū)別各種光源的特性，國際照明委員會(CIE)(CIE)規(guī)定了規(guī)定了A A、B B、C C、D D、E E等幾種標準白色光源，并以基本參量等幾種標準白色光源，并以基本參量“色溫色溫”予以表征。予以表征。 色溫的概念：色溫的概念： 色溫是以絕對黑體的加熱溫度來定義的。當絕對黑體在某一色溫是以絕對黑體的加熱溫度來定義的。當絕對黑體在某一特定絕對溫度下，所輻射的光譜與某光源的光譜具有相同的特性時，特定絕對溫度下，所輻射的光譜與某光源的光譜具有相同的特性時，則絕對黑體的這一特定溫度就定義為該光源

8、的色溫，單位以則絕對黑體的這一特定溫度就定義為該光源的色溫，單位以K K表示。表示。例如，溫度保持在例如，溫度保持在2800 K2800 K時的鎢絲燈泡所發(fā)的白光，與溫度保持在時的鎢絲燈泡所發(fā)的白光，與溫度保持在2854K2854K的絕對黑體所輻射光的功率波譜基本一致，于是既稱該白光的絕對黑體所輻射光的功率波譜基本一致，于是既稱該白光的色溫即為的色溫即為2854K2854K?？梢姟⑸珳夭⒎枪庠幢旧淼膶嶋H溫度，而是表?？梢姟⑸珳夭⒎枪庠幢旧淼膶嶋H溫度，而是表征光源波譜持性的參量。征光源波譜持性的參量。相關色溫：相關色溫： 當光源的光只與某一溫度下絕對黑體輻射的光近似，而不能精當光源的光只與某一溫

9、度下絕對黑體輻射的光近似，而不能精確等效。就把輻射光的特性與光源最相近的絕對黑體溫度稱為該光確等效。就把輻射光的特性與光源最相近的絕對黑體溫度稱為該光源的相關色溫。源的相關色溫。各種色溫下黑體的輻射功率波譜 將波長=555nm的輻射功率作為比較標準 ）（）（相對功率譜555PP4.標準光源標準光源：（：（CIE） A 光源：相當于2800 K鎢絲燈所發(fā)的光。其色溫為2854K。它的光譜能量分布主要集中于波長較長的區(qū)域，因而A光源的光總帶著橙紅色。 B 光源：相當于中午直射的太陽光。其色溫為4800 K。在實驗室中可由特制的濾色鏡從A光源中獲得。 C 光源：相當于白天的自然光。色溫為 6800K

10、。其波譜成分在400500nm處較大，因此C光源的光偏藍色。它被選作為NTSC制彩色電視系統(tǒng)的標準白光源。 D 光源：相當于白天平均照明光。因其色溫為6500 K，故又稱D65光源。它被選作為PAL制彩色電視系統(tǒng)的標準白光源。 E 光源：是一種理想的等能量的白光源，其色溫為5500 K。其光譜能量分布是一條平行于橫軸的水平直線，在可見光波長范圍內(nèi)，各波長具有相同的輻射功率。采用這種光源有利于彩色電視系統(tǒng)中問題的分析和計算。這種光源在實際中是不存在的，是假想的光源。1-2 人眼的視覺特性人眼的視覺特性一一.眼睛的構造：眼睛的構造： 后壁則為視網(wǎng)膜，它由無數(shù)的光敏細后壁則為視網(wǎng)膜，它由無數(shù)的光敏細

11、胞組成光敏細胞按其形狀分為桿狀的細胞胞組成光敏細胞按其形狀分為桿狀的細胞和錐狀細胞，錐狀細胞有和錐狀細胞，錐狀細胞有700700萬個，主要萬個，主要集中在正對瞳孔的視網(wǎng)膜中央?yún)^(qū)域稱為黃集中在正對瞳孔的視網(wǎng)膜中央?yún)^(qū)域稱為黃斑區(qū)。此處無桿狀細胞，越遠離黃斑區(qū)，斑區(qū)。此處無桿狀細胞，越遠離黃斑區(qū)，錐狀細胞越少，桿狀細胞越多，在接近加錐狀細胞越少，桿狀細胞越多，在接近加緣區(qū)域，幾乎全是桿狀細胞。緣區(qū)域，幾乎全是桿狀細胞。 桿狀細胞只能感光，不能感色，但感桿狀細胞只能感光，不能感色，但感光靈敏度極高，是錐狀細胞感光靈敏度的光靈敏度極高，是錐狀細胞感光靈敏度的1010，000000倍。錐狀細胞既能感光，又

12、能感倍。錐狀細胞既能感光，又能感色。兩者有明確的分工：在強光作用下，色。兩者有明確的分工：在強光作用下，主要由錐狀細胞起作用，所以在白天或明主要由錐狀細胞起作用，所以在白天或明亮環(huán)境中，看到的景象既有明亮感，又有亮環(huán)境中，看到的景象既有明亮感，又有彩色感，這種視覺叫做明視覺（或白日視彩色感，這種視覺叫做明視覺（或白日視覺）。在弱光作用下，主要由桿狀細胞起覺）。在弱光作用下，主要由桿狀細胞起作用，所以在黑夜或弱光環(huán)境中，看到的作用，所以在黑夜或弱光環(huán)境中，看到的景物全是灰黑色，只有明暗感，沒有彩色景物全是灰黑色，只有明暗感，沒有彩色感，這種視覺叫做暗視覺。感，這種視覺叫做暗視覺。 二.光的度量：

13、1.視覺光譜光效率（）曲線（視敏度函數(shù)） ：1 1）. .在輻射能量相同，波長不在輻射能量相同，波長不同的可見光所得到的亮度是不同的可見光所得到的亮度是不同的；同的；2 2）. .人眼對波長人眼對波長555nm555nm的光感的光感覺到的亮度最大，即黃綠光最覺到的亮度最大，即黃綠光最亮，藍紫光次之，紅光最暗；亮，藍紫光次之，紅光最暗；3 3）. .在可見光譜之外，人眼的在可見光譜之外，人眼的響應為零，即使輻射能量再大響應為零，即使輻射能量再大的光，人眼也看不到。的光，人眼也看不到。光譜光效能：衡量視覺對波長為光譜光效能：衡量視覺對波長為的光的敏感程度：的光的敏感程度：光譜光效率：光譜光效率：）

14、（）PK1()()()()(PPKK555555）（2.光度學參量：n光通量：光通量：按人眼光感覺度量的輻射功率；單位：流明（lm),光瓦 單色光：光通量F （l ）等于輻射功率P（l ）與相對視敏度的乘積： （）P（）V（） 光瓦 （）683 P（）V（） 流明 復合光。其光通量等于各波長光通量之和：n光強（發(fā)光強度）：光強（發(fā)光強度）：光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。單位：坎（cd)(lmdPii）（）（）（780380683）（）（）（）（lmPniii1683ddI)(）（n照度：照射到物體表面的光通量與物體表面的面積之比。單位：lxn亮度：發(fā)光面在指定方向的發(fā)光強度與發(fā)光面在垂直于所

15、取方向的 平面上的投影之比。 單位：坎每平方米 cd/m2 # .漫射面光源：）（2mlmlxEdSd/mcdCosdSdIB2/三.人眼的視覺特性n明暗視覺明暗視覺： 桿狀光敏細胞的靈敏桿狀光敏細胞的靈敏度極高，主要靠它在低照度極高，主要靠它在低照度時辯別明暗，但它對彩度時辯別明暗，但它對彩色是不敏感的；錐狀細胞色是不敏感的；錐狀細胞既可辨別明暗，又可辨別既可辨別明暗，又可辨別彩色。白天的視覺過程主彩色。白天的視覺過程主要靠錐狀細胞來完成，夜要靠錐狀細胞來完成，夜晚視覺則由桿狀細胞起作晚視覺則由桿狀細胞起作用，所以在較暗處無法辨用，所以在較暗處無法辨別彩色。別彩色。 明視覺過程主要是由明視覺

16、過程主要是由錐狀細胞完成的，它既產(chǎn)錐狀細胞完成的，它既產(chǎn)生明感覺，又產(chǎn)生彩色感生明感覺，又產(chǎn)生彩色感覺。因此，這條曲線主要覺。因此，這條曲線主要反映錐狀細胞對不同波長反映錐狀細胞對不同波長光的亮度敏感特性。光的亮度敏感特性。 在弱光條件下，人眼的視覺過程主要由桿狀細胞完成。而桿狀細胞對各種不同在弱光條件下，人眼的視覺過程主要由桿狀細胞完成。而桿狀細胞對各種不同波長光的敏程度將不同于明顯視覺視敏函數(shù)曲線，表現(xiàn)為對波長短的光敏度感有所波長光的敏程度將不同于明顯視覺視敏函數(shù)曲線，表現(xiàn)為對波長短的光敏度感有所增大。即曲線向左移，這條曲線稱暗視覺敏函數(shù)曲線增大。即曲線向左移，這條曲線稱暗視覺敏函數(shù)曲線。

17、在弱光條件下，桿狀細胞只在弱光條件下，桿狀細胞只有明暗感覺，而沒有彩色感覺。有明暗感覺，而沒有彩色感覺。彩色視覺：彩色視覺：視覺三色假說： 錐狀細胞又分為三類，分別稱為紅敏、綠敏和藍敏。如果某錐狀細胞又分為三類，分別稱為紅敏、綠敏和藍敏。如果某束光線只能引起某一種光敏細胞興奮、而另外兩種光敏細胞僅受到束光線只能引起某一種光敏細胞興奮、而另外兩種光敏細胞僅受到很微弱刺激，我們感覺到的便是某一種色光；若紅敏細胞受刺激，很微弱刺激，我們感覺到的便是某一種色光；若紅敏細胞受刺激，則感覺到的是紅色；若紅、綠敏細胞同時受刺激，則產(chǎn)生的則感覺到的是紅色；若紅、綠敏細胞同時受刺激，則產(chǎn)生的彩色感覺與由黃彩色感

18、覺與由黃單色光引起的視單色光引起的視覺效果相同。覺效果相同。 各有各的光各有各的光譜光效率曲線，譜光效率曲線，這三種光敏細胞這三種光敏細胞對顏色的感覺，對顏色的感覺，就形成主觀上的就形成主觀上的彩色感覺。彩色感覺。立體視覺：雙眼立體單眼立體四四.人眼的視覺范圍與亮度感覺人眼的視覺范圍與亮度感覺n視覺范圍：視覺范圍： 人眼能夠感覺的亮度范圍（稱為視覺范圍）極寬，從百分之幾坎平方米直到幾百萬坎平方米。其所以如此之寬，是由于依靠了瞳孔和光敏細胞的調(diào)節(jié)作用。瞳孔根據(jù)外界光的強弱調(diào)節(jié)其大小，使射到視網(wǎng)膜上的光通量盡可能是適中的。在強光和弱光下，分別由錐狀細胞和桿狀細胞作用，而后者的靈敏度是前者的1萬倍。

19、 n視場范圍：視場范圍： 人眼不轉動所觀察的視野。n適應性：適應性：暗適應亮適應彩色適應局部適應（由適應性引起對比效應）：34:亮度感覺：亮度感覺： 在不同的亮度環(huán)境下，在不同的亮度環(huán)境下，人眼對于同一實際亮度人眼對于同一實際亮度所產(chǎn)生的相對亮度感覺所產(chǎn)生的相對亮度感覺是不相同的。是不相同的。 當人眼分別適應了當人眼分別適應了A A、B B、C C點的環(huán)境亮度時，點的環(huán)境亮度時，人眼感覺到人眼感覺到“白白”和和“黑黑”的范圍如虛線所的范圍如虛線所示，它們所對應的實際示，它們所對應的實際亮度范圍比人眼的視覺亮度范圍比人眼的視覺范圍小很多。并且范圍小很多。并且A A點的點的實際亮度對于適應了實際亮

20、度對于適應了B B點點亮度的眼睛來說感覺很亮度的眼睛來說感覺很暗；而對于適應了暗；而對于適應了C C點亮點亮度的眼睛來說，卻感覺度的眼睛來說，卻感覺很亮。很亮。亮度感覺：1、要使人眼感覺到兩個畫面有亮度差別，必須使兩者的亮度差D D Lmin D D Lmin是有限小量，而不是無限小量。因此，人眼察覺亮度變化的能力是有限的。 2、對于不同的環(huán)境亮度L： 人眼可覺察的最小亮度差DLmin不同； DLmin/L是相同的，并等于一個常數(shù)： （費赫涅爾系數(shù)）（費赫涅爾系數(shù)）相對對比度靈敏度閾相對對比度靈敏度閾LLD 人眼亮度感覺的增量D S不是正比于客觀亮度的增量D L，而是正比于亮度的相對增量D L

21、/L，即： 上式中k=kln10，k、k0均為常數(shù)。上式表明：主觀亮度感覺與客觀亮度的對數(shù)成線性關系。并稱之為韋伯-費赫涅爾定律（WeberFechnerLaw）。 人眼亮度感覺的增量與客觀亮度數(shù)成對比，這與人耳的聽覺規(guī)律很相似；人耳對聲音感覺的增量與客觀聲音響度的對數(shù)也是成正比的。它們都是長期生態(tài)演變的結果，使人眼形成對光強弱變化的適應性，否則人將無法受自然界光的刺激。LLkSDD00lglnkLkkLk亮度感覺：視覺掩蓋效應：n可見度閾值： D Lmin n對比度： C= Lmax/ Lminn視覺掩蓋效應：在不均勻背景中，在不均勻背景中，可見度閾值將會增大。可見度閾值將會增大。n 根據(jù)人

22、眼對實際亮度明暗感覺的相對性的察覺實根據(jù)人眼對實際亮度明暗感覺的相對性的察覺實際亮度變化能力有限性，圖像系統(tǒng)，不必傳送原景物際亮度變化能力有限性，圖像系統(tǒng)，不必傳送原景物的實際亮度，只需保持原景物點的相對亮度不變。通的實際亮度，只需保持原景物點的相對亮度不變。通常只要保證景物最大亮度常只要保證景物最大亮度LmaxLmax和最小亮度和最小亮度LminLmin的比值的比值C C不變；不變；n 對于人眼不能察覺的亮度變化，不必精確地重現(xiàn)，對于人眼不能察覺的亮度變化，不必精確地重現(xiàn)，只要保證重視圖像和原景物有相同的亮度級數(shù)。簡言只要保證重視圖像和原景物有相同的亮度級數(shù)。簡言之，只要重視圖象與原景物對人

23、眼具有相同的對比度之，只要重視圖象與原景物對人眼具有相同的對比度和相同的亮度級數(shù)，就能給人以真實的感覺。和相同的亮度級數(shù)，就能給人以真實的感覺。五.人眼的分辨力與空間頻率響應n 黑白分辨力：黑白分辨力： 1.視角：視角： 觀看景物時，景物大小對眼睛形成的張角叫做視角。其大小既決定景物本身的大小，也決定于景物與眼睛的距離。圖中A表示物體的大小，D表示由眼睛角膜到該物體的距離，則視角a按下式計算： （當視角a較小時，則aA/D。） 2.2.視敏角視敏角 ： 當與人眼相隔一定距離的兩個黑點靠近到一定程度時，人眼就分辨不出有兩個黑點存在，而只感覺到是連在一起的一個點。這種現(xiàn)象表明人眼分辨景物細節(jié)的能力

24、是有一定極限的。我們可以用視敏角來定義人眼的分辨力。視敏角即人眼對被觀察物體剛能分辨出它上面最緊鄰兩黑點或兩白點的視角。 在右圖中，L表示人眼與圖象之間的距離，d表示能分辨的最緊鄰兩黑點之間的距離。q 表示視敏角，若q 以分為單位，則得到： 3.分辨力分辨力（視覺銳度）： 人眼分辨景物細節(jié)的能力稱為分辨力，又稱為視覺銳度。它等于人眼視敏角的倒數(shù)，即分辨力1/。 4.4.影響分辨力的因素：影響分辨力的因素：1）.與物體在視網(wǎng)膜上成象的位置有關與物體在視網(wǎng)膜上成象的位置有關: :黃斑區(qū)錐狀細胞密度最大，分辨力最高。越是偏離黃斑區(qū)，光敏細胞的分布越稀，分辨力也就低。2）.與照明強度有關：與照明強度有

25、關：照度太低，僅桿狀細胞起作用，分辨力大大下降，且無彩色感；照度太大，分辨力不會增加，甚至由于“眩目”現(xiàn)象而降低。3）.與對比度與對比度Cr有關：有關：Cr=(L-L0)/L0100，其中B為物體亮度與背景亮度接近，分辨力自然要降低。4）.與被觀察物體運動速度有關：與被觀察物體運動速度有關：運動速度快，分辨力將要下降。n 視覺的空間頻率響應：視覺的空間頻率響應： 1.空間頻率：物理量（如亮度）在單位空間距離內(nèi)周期性變化的次數(shù)。 單位： 周/米從某一點觀察點來看：單位視角內(nèi)周期性變化的次數(shù)。 單位： 周/米 單位視角內(nèi)所含黑或白的條紋數(shù)。 單位： 線/度。 2.空間頻率響應： 3.橫向抑制效應：

26、光敏細胞間的橫向抑制效應n 彩色細節(jié)分辨力彩色細節(jié)分辨力: :人眼對彩色細節(jié)的分辨力比對黑白亮度的分辨力要低。n 彩色色調(diào)分辨閾彩色色調(diào)分辨閾: :人眼能分辨出色調(diào)差別的最小波長變化n 彩色飽和度分辨力彩色飽和度分辨力: :細節(jié)色別黑白黑綠黑紅黑藍綠紅紅藍綠藍分辨力100%94%90%26%40%23%19%六.視覺惰性與閃爍感覺n 視覺惰性是人眼看重要特性之一，它描述了主觀亮度與光作用時間的關系。當一定強度的光突然作用于視網(wǎng)膜時，人眼并不能立即產(chǎn)生穩(wěn)定的亮度感覺，而須經(jīng)過一個短暫的變化過程才能達到穩(wěn)定的亮度感覺。在過渡過程中，亮度感覺先隨時間變化由小到大，達到最大值后，再回降到穩(wěn)定的亮度感覺

27、值，下圖示出在不同亮度下亮度感覺隨時間的變化過程。 :n視覺惰性視覺惰性:。 當作用于人眼的光線突然消失后，亮度感覺并非立即消失，而是近似按指數(shù)規(guī)律下降而逐漸消失的。左圖示出人眼對于較短時間的光脈沖B0的亮度感覺S變化的情況。 當光線消失后的視覺殘留現(xiàn)象稱為視覺暫留或視覺殘留。人眼視覺暫覺留時間，在日間視覺時約為0.02秒，中介視覺時為0.1秒，夜間視覺時為0.2秒，中介視覺是介于日視覺與夜視覺之間的狀態(tài)。人眼亮度感覺變化滯后于實際亮度變化，以及視覺暫留特性，總稱為視覺惰性n閃爍感覺閃爍感覺: 眼睛在周期性的光脈沖刺激下，如果頻率不高，則眼睛在周期性的光脈沖刺激下，如果頻率不高，則會產(chǎn)生一明一

28、暗的閃爍感覺，長期觀看容易疲勞。如會產(chǎn)生一明一暗的閃爍感覺，長期觀看容易疲勞。如果將光脈沖頻率提高到某一定值以上，由于視覺惰性，果將光脈沖頻率提高到某一定值以上，由于視覺惰性，則不會再感覺到閃爍，則剛好不感覺到閃爍的最低頻則不會再感覺到閃爍，則剛好不感覺到閃爍的最低頻率稱為臨界閃爍頻率（率稱為臨界閃爍頻率（fcfc），它主要與光脈沖的亮度），它主要與光脈沖的亮度有關。計算它的經(jīng)驗公式是：有關。計算它的經(jīng)驗公式是： f fc c=9.61gLm+26.6(Hz=9.61gLm+26.6(Hz）式中式中LmLm為畫面的最大亮度，單位為為畫面的最大亮度，單位為cd/m2cd/m2。例如畫面。例如畫面

29、的最大亮度的最大亮度LmLm100 cd/m2100 cd/m2時，時，fcfc45.8Hz45.8Hz，這一經(jīng)，這一經(jīng)驗公式只能做近似計算，因為還有許多與臨界閃爍頻驗公式只能做近似計算，因為還有許多與臨界閃爍頻率有關的因素未考慮。比方，相鄰畫面的亮度、顏色率有關的因素未考慮。比方，相鄰畫面的亮度、顏色的分布及其變化、觀察者畫面的距離和環(huán)境等。的分布及其變化、觀察者畫面的距離和環(huán)境等。 n當光脈沖的頻率大于臨界閃爍頻率時，感覺到的亮度是實當光脈沖的頻率大于臨界閃爍頻率時，感覺到的亮度是實際亮度的平均值，即際亮度的平均值，即式中式中L L（t t）為實際亮度的變化規(guī)律，）為實際亮度的變化規(guī)律，T

30、 T為光變化周期。為光變化周期。 如果每秒放如果每秒放2424幅固定的畫面，而每秒傳送幅固定的畫面，而每秒傳送2525幅或幅或3030幅幅圖象，由于人眼的視學暫留特性，從而在大腦中形成了連圖象，由于人眼的視學暫留特性，從而在大腦中形成了連續(xù)活動的圖像。假設人眼不存在視覺惰性，人們將只會看續(xù)活動的圖像。假設人眼不存在視覺惰性，人們將只會看到每秒跳動到每秒跳動2424次靜止畫面的電影，如同觀看快速變換的幻次靜止畫面的電影，如同觀看快速變換的幻燈片一樣；同樣，電視也將沒有連續(xù)活動的感覺。燈片一樣；同樣，電視也將沒有連續(xù)活動的感覺。 為了不產(chǎn)生閃爍感覺，每幅畫面曝光兩次，其閃爍頻為了不產(chǎn)生閃爍感覺，每

31、幅畫面曝光兩次，其閃爍頻率為率為fv=48Hzfv=48Hz。若采用隔行掃描方式，每幀（幅）畫面用。若采用隔行掃描方式，每幀（幅）畫面用兩場傳送，使場頻（兩場傳送，使場頻（fv=50Hzfv=50Hz或或60Hz60Hz）高于臨界閃爍頻率，）高于臨界閃爍頻率，因此正常的電影和電視都不會出現(xiàn)閃爍感覺，并能呈現(xiàn)較因此正常的電影和電視都不會出現(xiàn)閃爍感覺，并能呈現(xiàn)較好連續(xù)活動的圖象。好連續(xù)活動的圖象。TdttLTS01)(七.視覺心理:1-3 三基色原理與色度圖三基色原理與色度圖一一. .三基色原理三基色原理: : 1.1.三基色原理三基色原理: : 任何一種彩色光均可用三個獨立的基色按一定比例相混合

32、配出,只要它們給人們相同的顏色感覺,而不必考慮它們的光譜組成是否相同. 三基色原理主要三基色原理主要內(nèi)容：(1) 三基色必須是相互獨立的產(chǎn)生。即其中任一種基三基色必須是相互獨立的產(chǎn)生。即其中任一種基色色都不能由另外兩種基色混合而得到。都不能由另外兩種基色混合而得到。(2) 自然界中的大多數(shù)顏色，都可以用三基色按一定自然界中的大多數(shù)顏色，都可以用三基色按一定比例混合得到；或者說中的大多數(shù)顏色都可以分比例混合得到；或者說中的大多數(shù)顏色都可以分解為三基色。解為三基色。(3) 三個基色的混合比例，決定了混合色的色調(diào)和飽三個基色的混合比例，決定了混合色的色調(diào)和飽和度。和度。(4) 混合色的亮度等于構成該

33、混合色的各個基色的亮混合色的亮度等于構成該混合色的各個基色的亮度之和。度之和。 彩色電視要傳送的是亮度不同、色調(diào)和色飽和度千差萬別的彩色信彩色電視要傳送的是亮度不同、色調(diào)和色飽和度千差萬別的彩色信息，有了三基色原理，我們只需要將要傳送的顏色分解為三基色息，有了三基色原理，我們只需要將要傳送的顏色分解為三基色( (紅、紅、綠、藍綠、藍) )，然后再分別以對應的一種電信號進行傳送就可以了。為了與，然后再分別以對應的一種電信號進行傳送就可以了。為了與黑白電視系統(tǒng)兼容，實際傳送的是亮度和色差（表示色度）信號。黑白電視系統(tǒng)兼容，實際傳送的是亮度和色差（表示色度）信號。1).1).人眼對人眼對RGBRGB

34、較敏感；較敏感；2).2).彼此獨立；彼此獨立；3).3).光譜上相隔較遠；光譜上相隔較遠；4).4).可配出自然界絕大多數(shù)顏色?？膳涑鲎匀唤缃^大多數(shù)顏色。2.三基色的選擇三基色的選擇:(R,G,B)3.3.混色方法：混色方法： 三基色按照不同的比例混合獲得彩三基色按照不同的比例混合獲得彩色的方法稱為混色法。色的方法稱為混色法。 混色法混色法: 相加混色相加混色（光的合成，彩色電視） 相減混色（染料合成,繪畫）相加混色相加混色若兩種顏色相配可得白光,則稱為互補色 黃+藍=白 青+紅=白 品+綠=白紅色紅色+ +綠色綠色= =黃色黃色紅色紅色+ +藍色藍色= =品色品色綠色綠色+ +藍色藍色=

35、=青色青色 紅紅+ +綠綠+ +藍藍= =白白綠綠黃黃青青紅紅綠綠藍藍品紅品紅(1)直接混色法直接混色法:(2) 空間混色法空間混色法: 利用人眼空間細節(jié)分辨力差的特點，將三種基色光在同利用人眼空間細節(jié)分辨力差的特點，將三種基色光在同一平面的對應位置充分靠近，只要三個基色光點足夠小且一平面的對應位置充分靠近，只要三個基色光點足夠小且充分近，人眼在離開一定距離處將會感到是三種基色光混充分近，人眼在離開一定距離處將會感到是三種基色光混合后所具有的顏色。這種空間混色的方法是同時制彩色電合后所具有的顏色。這種空間混色的方法是同時制彩色電視的基礎。視的基礎。 (3) 時間混色法時間混色法: 利用人眼的視

36、覺惰性，順序地讓三種基色光出現(xiàn)利用人眼的視覺惰性，順序地讓三種基色光出現(xiàn)在同一表面的同一處，當相隔的時間間隔足夠小時，在同一表面的同一處，當相隔的時間間隔足夠小時，人眼會感到這三種基色光是同時出現(xiàn)的，具有三種基人眼會感到這三種基色光是同時出現(xiàn)的，具有三種基色相加后所得顏色的效果。這種相加混色方法是順序色相加后所得顏色的效果。這種相加混色方法是順序制彩色電視的基礎。制彩色電視的基礎。(4) 生理混色法生理混色法: 人的兩眼同時分別觀看不同顏色的同一彩色景像人的兩眼同時分別觀看不同顏色的同一彩色景像時，使之同時獲得兩種彩色印像，兩種彩色印像在大時，使之同時獲得兩種彩色印像，兩種彩色印像在大腦中產(chǎn)生

37、相加混色的效果。腦中產(chǎn)生相加混色的效果。二.RGB計色制1.配色實驗: 圖所示的比色計中有兩塊互成直角的白板（屏幕）將觀察者的視場分為兩部分，它們對所有可見光譜幾乎全反射。將待配色光F投射到屏幕左邊，三種基色光投射于屏幕右邊，分別調(diào)節(jié)它們的強度，直到它們的混合光與待色光F的亮度完全一致為止。此時，整個視場將出現(xiàn)待配光的顏色。n三基色單位的選定三基色單位的選定進行配色試驗，必先選定三基色單位。紅、綠、藍基色波長的選擇，是采用汞弧光譜中經(jīng)濾波后的單一譜線作為觀標準的。它們?nèi)菀撰@得，色度穩(wěn)定而準確，配出彩色也較多 ； 根據(jù)不同三基色單位，可分為不同的計色制。在RGB計色制中，國際照明委員會（CIE）

38、規(guī)定：n把波長為700nm，光通量為1 lm 的紅光作為一個紅基色單位（或稱單位量），用R表示；其光譜光效率函數(shù)值為():0.0041n把波長為546.1nm，光通量為4.5907 lm 綠光作為一個藍基色單位，用B表示。其光譜光效率函數(shù)值為():0.9756n把波長為435.8nm，光通量為0.0601 lm 藍光作為一個藍基色單位，用B表示。其光譜光效率函數(shù)值為():0.0173 比色計的讀數(shù)將按基色單位R、G、B進行刻度，而不按輻射功率或者光通量刻度。（色度學單位，不是物理學單位）于是： 的光通量為此時：白白lmFBGRE1112.配色方程與色系數(shù) n選定三基色單位后，就可以進行配色試驗

39、。對于任意給定的彩色光F，如果三基色調(diào)節(jié)裝置中的讀數(shù)分別為R、G、B，就可以寫出配色方程： FRR+GG+BB n式中R、G、B稱為三色系數(shù)，它們之間的比例關系決定了所配色光的色度，它們的大小決定了所配色光的光通量：|F|F|（R4.5907G+0. .0601B）lmlm n當R：G：B=1：1：1 時，都應配出等能白光E白，只是光通量有所不同。 如果用相互垂直的三個坐標軸分別表示三色系數(shù)R、G、B，則任意一個彩色F就能用三維空中的一個彩色矢量表征 n分布色系數(shù)與混色曲線：分布色系數(shù)與混色曲線： 所謂分布色系數(shù)是指輻射功率為1瓦（注意，不是1光瓦）波長為 的單色光所需要的三基色的單位數(shù)，分別

40、用 表示。若用F0()表示輻射功率恒定為1瓦，但波長 可改變的單色光，則：n 通過大量實驗，CIE分別于1931年和1964年公布了兩組分布色系數(shù)的標準數(shù)據(jù)。1931年的數(shù)據(jù)適用于1 4 視場，1964年公布的數(shù)據(jù)適用于大于4 的視場，下表列出了1931年CIE公布的部分數(shù)據(jù)。根據(jù)表繪制出分布色系數(shù)曲線（稱為混色曲線）。)(),(),(bgrn 每條曲線都有一段負值。其含義是：是可見光譜范圍內(nèi)，有些純度很高的顏色不能由物理學三基色直接相加得到，必須將帶負號的一個或二個基色搬到待配的單色光一邊，才能使比色計兩邊的彩色完全相同。n 若已知某彩色的輻射功率譜P（）,求其三色系數(shù)時，可不必再進行配色實

41、驗，而直接根據(jù)CIE提供的分布色系數(shù)數(shù)據(jù)計算求出：若彩色光是等能白光，其功率常數(shù)，又R=G=B,所以:上式說明三條混色曲線下的面積是相等的。 3.相對色系數(shù)與相對色系數(shù)與RGB色度圖色度圖 n在許多情況下，只需要討論景物與圖象的色度，而不涉及其亮度。如前所述，色度只由三色系數(shù)R、G、B的比例決定，與它們的數(shù)值大小無關。為此，令三色系數(shù)之和為m: m=R+G+B 并令 r=R/m , g=G/m , b=B/m 顯然r+g+b=1,上述式中，m稱為色膜，反映了色光的亮度； r、g、b稱為相對色系數(shù)或色度坐標，它們的每一組數(shù)值都確定了一種顏色的色度。由于相對色系數(shù)r、g、b之和等于1。所以知道其中

42、任意二個（例如r和g）就可以算出第三個（例如b=1rg）。因此，可以用rg平面坐標作出包羅所有實際顏色的色度圖，即RGB系統(tǒng)色度圖。g gb紅基色100綠基色010藍基色001等能E白1/31/31/3n根據(jù)譜色光的分布色系數(shù)： 可按右式)(),(),(bgr求出各譜色光的色度坐標值，如表21所示。在色度圖中，譜色光的軌跡是一條舌形曲線，稱為譜色軌跡 幾點說明：幾點說明：n三基色坐標：彩色三角形；n白光坐標：三角形重心；n在彩色三角形內(nèi)，r,g,b均為正，其內(nèi)彩色可由三基色配出；n在彩色三角形外， r,g,b至少有一為負，其外彩色無法由三基色配出；n譜色軌跡不閉合：不包括RB連線。該直線上的色

43、光由紅藍相混，為非譜色；n自然界所有彩色都可用整個閉合曲線及其內(nèi)部的相應點的坐標表示；n坐標位置越靠近譜色軌跡，所對應的彩色越純，即飽和度越高。越接近E點，所對應的彩色飽和度越低；n波長為700nm780nm的譜色，其色度差極小，在圖中用一點代表。4.麥克斯韋計色三角形麥克斯韋計色三角形 n 麥克斯韋（J.C.Maxwall）首先用等邊三角形簡單而直觀地表示顏色的色度，這個三角形稱為Maxwell顏色三角形，如圖所示。它的三個頂點分別表示R、G、B，三角形內(nèi)任一點都代表自然界的一種顏色，如果設每個頂點到對邊的距離為1，則三角形內(nèi)任一點P到三邊距離之和等于1（這由幾何知識不難證明）。如果令P點到

44、紅、綠、藍三頂點對應的三邊的距離分別為r、g、b，則r、g、b就是P點所代表彩色的色度坐標，表23列出了紅、橙、黃、綠、青、藍、品紅、E白的色度坐標值，由這些色度坐標值就可以確定它們在麥克斯韋顏色三角形中的位置.5.彩色的合成彩色的合成: : 通過大量配色試驗證明：合成彩色的三系數(shù)分別等于各混合彩色對應色系數(shù)之和。根據(jù)上述規(guī)律，可以不必進行配色試驗，而通過“計算法”或“圖解法”求出合成彩色。 n計算法 : 已知：兩個彩色光F1和F2 的配色方程分別如下，求：F1和F2相混后的合成光 F1+2 .椐彩色光的相加規(guī)律有：或：n圖解法： 在rg直角坐標式或麥克斯韋三角形中，用圖解法求合成光的色度坐標

45、；這種方法完全類似于力學中求兩質點重心的位置。 上式中： 實現(xiàn)方法n實現(xiàn)方法： 前列三個公式與力學求重心的公式相類似，因此，可采用求重心的方法，求解合成光的色度坐標。rg直角坐標系或麥克斯韋顏色三角形，先找到F1(r1,g1)和F2(r2,g2)的坐標點，在F1和F2連線上反向地垂直引出兩段長度為km2和km1的線段F1A和F2B，其中k可為任意常數(shù)，直線AB和F1 F2相交于C點，C點是合成光F1+2的坐標(r1+2,g1+2),由此可見， F1和F2兩色光按不同比例混合時，合成光F1+2總是在直線F1 F2上。 如果三個色光F1 、F2 、 F3相混合，可以先將F1和F2相混合得到F1+2

46、然后再將F1+2和F3相混合，得到合成光。不論三個色光按什么比例得混合，混合色光F1+2+3必然處在D F1F2F3之內(nèi)。換句話說，利用三個基色只能混合得到以基色為頂點的三角形以內(nèi)的各種顏色。彩色電視中，應使彩色顯像管三基色組成的三角形面積盡可能的大，這樣才能使重現(xiàn)的彩色更加豐富多彩。三.XYZ計色制n RGB計色制的基礎是配色試驗，它的物理意義明確，但使用不方便。因為，必須知道彩色光的三個色系數(shù)R、G、B，才能處出其亮度（不能表示出亮度，黑、白灰在同一點）； 分布色系數(shù)中存在負值，用求和法近似計算色系數(shù)時，容易出錯；自然界某些實色的相對色系數(shù)出現(xiàn)負值，它們的坐標不全在第一象限，作圖不方便。為

47、了克服上述缺點，1931年CIE在RGB計色制的基礎上采用三個虛設的顏色作為計算三基色單位，分別用X、Y、Z表示，從而建立了XYZ計色制，并繪制了新的色度圖CIE色度圖。n XYZ計色制不能象RGB計色制那樣，一切計算結果都可以通過配色試驗來驗證，它是在RGB制的基礎上通過數(shù)學運算轉換產(chǎn)生的一種計色制。XYZ三色系統(tǒng)不能用配色實驗測量，三基色也不能用物理方法得到，它們不是實際色，是假想色。在學習XYZ制時，要注意與RGB制進行對比，抓住它們的異同點以及相互轉換關系。1.基色單位的選定基色單位的選定 設XYZ的三基色單位是X、Y、Z，則任一彩色的配色方程為 FXXYYZZ 式中，X、Y、Z稱為三

48、色系數(shù)。n三基色單位的選定基于如下考慮：1)1)、要求自然界所有實色的三個色系數(shù)、要求自然界所有實色的三個色系數(shù)X X、Y Y、Z Z為非負數(shù)，以利于色為非負數(shù)，以利于色度計算與作圖。度計算與作圖。2)2)、為了簡化彩色的亮度計算，規(guī)定彩色的亮度直接由色系數(shù)、為了簡化彩色的亮度計算，規(guī)定彩色的亮度直接由色系數(shù)Y Y決定，決定，且且1Y1Y的光通量是的光通量是1 lm1 lm，而與另外兩個色系數(shù)，而與另外兩個色系數(shù)X X、Z Z無關。彩色的色無關。彩色的色度仍由度仍由X X、Y Y、Z Z的比值決定。的比值決定。3)3)、當、當X XY YZ Z，仍代表等能白光，仍代表等能白光E E白白。 根據(jù)

49、以上三點要求，就可以找出三基色單位X、Y、Z在rg色度坐標中的位置，從而確定了X、Y、Z與R、G、B之間的相互轉換關系。 n確定X、Y、Z在RGB色度圖中位置的方法: 按第一個要求，所有實色的X、Y、Z應為非負數(shù)，故以X、Y、Z為頂點的三角形，必須包圍RGB圖中的馬蹄形區(qū)域，否則X、Y、Z將出現(xiàn)負數(shù)。在RGB色度圖中，由于540nm到700nm譜色軌跡近似為一直線，將其延長作為顏色三角形的X、Y邊。已知700nm和640nm的色度坐標分別為g 1，g0和g 0.9797，g0.0205可寫出兩點式直線方程是： 整理得直線XY的方程為： r r 0.99g0.99g1 10 0 （1-21） 由

50、于510nm至380nm之間的譜色軌跡為一曲線，CIE規(guī)定取一條與光譜軌跡上503nm點相靠近的直線作為YZ邊，這條直線的方程是 1.45r 0.55g10 （1-22） 根據(jù)第二個要求，單位基色X和Z的光通量應為零，XX和ZZ的合成光的光通量也應為零，所以X、Z的連線是一條光通量等于零的直線，該直線的方程是： r 4.5907g0.0601b0 因為r gb1，所以上式可變成： 0.9399r 4.5306g0.06010 （1-20） 上式就是零光通量直線XZ的方程。 對以上三個直線方程式（ 1-21 ）、式（1-22） 和（1-20）式兩兩聯(lián)立求解，可得到它們的交點X、Y、Z在r g坐標

51、系中的色度坐標值： (1-23)n 由物理三基色單位R、G、B求計算三基色單位X、Y、Z的轉換關系式： = A A = 2.配色方程與色系數(shù)配色方程與色系數(shù) n任一彩色可用XYZ制的配色方程表示: FXXYYZZ 對同一彩色，也可以用RGB制的配色方程表示: FRRGGBB 對于同一彩色，以上兩式右邊應相等： RRGGBBXXYYZZ RGBRGB與與XYZXYZ的色系數(shù)的關系：的色系數(shù)的關系： = =594350565000000060105907400001130217518176892.ZYXBGRn分布色系數(shù)：分布色系數(shù)： 與RGB計色制相似，XYZ計色制的分布色系數(shù)也是指配出輻射功率

52、為1 lm的譜色光所需要的X，Y，Z的數(shù)量，并分別用 ， ， 表示。它們不能用配色試驗得出，而是由 經(jīng)計算得到的。 = 可求出 ， ， 的數(shù)據(jù)和畫出曲線（混色曲線）。 594350565000000060105907400001130217518176892.)()()(zyx)()()(bgr從圖中可以看出：，均為非負數(shù)，滿足制定XYZ計色數(shù)的第一條規(guī)定； 曲線和相對視敏函數(shù)V（ ）曲線一致，這說明彩色的亮度僅由色系數(shù)Y決定，這與制定XYZ計色制的第二條規(guī)定相一致。 與RGB制類似，若已知某彩色光的功率譜為P（ ），則其三個色系數(shù) ： 對于等能白光E白，P（ ）常數(shù)，又XYZ，故三條曲線下的

53、面積相等。 3.XYZXYZ色度圖（色度圖（CIE色度圖）色度圖） n相對色系數(shù)：相對色系數(shù)： 與RGB制相類似，彩色的色度也只取決于X、Y、Z的比值，故引入相對系數(shù)（或色度坐標）x、y、z和色模m，它們分別為： 配色方程配色方程可寫成 FXXYYZZ 相對色系數(shù)與分布色系數(shù)的關系是： （上式中， ，可求出各譜色光的色度坐標值 ）nCIE色度圖：色度圖： 與RGB計色制相類似，可將自然界所有顏色表示在xy直角坐標系中，這就是國際上通用的CIE色度圖。它的用途極廣，是色度學中有用的工具。對于任意功率譜的彩色，其色度坐標可直接計算求出；或者先求它們的RGB制的色系數(shù)R、G、B，然后再利用坐標變換成

54、X、Y、Z或x、y、z。n特點：實際色在第一象限，4.標準光源的色度坐標:n黑體軌跡(Planckian locus):n標準光源色度坐標:光源相對色系數(shù)xyzA0.44760.40750.1450B0.34840.35160.3000C0.31010.31620.3737E0.33330.33330.3333D65 0.3130.3290.3585.彩色的合成彩色的合成 可用計算法或圖解法求解彩色合成的問題。 與RGB制不同，XYZ制常用F（x，y，Y）來表示某一彩色，其中x，y表示色度坐標，Y代表亮度。n計算法：計算法： 若已知兩個色光為 和 ,則合成彩色可用 表示，則:n圖解法：圖解法：

55、 合成光F1+2位于兩個混合色光F F1 1 、 F F2 2的連線上，它到和兩點的距離之比等于 ，具體作圖求解方法與RGB制完全相同。6.色度變化的其他表示法：n色域圖：色域圖：各種顏色在色度圖上的位置，可用色域圖表示，該圖分成許多小區(qū)， 每一小區(qū)代表一種顏色。n等色調(diào)波長線和等飽和度線等色調(diào)波長線和等飽和度線： 1)1)、主色波長與補色波長: 白位置是W點，對于任意彩色C1，射線WC1與譜色軌跡相交于P1點，P1點的譜色波長為1，稱為彩色C1的主色波長；WC1的反延長線與譜色軌跡相交于P2點，P2點對應的譜色波長2，稱為彩色C1的補色波長。對于位于WP2線段上的彩色C2，它的主色波長是2，

56、而補色波長為1。由于D RWB（R點和B點分別指譜色軌跡上780nm和380nm兩點）內(nèi)和線段BR上的彩色均為非譜色，故彩色C4無主色波長，只有用它的補色波長3（即彩色C3的主色波長），間接表示它的色調(diào)。 2)2)、等色調(diào)波長線和等飽和度線:在線段WP1上各點的色調(diào)都與波長為1的色調(diào)相同，只是色飽和度各異。越靠近譜色軌跡，色飽和度越高；愈靠近白光W點，色飽和度愈低；白光W的飽和度等于零。WP1稱為等調(diào)波長線（或主色波長線），同樣，線段WP2，WP3，WP4都稱為等色調(diào)波長線。 任一彩色的色飽和度 : SC=WC/WP 由波長不同但色飽和度相同的各點連成的曲線稱為等飽和度線。若彩色的主色（或補色

57、）波長和飽和度已知，則其色度被確定。應注意：彩色的主色波長i和飽和度SC，隨基準白光的不同而各異。例如某點色度坐標為x0.2000，y0.650。若選E白作基準白光，i526.7nm，SC0.651；而選C白作基準白光時，i529.1nm，SC0.671。 某一顏色的色調(diào)和色飽和度跟它的色坐標之間的關系，類似解析幾何中極坐標與直角坐標的關系。n等色差域圖等色差域圖： 剛辨差（剛辨差（JND）：）： 由人眼分辨顏色變化的能力是有限的，故對色度差很小的兩種顏色，人眼分辨不出它們的差異。只有當色度差增大到一定數(shù)值時，人眼才能覺察出它們的差異，人眼剛剛能覺察出顏色差別所對應的色度差稱為剛辨差JND（J

58、ust Noticable Diference）。 在CIE色度圖上，不同位置或者同一位置的不同方向，人眼的剛辨差是不相同的。 1-4 彩色的重現(xiàn)彩色的重現(xiàn) 根據(jù)三基色原理，一幅彩色圖像可以分解為三個基色圖像，在發(fā)端將一幅欲傳根據(jù)三基色原理，一幅彩色圖像可以分解為三個基色圖像，在發(fā)端將一幅欲傳送的彩色圖像分解為三幅基色圖像信號，合用一個通道傳送給接收端；接收端將送的彩色圖像分解為三幅基色圖像信號，合用一個通道傳送給接收端；接收端將收到的三個基色圖像信號還原成原來的彩色圖像。收到的三個基色圖像信號還原成原來的彩色圖像。彩色正確重現(xiàn)的條件：彩色正確重現(xiàn)的條件： a.原圖像的相對亮度和色度無失真地再

59、現(xiàn)；原圖像的相對亮度和色度無失真地再現(xiàn)； b.再現(xiàn)圖像和原圖像的觀視條件要一致。再現(xiàn)圖像和原圖像的觀視條件要一致。彩色圖像重現(xiàn)一.顯像三基色n顯像三基色的選擇：在彩色電視中，由于顯象管三種熒光粉發(fā)出的紅、綠、藍三原色并非是物理RGB計色制中的三基色，它們的選取基于下面的考慮： 1、在CIE色度圖中，由于自然界所有實色的集合是一舌形面積，任意三基色所組成的三角形是不可能重現(xiàn)所有顏色的。除非選四個以上基色，用多邊形去逼近舌形區(qū)域，但這會增加技術上的復雜性，是一種理論上可行、而實際上不可行的方案。所以，只能選取三基色，使基組成三角使基組成三角形面積最大。形面積最大。由于舌形區(qū)域與三角形大體相近，且紅

60、、綠、藍三譜色位于它的三個頂端，故選取紅、綠、藍三譜色作為三基色時，所圍三角形面積最大。 2、在確定顯象管三原色坐標時，還必須考慮熒光粉的發(fā)光效率，一般來說，顏色飽和度越高，熒光粉發(fā)光效率越低。發(fā)光效率將會影響圖象的亮度和對比度。因此，必須兼顧重視顏色的飽和度和亮度兼顧重視顏色的飽和度和亮度。 3、在實際生活中，鮮艷的紅、橙、黃、綠是常見的并引起美感的顏色，而飽和的藍、綠一帶的顏色則不常見。所以D RGB的RG邊應盡量靠近光譜軌跡，而BG邊可以離光譜軌遠一些。 4、700nm的紅光，435.8nm的藍光相對視敏函數(shù)值很小，這說明要獲得足夠亮度的紅、藍譜色光，所需要的能量相當大。 根據(jù)24三條原