重慶大學(xué)光度學(xué)與色度學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、重慶大學(xué)光度學(xué)與色度學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)Page1光強(qiáng)度的單位是 坎德拉 ，光通量的單位是 流明， 光照度單位是勒克斯。人眼通過錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞來感知外界顏色和明暗。眼球光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF是低通濾波器。當(dāng)光源光譜能量分布與黑體不同，而又要求能較精度地修正成滿足需要的輸出光譜能量分布特性時(shí)，不能用現(xiàn)成的色溫變換濾光片時(shí)，可以用多塊組合濾光片實(shí)現(xiàn)光譜分布的變換。顏色是人眼明視覺的主觀感受Page2：硅光電二極管有無偏壓狀態(tài)和加反向偏壓狀態(tài)兩種工作狀態(tài)，其中無偏壓狀態(tài)是光電池，反向偏壓狀態(tài)是光電探測器熱探測器是各種探測器中唯一能得到無選擇性響應(yīng)的探測器。顏色混合可以是顏色光的混合，也可是染料的混

2、合，但是兩種混合方法的結(jié)果不同的，前者稱為顏色相加，后者稱為顏色相減由于獲得三刺激值的方式不同，測色儀主要可以分為兩類：分光測色儀和色度計(jì)Page3：顏色方程C(C)=R(R)+G(G)+B(B)中，R,G,B分別表示紅綠藍(lán)三原色的數(shù)量，稱為顏色的三刺激值。積分球并非一個(gè)單獨(dú)的檢測設(shè)備，它常常和光源、探測器裝在一起，作為理想漫射光源和勻光器，廣泛地用于光輻射測量中。對于某些自身發(fā)射輻射的輻射源，其輻亮度與方向無關(guān)，這類輻射源稱為朗伯輻射體。彩色的特性是 明度、色調(diào)、和飽和度。Page4：維恩位移定律表明，當(dāng)絕對黑體的溫度升高時(shí)，輻射本領(lǐng)的最大值向短波方向移動(dòng)。在均勻顏色空間中，每一個(gè)點(diǎn)代表一種

3、顏色，空間中兩點(diǎn)之間的距離代表兩種顏色的色差，空間中相等的距離能代表相同的色差。色度學(xué)中的 色溫 通常用來表達(dá) 物體發(fā)光時(shí)的光色。觀察顏色的三要素 光源、物體和 觀察者。CIE 4種標(biāo)準(zhǔn)觀察條件是 0/d d/0 0/45 45/0 輻射量與光度量之間的紐帶是 視見函數(shù)現(xiàn)代顏色科學(xué)中為了實(shí)現(xiàn)定量測量，通常采用 心理物理學(xué)法 和數(shù)學(xué)研究方法。Page5：下列哪種光源，可以做為紫外光波段微型光譜儀的光源（）下列哪種光源，可以做為可見光-近紅外波段微型光譜儀的光源（）A.氦氖激光 B.高壓汞燈 C.氘燈 D.鹵鎢燈3. CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明體A，代表絕對溫度為（）的完全輻射體的輻射A.2856K B

4、.4874K C.6774K D.7504KPage6：CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明體B，代表相關(guān)色溫大約為（）的直射日光A 2856K B, 4874K C,6774K D,7504K三刺激值與它們之和的比，又稱為 色品坐標(biāo)。光電色度計(jì)一般由照明光源、 校正濾色器 和探測器組成。使用照度計(jì)測量時(shí)， 余弦校正器 的基本原理是利用光電探測器的透鏡或漫透玻璃，改變光滑平面的 菲涅爾 反射作用，從而克服非余弦響應(yīng)。Page7：視錐細(xì)胞： 有較高分辨力，可以分辨光的強(qiáng)弱，對顏色很敏感。明視覺響應(yīng)。視桿細(xì)胞：主要提供視野的整體視像，不感受顏色并對低照度較敏感，暗視覺響應(yīng)。在智能家居中，可以用交流驅(qū)動(dòng)LED光源既

5、能起到照明作用，又能傳輸信息，其利用了人眼最大臨界閃爍頻率50Hz的特性。彩色的三特性及表示： 明度、色調(diào)、飽和度。一塊灰色紙片放在白色背景上看起來發(fā)暗，而放在黑色背景上看起來發(fā)亮，這種當(dāng)明暗不同的物體并置于視場中會(huì)感到明暗差異增強(qiáng)的現(xiàn)象稱為 明度對比。 色調(diào)對比 飽和度對比。Page8：人工輻射源：鹵鎢燈（鎢絲燈內(nèi)充入鹵素氣體），白熾燈，實(shí)用只用作0.25-2.6um的紫外、可見和近紅外的光譜輻照度、光譜輻亮度的標(biāo)準(zhǔn)燈以及光度標(biāo)準(zhǔn)燈。由于低壓氣體放電燈屬于原子發(fā)光，發(fā)射線光譜，故主要用作波長標(biāo)準(zhǔn)燈和單色燈。氙燈，被稱為小太陽，可以用作模擬太陽能光源。Page9：什么是標(biāo)準(zhǔn)A光源，標(biāo)準(zhǔn)B光源，

6、標(biāo)準(zhǔn)C光源 以及D65光源？（選擇題）標(biāo)準(zhǔn)光源A：分布溫度2856K的充氣鎢絲燈。如果要求更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的紫外輻射的相對光譜分布，推薦使用熔融石英殼或玻璃殼帶石英窗口的燈。標(biāo)準(zhǔn)光源B：A光源加一組特定的戴維斯-吉伯遜流體濾光器，以產(chǎn)生相關(guān)色溫4874K的輻射，代表中午直射陽光的光譜能量分布特性。標(biāo)準(zhǔn)光源C：A光源加另一組特定的戴維斯-吉伯遜流體濾光器，以產(chǎn)生分布溫度為6774K的輻射，代表平均陰天天空光的光譜能量分布特性。Page10：不同工作波段的常用光電探測器（選擇題）紫外探測器：SiC、GaN、AlGaN等；可見光探測器：Si、Se、GaAs等紅外探測器：InGaAs、Ge、Pb

7、S、PbSe、InSb等Page11：光電探測器具有 波段選擇性，熱探測器具有波段 無選擇性。積分球利用光在球內(nèi)部多次反射進(jìn)行勻光?？梢宰鳛槔硐肼瓷涔庠春蛣蚬馄?。顯色指數(shù)白熾燈 高于 高壓鈉燈。Page12：顏色測量的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：（1）照明光源選擇標(biāo)準(zhǔn)照明體，（2）要選用標(biāo)準(zhǔn)觀察者（boserver，即光譜三刺激值）（3）標(biāo)準(zhǔn)照明觀察條件由于獲得三刺激值的方式不同，測色儀器主要可分為兩類：分光測色儀和色度計(jì)。在光電色度計(jì)中的積分由 光學(xué)模擬 方式完成。光電色度計(jì)一般由 照明光源、 校正濾色器、探測器、 組成。Page13：概念和名詞解釋高壓球型汞燈是指連接在高壓電上的汞燈（）連續(xù)光譜光源和非連

8、續(xù)光譜光源都可以求其分布溫度（）三原色中任何一種顏色可以由其余兩種顏色相加混合得到（）CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)描述了人眼10度視場的色覺平均特性（）Page14 概念和名詞解釋當(dāng)積分球工作在中遠(yuǎn)紅外波段時(shí)，可以采用硫酸鋇作為漫反射材料（）光電色度計(jì)可由儀器的響應(yīng)直接得到顏色的三刺激值，不必像分光測色儀器那樣進(jìn)行數(shù)學(xué)積分來求得（）熒光材料的顏色決定于它反射和發(fā)射光譜的總和（）在CIE x y色品圖上越靠近標(biāo)準(zhǔn)光源C點(diǎn)和等能白光E，顏色飽和度越高（）白熾燈的顯色指數(shù)要大于高壓汞燈的顯色指數(shù)（）85 50Page15 概念和名詞解釋連續(xù)光譜光源和非連續(xù)光譜光源都可以求其分布溫度（）測輻射熱

9、計(jì)的機(jī)理是材料吸收光輻射能引起的溫度變化，進(jìn)而使材料電阻值發(fā)生變化（）CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)描述了人眼2度視場的色覺平均特性（）CIE x，y色品圖的光譜軌跡為馬蹄形曲線（）Page16：熱探測器是各種探測器中唯一能得到有選擇響應(yīng)的探測器（）三原色中任何一種顏色可以由其余兩種原色相加混合得到（）在CIE1931-RGB系統(tǒng)中，所有色品坐標(biāo)值均為正值（）三、問答題什么是黑體，黑體輻射有哪些基本定律，并簡述他們的物理意義答： 黑體是一個(gè)能完全吸收入射在它上面的輻射能的理想物體，黑體的輻射在輻射度學(xué)中起到了基準(zhǔn)的作用；基爾霍夫定律：物體的輻射出射度M和吸收本領(lǐng)a的比值 M/a與物體的性質(zhì)

10、無關(guān)，都等于同一溫度下絕對黑體（a=1）的輻射出射度M0，吸收本領(lǐng)大的物體，其發(fā)射本領(lǐng)也大。普朗克輻射定律，普朗克輻射定律揭示了黑體輻射的光譜分布。斯蒂芬玻爾茲曼定律 黑體在單位面積單位時(shí)間內(nèi)輻射的總能量與黑體溫度T的四次方成正比維恩位移定律 當(dāng)黑體的溫度升高時(shí)，其光譜輻射的峰值波長向短波方向移動(dòng)最大輻射定律 黑體最大輻射出射度與T的五次方成正比。什么是分布溫度，色溫和相關(guān)色溫答：光源分布溫度是在一定的譜段范圍內(nèi)光源光譜輻亮度曲線和黑體的光譜輻亮度曲線成比例或近似地成比例時(shí)的黑體溫度。分布溫度可描述光源的光譜能量分布特性，與黑體光譜能量分布近似的發(fā)射體可用分布溫度的概念。 色溫是顏色溫度的簡稱

11、。當(dāng)發(fā)射體和某溫度的黑體有相同的顏色時(shí)，黑體溫度稱為發(fā)射體的色溫；任意光源的色只能說與某一溫度黑體的色相近，不可能完全相同，相關(guān)色溫就是發(fā)射體和某溫度的黑體有最相近的色時(shí)黑體的溫度。為什么常說“燈下不觀色”？能做到燈下可觀色嗎?答：太陽光的光譜是連續(xù)的全光譜，它包含了赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫各種顏色的可見光。白天人們所觀察到的物體顏色，是物體將太陽光中與本身顏色相同的可見光反射而形成的，人們看到的是物體真實(shí)的顏色。 電光源中，除白熾燈具有與太陽光光譜相接近的、連續(xù)的可見光光譜外，許多電光源發(fā)出的可見光都不是連續(xù)的，或多或少地缺失某些譜線。因此，在電光源照射下的物體，與該電光源中缺失的譜線顏色

12、相同的顏色將不被發(fā)射，所以人們看到的物體顏色就失真了，出現(xiàn)了“燈下不觀色”的現(xiàn)象。 已經(jīng)制造出多種高顯色的全光譜電光源，其顯色性可達(dá)到很高，因此在白熾燈及高顯色電光源的照射下基本上可做到“燈下可觀色”。簡述分光測色儀與色度計(jì)的區(qū)別答：分光測色儀是顏色測量最基本的儀器，其不直接測量顏色的三刺激值本身，而是測量物體的光譜反射或光譜透射特性，即測量物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比。再選用CIE的標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)觀察者，通過積分計(jì)算求得顏色的三刺激值。 色度計(jì)的響應(yīng)類似人眼視覺，通過直接測得與顏色三刺激值成比例的儀器響應(yīng)得到顏色三刺激值。三刺激值的獲取由儀器內(nèi)部完成，即用濾色鏡來校正儀器光源和探測元件

13、的光譜特性，使輸出信號(hào)正比于顏色的三刺激值。標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源的區(qū)別？ 標(biāo)準(zhǔn)光源有哪幾種？ 對于光譜功率分布而言，D65光源和D55光源的區(qū)別在哪里？標(biāo)準(zhǔn)照明體是規(guī)定光譜能量分布。一種標(biāo)準(zhǔn)照明體有可能只用一種光源就可實(shí)現(xiàn)，也有可能要用一種光源的若干標(biāo)準(zhǔn)濾光器的組合才能實(shí)現(xiàn)，甚至只能近似地實(shí)現(xiàn)。 標(biāo)準(zhǔn)光源是一種實(shí)在的光源。標(biāo)準(zhǔn)照明體A,B,C,D,E(D55，D65，D75)D65的色溫更高，峰值波長藍(lán)移，在短波段能量更高。 簡述CIE1931-RGB系統(tǒng)，CIE1931-XYZ系統(tǒng)和CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)各自的特點(diǎn)及區(qū)別 回答關(guān)于顏色的幾個(gè)問題什么是三原色？ 最常用的三原色是哪三種顏

14、色，為什么？寫出顏色匹配方程，并做出相應(yīng)的說明畫出相加混色之三原色及其補(bǔ)色。為什么國際照明協(xié)會(huì)委員會(huì)在提出了1931CIE-RGB系統(tǒng)后，還要提出1931CIE-XYZ系統(tǒng)和1964CIE-XYZ系統(tǒng)？答：（1）能夠匹配所有顏色的三種顏色，稱作三原色，人們通常選擇紅R、綠、藍(lán)作為三原色，因?yàn)檫@三種顏色恰好與人的視網(wǎng)膜上紅視錐、綠視錐、藍(lán)視錐細(xì)胞所敏感的顏色一致。（2）R量的紅顏色（R）、G量的綠顏色（G）和B量的藍(lán)顏色(B)混合，正好與顏色（C）相匹配，即： C(C)=R(R)+G(G)+B(B)（3） 如圖： （加上相關(guān)標(biāo)注）（4）因?yàn)?931CIE-RGB系統(tǒng)的三刺激值會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，不便于計(jì)算和理解。10. 同色異譜問題： （1） 理解什么是同色同譜、同色異譜 （2） 如下兩幅圖中所示，1、2、3、4為四個(gè)樣品，D65、A為照明體，根據(jù)他們在色品坐標(biāo)中的位置情況，簡述兩幅圖中同色異譜的條件。四、綜合題CIE 1931-XYZ系統(tǒng)色品圖：根據(jù)上圖描述CIE x，y 色品圖上的光譜軌跡具有的顏色視覺特點(diǎn)？若s光源為自發(fā)光體，畫出主波長及補(bǔ)色波長，寫出興奮純度的表達(dá)式激光顯示與LE