色度学
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色度学的基本原理和应用
色度学的基本原理和应用1. 色度学的定义色度学是研究颜色的科学，包括颜色的感知、测量和应用。
色度学对于设计、艺术、心理学等领域具有重要意义，在工业生产、产品设计等方面也有广泛的应用。
2. 色度学的基本原理2.1 颜色感知人眼感知的颜色来自于光的频率和波长的变化。
不同频率和波长的光刺激了不同类型的感光细胞，进而产生不同的颜色感知。
2.2 颜色空间颜色空间是指将颜色以多维数据表示的数学模型。
常见的颜色空间有RGB色彩模式、CMYK色彩模式和HSV色彩模式等。
2.3 颜色测量颜色的测量是通过仪器来完成的，常见的颜色测量仪器包括光谱仪和色差计。
光谱仪可以将光分解成不同频率和波长的成分，从而获取颜色的光谱数据。
色差计用于比较样品与标准颜色之间的差异。
3. 色度学的应用3.1 设计与艺术色度学在设计与艺术领域中起到重要的作用。
设计师和艺术家可以通过研究颜色的组合和搭配，来创造出各种视觉效果和情绪表达。
色彩搭配的合理运用可以增强作品的吸引力和表现力。
3.2 印刷与出版在印刷与出版领域，色度学被广泛用于颜色的管理和控制。
通过色彩管理系统，可以确保在不同设备上印刷出一致的颜色效果。
色度学还可以帮助设计师选择合适的印刷材料和工艺，以获得符合要求的色彩效果。
3.3 产品设计色度学在产品设计方面起到了重要的指导作用。
通过研究用户的颜色喜好和心理反应，设计师可以选择适合的颜色方案，从而提升产品的吸引力和体验感。
3.4 心理学与行为学颜色对人的心理和行为产生影响，这是色度学与心理学和行为学相关的重要领域。
不同颜色可以引起不同的情绪和行为反应，例如红色可以引起兴奋和注意力，蓝色可以带来平静和放松。
3.5 照明工程色度学在照明工程中也有广泛应用。
通过合理设计照明系统的颜色温度和色彩分布，可以提高环境的舒适度和适应性。
色度学还可以帮助解决照明中的色彩溢出、光源选择等问题。
4. 总结色度学作为研究颜色的科学，对于设计、艺术和心理学等领域都具有重要意义。
0.3 色度学基础
三原色 在颜色匹配（合成）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三种颜色为三原 色。 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； 最常用的是红（Red）、绿（Green）、蓝
（Blue）三原色。
4、色品坐标计算
反射物体色： () R()S()
为波长λ的光谱 三刺激值
4、色品坐标计算
计算出物体的颜色三刺激值后，由下式计算色品度 坐标，即归一化的颜色三刺激值。
x
X
X Y
Z
y
X
Y Y
Z
z
X
Z Y
Z
5、两种颜色合成
颜色相加计算 已知两种颜色各自的色品度坐标计算x1、y1、亮度
Y1， x2、y2、亮度Y2。 方法：混合色的三刺激值为各个混合色的三刺激值
1、归一化光谱功率分布函数S(λ)
光谱宽度：
光谱半波宽Δλ定义：相对光谱能量分布曲线上， 两个半极大值强度处对应的波长差。
LED的发光光谱的半宽度：一般为30－100nm。 物理意义：光谱宽度窄意味着单色性好，光谱
纯度高，发光颜色鲜明 。
峰值波长 λp：最大值处对应的波长。 注：光谱功率的图形有分立、不规则等图。
也就是光通量比例，但若是光功率的比例 则要用辐射度和光度学换算色视觉规律、颜色测量理 论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味 觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的 感觉。
色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是 以光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学 科为基础的综合性科学。
现代色度学，是一门实验性非常强的学科。
内容
10、三原色配白光比例计算
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三种颜色为三原 色。 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； 最常用的是红（Red）、绿（Green）、蓝
（Blue）三原色。
4、色品坐标计算
反射物体色： () R()S()
为波长λ的光谱 三刺激值
4、色品坐标计算
计算出物体的颜色三刺激值后，由下式计算色品度 坐标，即归一化的颜色三刺激值。
x
X
X Y
Z
y
X
Y Y
Z
z
X
Z Y
Z
5、两种颜色合成
颜色相加计算 已知两种颜色各自的色品度坐标计算x1、y1、亮度
Y1， x2、y2、亮度Y2。 方法：混合色的三刺激值为各个混合色的三刺激值
1、归一化光谱功率分布函数S(λ)
光谱宽度：
光谱半波宽Δλ定义：相对光谱能量分布曲线上， 两个半极大值强度处对应的波长差。
LED的发光光谱的半宽度：一般为30－100nm。 物理意义：光谱宽度窄意味着单色性好，光谱
纯度高，发光颜色鲜明 。
峰值波长 λp：最大值处对应的波长。 注：光谱功率的图形有分立、不规则等图。
也就是光通量比例，但若是光功率的比例 则要用辐射度和光度学换算色视觉规律、颜色测量理 论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味 觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的 感觉。
色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是 以光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学 科为基础的综合性科学。
现代色度学，是一门实验性非常强的学科。
内容
10、三原色配白光比例计算
3.色度学
3. 色度学
光是一种一定频率的电磁波辐射。 可见光波长为0.38～0.78μm。
颜色 红 橙 黄 黄绿 绿 青 蓝 紫
波长范围 620~ nm 780
590~ 560~ 530~ 500~ 470~ 430~ 380~ 620 590 560 530 500 470 430
表面色：非自发光物体色（反射系数：白色—1，黑色—0） 光源色：自发光体色，由光源色温决定
20 15 10 5 0
420
460
500
540
580
620
660
3. 色度学
• 人眼对亮度的辨别 亮度辨别有600多级。
人眼可分辨颜色：130×10×600，约一百万种
实际可分辨颜色：一万多种
常用颜色：几千种
彩色视野： 垂直：135～140 水平：150～160，两眼重叠60 在同一亮度条件下，白色视野最大，依此按黄蓝、 红、绿减小
3. 色度学
• 色度学： 色度学与物理光学等学科的基础不同, 物理光学可以 认为是客观的科学, 是与人类无关的。而色度学却是一 种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 因此它属 于人类工程学范畴。 例如：对光强的度量来说，物理光学以光的辐射能 量这个客观单位来度量，而色度学却以色光对人眼的 刺激强度来度量。 再如：辐射能量很大的波长很长的红光对人来说却 没有辐射能量很小的黄光亮，人们就认为黄光的强度 比红光大。
3. 色度学
• 颜色的三个基本特征： 黑白系列或无色系列：黑→灰→白
彩色系列或有色系列：色调、饱和度、明度
• 色调：物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定
不同波长产生不同颜色感觉
• 饱和度：颜色的鲜明程度，取决于波长范围的狭窄性 饱和度高，则物体呈现深色 中等明度下可获得最大饱和度 • 明度：刺激物强度作用于眼睛所发生的效应
色度学基础(色温)
Saturation饱和度、纯度
饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分 （灰色）的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。
Brightness亮度
彩色三要素
Hue Lightness Saturation
混色规律及实现方法
相加混色——光的合成，各分色的光谱成分相加，彩色电视就是利用红、绿、蓝三基
表色系统
显色系统(Color Appearance System) (按照所见颜色的心理感受对颜色进行分类、整理)
混色系统 (根据光的混色实验，按照必要的基准色光的混和 量 ，对某种颜色与基准颜色是否相等作出判断)
孟塞尔(Muncell) 表色系统 德国DIN表色系统 瑞典Nature Color system
CIE表色系统 CIE1931RGB CIE1931XYZ CIE1976 L*a*b* CIE1960 L*u*v*
孟塞尔表色系统
竖直方向 ➢中央轴代表明度，它在底盘位置的明度为0，代表黑色；而在中央轴的顶端的照度为102，代表白色；在 此二位置的中间则均分为10等分。由此，照度轴上共有11个刻度。 水平方向 ➢孟塞尔立体的剖面还用横竖线分成很多小格,离中央轴的水平距离则用饱和度表示。饱和度C的竖直有2、 4、6、8、10、12、14。 底盘弧度方向 ➢底盘有五个主要色相：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和五个中间色调：黄红（YR）、 绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。
冷暖色调
生理上的感觉如，红、橙、黄为暖色系；蓝、绿、黑为冷色系。
色温
早霞 黄昏 正午 其它白天时段 白天正午的阴影和月夜 白炽灯 聚光灯 烛光 新闻灯 三基色日光灯 商场日光灯 蜡烛及火光 朝阳及夕阳 家用钨丝灯 日出后一小时阳光
饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分 （灰色）的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。
Brightness亮度
彩色三要素
Hue Lightness Saturation
混色规律及实现方法
相加混色——光的合成，各分色的光谱成分相加，彩色电视就是利用红、绿、蓝三基
表色系统
显色系统(Color Appearance System) (按照所见颜色的心理感受对颜色进行分类、整理)
混色系统 (根据光的混色实验，按照必要的基准色光的混和 量 ，对某种颜色与基准颜色是否相等作出判断)
孟塞尔(Muncell) 表色系统 德国DIN表色系统 瑞典Nature Color system
CIE表色系统 CIE1931RGB CIE1931XYZ CIE1976 L*a*b* CIE1960 L*u*v*
孟塞尔表色系统
竖直方向 ➢中央轴代表明度，它在底盘位置的明度为0，代表黑色；而在中央轴的顶端的照度为102，代表白色；在 此二位置的中间则均分为10等分。由此，照度轴上共有11个刻度。 水平方向 ➢孟塞尔立体的剖面还用横竖线分成很多小格,离中央轴的水平距离则用饱和度表示。饱和度C的竖直有2、 4、6、8、10、12、14。 底盘弧度方向 ➢底盘有五个主要色相：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和五个中间色调：黄红（YR）、 绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。
冷暖色调
生理上的感觉如，红、橙、黄为暖色系；蓝、绿、黑为冷色系。
色温
早霞 黄昏 正午 其它白天时段 白天正午的阴影和月夜 白炽灯 聚光灯 烛光 新闻灯 三基色日光灯 商场日光灯 蜡烛及火光 朝阳及夕阳 家用钨丝灯 日出后一小时阳光
【精选】色度学、色坐标,色温,容差,显色指数
色坐标，色温，容差，显色指数是什么关系?该如何控制?2700K X:0.463 Y:0.420 4000K X:0.380 Y:0.3805000K X:0.346 Y:0.359 6400K X:0.313 Y:0.337色坐标反映的是被测灯管颜色在色品图中的位置,他是利用数学方法来表示颜色的基本参数。
色温就是说灯管在某一温度T下所呈现出的颜色与黑体在某一温度T0下的颜色相同时,则把黑体此时的温度T0定义为灯管的色温。
容差是表征的是光源色品坐标偏离标准坐标点的差异,是光源颜色一致性性能的体现.显色指数实际上就是显示物体真实颜色的能力，这里的真实颜色指的是在太阳光下照射所反映出的颜色。
显色指数与色温是有关系的，一般而言，色温越低显色指数越高，白炽灯就是100，节能灯通常在75-90之间。
显色指数反映了照明体复现颜色的能力,根据人们的生活习惯,认为日光下看到的颜色为物体的真实颜色.色坐标和容差\色温是有关系的,坐标确定后容差和色温也就确定.但他们和现色指数无关.控制它们主要是要稳定制灯工艺,特别是粉层厚薄和真空度,充氩量.然后用荧光粉进行调配,不要随意更换荧光粉厂家.色坐标与色容差是有关系的，色坐标是根据色标图而算出来的，色差就是实际测出的色坐标与标准的差。
色差大从一方面来说也就是你的灯管的稳定性怎么样，以我的经验，你可以去检查一下氩气是否达到工艺要求(氩气适当多一些可增强灯管的一致性)，由于T5是自动圆排机，所以也要检查一下系统的真空度是否良好(真空度差也会使颜色产生较大的差异，最后去测一下，圆排机烘箱的上下端温度差是否在40以内。
白光LED光通量随色坐标增大而增加研究了在蓝光芯片加黄色荧光粉制备白光LED方法中,色坐标位置对光通量的影响。
在同样蓝光功率条件下,我们对标准白光点(色坐标x=0.33±0.05,y=0.33±0.05)附近不同色坐标位置的光通量进行了计算。
假设(0.325,0.332)位置流明效率为100 lm/W,计算得出,最大光通量对应的色坐标位置为(0.35,0.38),光通量为112 lm;最小光通量对应的色坐标位置为(0.29,0.28),光通量为93.5 lm。
色度学
2 RGB计色系统
• •
其中，m称为色模，代表彩色光所含三基色单位的总 量，也是三色系数的总和；r、g、b称为相对色系数，也称 色坐标，分别表示当三基色单位总量为1时，混配某一色光 所需的[ R ]、[ G ]、[ B ]的系数。显然，r+g+b=1。
•
由于相对色系数的总和为1，所以r、g、b三个值中只有 任两个值是独立的，也就是说，用其中的两个量就可以明确 表示色度。这样一来，各种彩色的色度就可以用二维的色度 图来表示。一般采用r、g两个参量，并以r-g平面直角坐标标 记色度。即以r、g两值为坐标值，每种颜色的色度可在r-g直 角坐标系中一一表示出来。这样得到的平面几何图形称为 RGB色度图或r-g色度图，如 下页图示RGB色度图 。
3.混色方法
3.2 1853年格拉斯曼（H.Grasman）教授总
结也下列相加混色定律：
1.补色律：自然界任一颜色都有其补色，它与它的 补色按一定比例混合，可以得到白色或 灰色。 • 2.中间律：两个非补色相混合，便产生中间色。 • 其色调决定于两个颜色的相对数量， • 其饱和度决定于二者在颜色顺序上的 • 远近。 • 3.代替律：相似色混合仍相似，不管它们的光谱成分是否 • 相同。 • 4.亮度相加律：混合色光的亮度等于各分色光的亮度之 • 和。
4、麦克斯韦计色三角形
麦克斯韦（J.C.Maxwall）首先用等边三角形简单而 直观地表示颜色的色度，这个三角形称为Maxwell颜色 三角形，
它的三个顶点分别表示 [R]、[G]、[B]，三角形 内任一点都代表自然界 的一种颜色， (G＋B)+G =2G+B
G＋B
G
如果设每个顶点到对 边的距离为1，则三 角形内任一点P到三 边距离之和等于1 （这由几何知识不难 证明）。 R＋B R＋(G+R) =2R+B
色度学
– 时间混色法：将三种基色光按一定的顺序轮流投射到同 一个表面上。是顺序制彩色电视的基础。 – 空间混色法：将三种基色光分别投射到同一个表面上邻 近的三个点上。是同时制彩色电视的基础。 – 生理混色法：两只眼睛同时分别观看两种不同颜色的同 一幅图像。
Y G
G
R C
Y
C
B
M
B
R
M
相加混色
相减混色
两种原色混合＝次色
图像色度学原理
• 色度学：定量测量颜色的科学，颜色的量 度是心理物理学的范畴 • 颜色信息在图像信息中占重要位置，直接 影响图像信号的组成
• 我们从颜色的表示出发，介绍图像工程中 广泛采用的几种三基色颜色系统
1.颜色的表示和颜色混合
• 表色：定量地表示颜色，所表示的数值称 为表色值 • 表色系：为了表示颜色而采用的一系列规 定和定义就叫表色系 显色系 表色系 彩色信息
白
• 三刺激值R、G、B的比例关系决定了所配色光的色度， 数值决定所配色光的光通量
若取1［R］的光通量为1流明，则所配色光的 光通量(亮度)方程： │F│＝(R＋4.5907G＋0.0601B) lm F：代表具有亮度和色度的彩色光 │F│：代表彩色F的亮度 • 分布色系数：CIE规定匹配等能单色辐射所需要的三 刺激值。分别用 r ( )，g ( ), b ( ) 表示。 配出单位辐射功率、波长为λ的单色光的配色方程:
麦克斯韦三角形平面
• 由三基色相加混合配出的各 种彩色都在彩色三角形内 • 等边三角形顶点到对边垂线 的长度为1 • 三个顶点分别代表[R]、[G]、 [B]
青 r F g 品 [R] [G]
• 三角形内任意点都代表自然 界中一种颜色，如F对应的 彩色色度坐标r、g、b为到 [R]、[G]、[B]对边的距离 r+g+b=1 [B]
Y G
G
R C
Y
C
B
M
B
R
M
相加混色
相减混色
两种原色混合＝次色
图像色度学原理
• 色度学：定量测量颜色的科学，颜色的量 度是心理物理学的范畴 • 颜色信息在图像信息中占重要位置，直接 影响图像信号的组成
• 我们从颜色的表示出发，介绍图像工程中 广泛采用的几种三基色颜色系统
1.颜色的表示和颜色混合
• 表色：定量地表示颜色，所表示的数值称 为表色值 • 表色系：为了表示颜色而采用的一系列规 定和定义就叫表色系 显色系 表色系 彩色信息
白
• 三刺激值R、G、B的比例关系决定了所配色光的色度， 数值决定所配色光的光通量
若取1［R］的光通量为1流明，则所配色光的 光通量(亮度)方程： │F│＝(R＋4.5907G＋0.0601B) lm F：代表具有亮度和色度的彩色光 │F│：代表彩色F的亮度 • 分布色系数：CIE规定匹配等能单色辐射所需要的三 刺激值。分别用 r ( )，g ( ), b ( ) 表示。 配出单位辐射功率、波长为λ的单色光的配色方程:
麦克斯韦三角形平面
• 由三基色相加混合配出的各 种彩色都在彩色三角形内 • 等边三角形顶点到对边垂线 的长度为1 • 三个顶点分别代表[R]、[G]、 [B]
青 r F g 品 [R] [G]
• 三角形内任意点都代表自然 界中一种颜色，如F对应的 彩色色度坐标r、g、b为到 [R]、[G]、[B]对边的距离 r+g+b=1 [B]
色度学介绍汇总
PD OPT
1
1 相关定义 2 颜色视觉 3 CIE标准色度学系统 4 色温及标准照明体的定义
2
色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量的 理论与技术的科学
色彩感知
光源（Light） 物体（Object） 观察者（Observer）
3
光通量—按照CIE规定的人眼的视觉特性来评价的辐通 量。 单位：流明（lm）
绿，蓝三原色的数量（三刺激值），颜色方程为
Ｃ* ≡R[R] +G[G] +B[B]
如果被匹配的颜色很饱和，用红，绿，蓝三原色实现不 了匹配，这种情况下可把一种原色加到被匹配的颜色上， 再用另外两原色进行匹配，这一颜色关系可用下式表示：
Ｃ* +R[R] ≡G[G] +B[B]
这一方程在色度学中写成：
和g两个坐标即可表示一 个颜色
B (0,0,1)
(R,G,B)
某一颜色C*的一个单位
(C)≡ r(R)+g(G)+b(B)
(1,0,0)
(0,1,0) G
(r,g)
R
11
根据格拉斯曼颜色混合的代替律，可以得到颜色相加原
理为：R3 = R1 + R2， G3 = G1 + G2， B3 = B1 + B2
饱和度：表示彩色的纯洁性，可见光谱 的各种单色光是最饱和的彩色。
7
孟塞尔标号： H V/C=色调 明度值/彩度
8
把两个颜色调整成视觉上相同或相等的方法称之颜色匹配
以三原色R(700nm)；G(546.1nm)；B(435.8nm)匹配等能白光 (匹配相同能量各波长的光谱色)
9
Ｃ*代表被匹配的颜色，以[R]，[G]，[B]分别代表产生混 合色的红，绿，蓝三原色，又以R，G，B 分别代表红，
1
1 相关定义 2 颜色视觉 3 CIE标准色度学系统 4 色温及标准照明体的定义
2
色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量的 理论与技术的科学
色彩感知
光源（Light） 物体（Object） 观察者（Observer）
3
光通量—按照CIE规定的人眼的视觉特性来评价的辐通 量。 单位：流明（lm）
绿，蓝三原色的数量（三刺激值），颜色方程为
Ｃ* ≡R[R] +G[G] +B[B]
如果被匹配的颜色很饱和，用红，绿，蓝三原色实现不 了匹配，这种情况下可把一种原色加到被匹配的颜色上， 再用另外两原色进行匹配，这一颜色关系可用下式表示：
Ｃ* +R[R] ≡G[G] +B[B]
这一方程在色度学中写成：
和g两个坐标即可表示一 个颜色
B (0,0,1)
(R,G,B)
某一颜色C*的一个单位
(C)≡ r(R)+g(G)+b(B)
(1,0,0)
(0,1,0) G
(r,g)
R
11
根据格拉斯曼颜色混合的代替律，可以得到颜色相加原
理为：R3 = R1 + R2， G3 = G1 + G2， B3 = B1 + B2
饱和度：表示彩色的纯洁性，可见光谱 的各种单色光是最饱和的彩色。
7
孟塞尔标号： H V/C=色调 明度值/彩度
8
把两个颜色调整成视觉上相同或相等的方法称之颜色匹配
以三原色R(700nm)；G(546.1nm)；B(435.8nm)匹配等能白光 (匹配相同能量各波长的光谱色)
9
Ｃ*代表被匹配的颜色，以[R]，[G]，[B]分别代表产生混 合色的红，绿，蓝三原色，又以R，G，B 分别代表红，
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L* = 116 (Y / Yo )1/3 - 16 ( Y / Yo > 0.008856 )
L* = 903.3( Y/ Yn)
u* = 13 L* ( u’ – uo’)
( Y/ Yn < 0.008856 )
v* = 13 L* ( v’ – vo’)
式中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值；
u’ = u、v’ = 1.5 v为颜色样品的色度坐标；
380 780
X K S C ( ) x ( ) 380 色坐标公式 780 Y K S C ( ) y ( ) 380 780 Z K S C ( ) z ( ) 380
X x X Y Z Y y X Y Z Z z X Y Z
色盲测试
辨别图中数字是什么?
色度学
色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学，它是一门本世纪发 展起来的，以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性科学。 色度学是一种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 以对光强的度量来说, 物理 光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度 量。 色度学确切的讲它是研究人眼对颜色感觉规律的一门科学。以对光强的度量来说, 物 理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来 度量。辐射能量很大的波长很长的红光对人来说却没有辐射能量很小的黄光亮, 人们 就认为黄光的强度比红光大。 在人们眼中所反映出的颜色，不单取决于物体本身的特性，而且还与照明光源的光 谱成分有着直接的关系。所以说在人们眼中反映出的颜色是物体本身的自然属性与照 明条件的综合效果。 每个人的视觉并不是完全一样的。在正常视觉的群体中间，也有一定的差别。目前 在色度学上为国际所引用的数据，是由在许多正常视党人群中观测得来的数据而得出 的平均结果。
模拟 D65 的人工光源的种类
现在正在研制三种模拟D65的人工光源： 带滤光器的高压氙弧灯：带滤光器的高压氙弧 灯提供了最好的模拟，国际上最好能达到AA级；
带滤光器的白炽灯和荧光灯：带滤光器的白炽 灯只在紫外区的模拟尚不理想，最好达到AD级； 荧光灯的模拟过去一直较差，只达到CD级。
Daylight 荧光灯：随着稀土荧光粉的发展，荧 光灯的模拟可达到BB级。
X、Y、Z 三点在rg图中的坐标是： X：r = 1.2750，g = - 0.2778，b = 0.0028
Y：r = -1.7392，g = 2.7671，b = - 0.0279
Z：r = - 0.7431，g = 0.1409，b = 1.6022
在1931 CIE-XYZ 色度图中，等能的白光，即 E光源的色度坐标为： xE = 0.3333，yE = 0.3333。
相减混色主要用于美术、印刷、纺织等。 根据人眼上述的彩色视觉特征，就可以选择三种基色，将它们按不同的比例组合 而引起各种不同的彩色视觉。这就是三基色原理的主要内容。
颜色匹配实验
颜 色 转 盘
颜色光的匹配实验
颜色方程
若以(C)代表被匹配的颜色﹐(R)﹑(G)﹑(B)代表三原 色﹐而以C﹑R﹑G﹑B分別代表它们的数量﹐則颜色匹 配可用颜色方程表示﹕ C (C)= R (R)+ G (G)+ B (B) 当三原色之一(例如B)必须加在被匹配的颜色上 時﹐颜色方程可表示 为﹕ C (C) + B (B) = R (R)+ G (G) 这一方程在色度学中可表示成﹕ C (C)= R (R)+ G (G)- B (B)
标准照明体A的测量和标准相对光谱功率
250
200
相对功率
150
SAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSA测
100
50
0
400
500
600
700
800
波长/nm
光谱介绍
0.25
0.25
0.25
0.20
紫色
0.20
黄色
0.20
相对功率
0.15
0.15
0.15
相对功率
0.10
0.10
0.10
0.05
0.05
0.05
0.00 400 500 600 700
CIE 1964 补充色度学系统
单纯原色的混合物，在整个视场低于10o时出现 不均匀现象，工业上配色总是在比2o视场更大的范 围。为了适合于 10o 大视场的色度测量， 1964 年 CIE规定了一组CIE l964 补充标准观察者光谱三刺 激值和相应的色度图，这一系统称为CIE l964补充 标准色度学系统。 在 CIE l964 补充色度学系统色度图中，等能白 光的色度坐标： x10E = 0.3333，y10E = 0.3333，z10E = 0.3333。 研究表明，观察视场增加到10o辨色精度能提高， 但视场进一步增大就不再提高了。
CIE 标准光源
标准光源：指用来实现标准照明体光谱功率分布 的光源，CIE规定用下述人工光源来实现标准照 明体。 标准光源A：熔凝石英壳或玻璃壳带石英窗口的 充气钨丝灯，以产生色温为2856 K的辐射。 标准光源B：在A光源前加一组特定的戴维斯 -吉 伯逊液体滤光器，以产生相关色温4874K的辐射。 标准光源C：A光源另加一组戴维斯-吉伯逊液体 滤光器，以产生相关色温6774 K的辐射。 戴维斯-吉伯逊滤色液系用硫酸钠、甘露醇吡 啶、蒸馏水，或硫酸钻铵、硫酸钠、硫酸、蒸馏 水等不同的分量配合而成。
Xo、Yo、Zo为CIE标准照明体照射在完全漫反射体 上，然后反射到人眼中的三刺激值，即Yo = 100； uo’、vo’为照明体的色度坐标。
The CIE 1976 UCS 色度图 ( u’ , v’ 图) u’ = 4x/(-2x+12y+3) , v’ = 9x/(-2x+12y+3)
CIE 1976 u,v 色调角huv 、饱和度 suv 、彩度C*uv tg huv= ( v’- v’n) / ( u’- u’n) = tg( v* / u*) suv = 13[( u’- u’n)2 + ( v’- v’n)2 ]1/2 C*uv = [(u*)2 + (v*)2]1/2 = L* suv
1、CIE 标准照明体
标准照明体 B ：相当于相关色温 4874 K 的直 射阳光，光色相当于中午阳光，其色度点紧靠 黑体轨迹。 标准照明体C：相当于相关色温为6774 K的平 均阳光，光色近似阴天天空的日光，其色度点 在黑体轨迹上方。 标准照明体 D65：相当于色温约为 6504K 的日 光，其色度点在黑体轨迹的上方。 标准照明体 D ：代表标准照明体 D65 以外的其 他日光。
格拉斯曼颜色混合定律(Grassmann's law)
人的视觉只能分辨颜色的三种变化：色调、明度和饱 和度。 在由两个色光的混合匹配中，如果其中一个色光连续 变化，则混合色的外貌也会发生连续变化。 外貌相同的色光（具有相同的色相、明度和饱和度）， 不管它们的光谱组成是否一致，在颜色混合中具有相 同的效果。换言之，凡在视觉效果上相同的颜色都是 等效的。 混合色光的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的 总和。
1931CIE-XYZ 色度图
CIE l931-XYZ 标准色度观察者
1931CIE-XYZ色度图
颜色三属性的计算
1、色相的计算 2、饱和度的计算 参考白 N 色刺激 C: 主波长= D 处的波长; 饱和度(兴奋纯度): pe = NC/ND. 色刺激 C’: 补色波长 = D’处的波长; 饱和度(兴奋纯度): pe’= NC’/ND.
颜色： 红色 700nm 橙色 620nm 黄色 580nm 绿色 510nm 青色 480nm 蓝色 470nm 紫色 420nm 两个相邻颜色之间有一系列的过渡色。
颜色的三要素 色调：色调指色彩的类别如红、黄、绿、蓝等。 饱和度：指颜色的鲜艳程度，通常用色光与白光的比例来定量 表示。 明度：人眼对颜色明暗程度的感觉。
0.00 400 500 600 700
0.00
波长 /nm
波长/nm
CIE标准照明和观测条件
0／45 45／0
CIE标准照明和观测条件
0／ d d／0
CIE均匀颜色空间
人眼对光谱颜色的差别感受性
围人 眼 对 颜 色 的 恰 可 分 辨 范
围椭麦 圆克 形亚 宽当 容的 量颜 范色
CIE l964 均匀颜色空间
国际照明委员会(CIE)
国际照明委员会(Commission Internationale ed I'Eclairage-CIE)
主要研究照明的专业术语、光度学和色度学的国际学术研究机构。设在巴 黎。 早在1924年前就已从事标准色度学系统的研究， 1931年根据莱特(W.D.Wright)在1928-1929年和吉尔德(J. Guild)在1931 年研究三原色的角度观察效果，加以平均，规定了CIE 1931标准色度观 察者光谱三刺激值，并据以绘制出偏马蹄形曲线的*色度图，称为“1931 CIE-RGB系统色度图”，后经修改被推荐为1931 CIE-XYZ系统，为国际 通用色度学系统，称为“CIE标准色度学系统”，所作的图则称“CIE 1931色度图”。 1964年又综合斯泰尔斯(W.S. Stiles)和伯奇(J.M.Bruch)以及斯伯林斯卡 婭(N.I.Speranskaya)1959年发表的研究结果，制定了CIE1964补充色度 学系统以及相应的色度图，为世界各国广泛采用，据以进行色度计算和色 差计算。 1964年又提出了“均匀颜色空间”的三维空间概念，1976年加以修订， 并正式被采用。CIE为此还提出了确定的参照光源，称“CIE标准光源”。
L* = 903.3( Y/ Yn)
u* = 13 L* ( u’ – uo’)
( Y/ Yn < 0.008856 )
v* = 13 L* ( v’ – vo’)
式中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值；
u’ = u、v’ = 1.5 v为颜色样品的色度坐标；
380 780
X K S C ( ) x ( ) 380 色坐标公式 780 Y K S C ( ) y ( ) 380 780 Z K S C ( ) z ( ) 380
X x X Y Z Y y X Y Z Z z X Y Z
色盲测试
辨别图中数字是什么?
色度学
色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学，它是一门本世纪发 展起来的，以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性科学。 色度学是一种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 以对光强的度量来说, 物理 光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度 量。 色度学确切的讲它是研究人眼对颜色感觉规律的一门科学。以对光强的度量来说, 物 理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来 度量。辐射能量很大的波长很长的红光对人来说却没有辐射能量很小的黄光亮, 人们 就认为黄光的强度比红光大。 在人们眼中所反映出的颜色，不单取决于物体本身的特性，而且还与照明光源的光 谱成分有着直接的关系。所以说在人们眼中反映出的颜色是物体本身的自然属性与照 明条件的综合效果。 每个人的视觉并不是完全一样的。在正常视觉的群体中间，也有一定的差别。目前 在色度学上为国际所引用的数据，是由在许多正常视党人群中观测得来的数据而得出 的平均结果。
模拟 D65 的人工光源的种类
现在正在研制三种模拟D65的人工光源： 带滤光器的高压氙弧灯：带滤光器的高压氙弧 灯提供了最好的模拟，国际上最好能达到AA级；
带滤光器的白炽灯和荧光灯：带滤光器的白炽 灯只在紫外区的模拟尚不理想，最好达到AD级； 荧光灯的模拟过去一直较差，只达到CD级。
Daylight 荧光灯：随着稀土荧光粉的发展，荧 光灯的模拟可达到BB级。
X、Y、Z 三点在rg图中的坐标是： X：r = 1.2750，g = - 0.2778，b = 0.0028
Y：r = -1.7392，g = 2.7671，b = - 0.0279
Z：r = - 0.7431，g = 0.1409，b = 1.6022
在1931 CIE-XYZ 色度图中，等能的白光，即 E光源的色度坐标为： xE = 0.3333，yE = 0.3333。
相减混色主要用于美术、印刷、纺织等。 根据人眼上述的彩色视觉特征，就可以选择三种基色，将它们按不同的比例组合 而引起各种不同的彩色视觉。这就是三基色原理的主要内容。
颜色匹配实验
颜 色 转 盘
颜色光的匹配实验
颜色方程
若以(C)代表被匹配的颜色﹐(R)﹑(G)﹑(B)代表三原 色﹐而以C﹑R﹑G﹑B分別代表它们的数量﹐則颜色匹 配可用颜色方程表示﹕ C (C)= R (R)+ G (G)+ B (B) 当三原色之一(例如B)必须加在被匹配的颜色上 時﹐颜色方程可表示 为﹕ C (C) + B (B) = R (R)+ G (G) 这一方程在色度学中可表示成﹕ C (C)= R (R)+ G (G)- B (B)
标准照明体A的测量和标准相对光谱功率
250
200
相对功率
150
SAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSA测
100
50
0
400
500
600
700
800
波长/nm
光谱介绍
0.25
0.25
0.25
0.20
紫色
0.20
黄色
0.20
相对功率
0.15
0.15
0.15
相对功率
0.10
0.10
0.10
0.05
0.05
0.05
0.00 400 500 600 700
CIE 1964 补充色度学系统
单纯原色的混合物，在整个视场低于10o时出现 不均匀现象，工业上配色总是在比2o视场更大的范 围。为了适合于 10o 大视场的色度测量， 1964 年 CIE规定了一组CIE l964 补充标准观察者光谱三刺 激值和相应的色度图，这一系统称为CIE l964补充 标准色度学系统。 在 CIE l964 补充色度学系统色度图中，等能白 光的色度坐标： x10E = 0.3333，y10E = 0.3333，z10E = 0.3333。 研究表明，观察视场增加到10o辨色精度能提高， 但视场进一步增大就不再提高了。
CIE 标准光源
标准光源：指用来实现标准照明体光谱功率分布 的光源，CIE规定用下述人工光源来实现标准照 明体。 标准光源A：熔凝石英壳或玻璃壳带石英窗口的 充气钨丝灯，以产生色温为2856 K的辐射。 标准光源B：在A光源前加一组特定的戴维斯 -吉 伯逊液体滤光器，以产生相关色温4874K的辐射。 标准光源C：A光源另加一组戴维斯-吉伯逊液体 滤光器，以产生相关色温6774 K的辐射。 戴维斯-吉伯逊滤色液系用硫酸钠、甘露醇吡 啶、蒸馏水，或硫酸钻铵、硫酸钠、硫酸、蒸馏 水等不同的分量配合而成。
Xo、Yo、Zo为CIE标准照明体照射在完全漫反射体 上，然后反射到人眼中的三刺激值，即Yo = 100； uo’、vo’为照明体的色度坐标。
The CIE 1976 UCS 色度图 ( u’ , v’ 图) u’ = 4x/(-2x+12y+3) , v’ = 9x/(-2x+12y+3)
CIE 1976 u,v 色调角huv 、饱和度 suv 、彩度C*uv tg huv= ( v’- v’n) / ( u’- u’n) = tg( v* / u*) suv = 13[( u’- u’n)2 + ( v’- v’n)2 ]1/2 C*uv = [(u*)2 + (v*)2]1/2 = L* suv
1、CIE 标准照明体
标准照明体 B ：相当于相关色温 4874 K 的直 射阳光，光色相当于中午阳光，其色度点紧靠 黑体轨迹。 标准照明体C：相当于相关色温为6774 K的平 均阳光，光色近似阴天天空的日光，其色度点 在黑体轨迹上方。 标准照明体 D65：相当于色温约为 6504K 的日 光，其色度点在黑体轨迹的上方。 标准照明体 D ：代表标准照明体 D65 以外的其 他日光。
格拉斯曼颜色混合定律(Grassmann's law)
人的视觉只能分辨颜色的三种变化：色调、明度和饱 和度。 在由两个色光的混合匹配中，如果其中一个色光连续 变化，则混合色的外貌也会发生连续变化。 外貌相同的色光（具有相同的色相、明度和饱和度）， 不管它们的光谱组成是否一致，在颜色混合中具有相 同的效果。换言之，凡在视觉效果上相同的颜色都是 等效的。 混合色光的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的 总和。
1931CIE-XYZ 色度图
CIE l931-XYZ 标准色度观察者
1931CIE-XYZ色度图
颜色三属性的计算
1、色相的计算 2、饱和度的计算 参考白 N 色刺激 C: 主波长= D 处的波长; 饱和度(兴奋纯度): pe = NC/ND. 色刺激 C’: 补色波长 = D’处的波长; 饱和度(兴奋纯度): pe’= NC’/ND.
颜色： 红色 700nm 橙色 620nm 黄色 580nm 绿色 510nm 青色 480nm 蓝色 470nm 紫色 420nm 两个相邻颜色之间有一系列的过渡色。
颜色的三要素 色调：色调指色彩的类别如红、黄、绿、蓝等。 饱和度：指颜色的鲜艳程度，通常用色光与白光的比例来定量 表示。 明度：人眼对颜色明暗程度的感觉。
0.00 400 500 600 700
0.00
波长 /nm
波长/nm
CIE标准照明和观测条件
0／45 45／0
CIE标准照明和观测条件
0／ d d／0
CIE均匀颜色空间
人眼对光谱颜色的差别感受性
围人 眼 对 颜 色 的 恰 可 分 辨 范
围椭麦 圆克 形亚 宽当 容的 量颜 范色
CIE l964 均匀颜色空间
国际照明委员会(CIE)
国际照明委员会(Commission Internationale ed I'Eclairage-CIE)
主要研究照明的专业术语、光度学和色度学的国际学术研究机构。设在巴 黎。 早在1924年前就已从事标准色度学系统的研究， 1931年根据莱特(W.D.Wright)在1928-1929年和吉尔德(J. Guild)在1931 年研究三原色的角度观察效果，加以平均，规定了CIE 1931标准色度观 察者光谱三刺激值，并据以绘制出偏马蹄形曲线的*色度图，称为“1931 CIE-RGB系统色度图”，后经修改被推荐为1931 CIE-XYZ系统，为国际 通用色度学系统，称为“CIE标准色度学系统”，所作的图则称“CIE 1931色度图”。 1964年又综合斯泰尔斯(W.S. Stiles)和伯奇(J.M.Bruch)以及斯伯林斯卡 婭(N.I.Speranskaya)1959年发表的研究结果，制定了CIE1964补充色度 学系统以及相应的色度图，为世界各国广泛采用，据以进行色度计算和色 差计算。 1964年又提出了“均匀颜色空间”的三维空间概念，1976年加以修订， 并正式被采用。CIE为此还提出了确定的参照光源，称“CIE标准光源”。