色彩理论基础知识

600
700
400
500
600
700
Wavelength [nm]
Wavelength [nm]
23
物体
物体
苹果吸收了紫色、绿色光，并转化为能量。反射橙色和红 色光。
反射率
• 反射率是指可见光照射在物体上后所反射出来的 光量的比率 。
•分光光度仪测量得到的是反射率 •反射率值会根据分光光度仪测量色样与积分球壁的
43
色彩第一维空间：亮度
L* = 亮度(Lightness ) L* = 愈接近0，颜色愈暗。 L* = 愈接近100，颜色愈亮。
明度---L 值
L* =明暗度(Lightness ) L* =愈接近 0表颜色愈暗 L* =愈接近100 表颜色愈亮
颜色愈來愈浅 (L)
色彩第二维空间 ：饱和度
C* = (a*2 + b*2)1/2， C* = 色样在 a* b* 色彩图形位置距中心点的距离 低彩度的颜色 (灰色)，C* 略大于0。 高彩度的颜色，C* 大约 在70-80 间。
-a
0
+a
黄蓝轴-b值
b* =黄 –蓝 轴
+b
+b* =偏黄 (不够蓝 )
-b* =偏蓝 (不够黄 )
0
-b
色空间 – DE*
标准
DE *ab
+b*
- a*
+a*
- b*
样品
(DL*)2 (Da*)2 (Db*)2
色空间的△E相当于使 用毕达哥拉斯数学法则计算出的 总色差。 由于△E并不指示色差 的方向性，不足以作为客观解释。 因此，需要精确表述时必须使用 独立的DL*, Da*, Db*, DC*, DH* 值。
X
YX
配色函数
=XYZ
XYZ三刺激值转换为CIELAB
X、Y、Z试样的三刺激值；Xn、Yn、Zn全反射漫射体的三刺激值
积分球测色仪原理
Diffuse/8º 积分球光学几何
仪器原理
Datacolor 专利
SP2000 光谱分析器
紫外光源定位 脉冲式氙弧灯光源，滤镜为D65光源
41
镜面光定位 开关
真双光束漂移修正
CIE色彩空间极性(L*C*h*)或笛卡尔(L*a*b*)坐标系
+L*
L* = 明 度 C* = 彩 度 h* = 色 相 角
C*
L* =明 度
+b*
a* = 紅–绿
b* = 黄–蓝
-a*
+a*
+h*
-b*
CIELAB 色 彩 空 间 座 标
• L* = 明度 ( Lightness )-指颜色明暗的程度. • a* = 红 – 绿 轴 • b* = 黄 – 蓝 轴 • C* = 彩度 ( Chroma )-指颜色的鲜艳的程度. • H* = 色相 ( Hue) - 指颜色的相貌.
色彩学基础知识
Datacolor Shanghai
内容
公司简介 为什么需要数字化颜色？ 颜色三要素 颜色数字化 色差
全球业务布局
Belgium 比利时 United Kingdom 英国
France 法国
Switzerland 瑞士
China(Suzhou) 中国（苏州）
United States 美国
可接受性-允差值
- a* - b*
标准
+b* +a* 产品
色差必须和客户 共同协商决定
可接受性-允差值
- a* - b*
标准
+b* +a*
产品
色差
色差公式 计算颜色间的差异值，以 (DE 或 △ E) 表
示 DE - 两个颜色彼此间的差异值 DE - 于色彩空间内表示两个色样彼此间的
距离差距
55
彩度-C值
彩度(C):色彩饱和度(saturation ) 色彩纯度(purity) 色彩鲜艳度(vividness/colorfulness)
C* = 彩度指标. C* = (a*2 + b*2)1/2. C* = 色样在 a* b* 色彩图形位置距中心点的距离 . 低彩度的颜色 (灰色); C* 略大于 0 . 高彩度的颜色; C* 大約在70-90 之间 .
屏幕均分为2块
观测者
标准观测者测试
测试准备：
将有色灯的光打到屏幕下半部
标准观测者测试
测试准备：
可调节输出强度的红、绿和兰灯
标准观测者测试
观测者：通过调节红、绿、兰灯泡来匹配目标色
r = ?? g = ?? b = ??
配色函数
Z
人眼对光谱的灵敏度
YX X
400 500
600 700
The CIE Standard Observers
Germany 德国
Italy 意大利
瑞士上市公司 业务机构- 65个国家 员工人数：25个（国家）300名员工
3
India 印度
公司职能 销售与服务公司
China(Shanghai) 中国（上海）
Taiwan 台湾 Hong Kong 香港
世界级的工厂
总部,新泽西 美国
• 研发 • 生产 • 行政管理
12
联续色样－影响人眼对颜色判定
同色异谱
L* = 68.5 a* = 8.7 b* = 29.7
D E = 0.5
L* = 68.5 a* = 8.6 b* = 29.2
不同光源下的同色异谱
L* = 71.2 a* = 12.8 b* = 32.8
DE = 6.0
L* = 71.1 a* = 18.7 b* = 31.8
反射光量，经比较和计算得出的一种数据。 •色样的反射率值就如同每个人的身分证号码，独一无二。
光谱曲线
100% %R
400nm
700nm
光谱数值
不同颜色的反射率
观测者
RGB 三种感光细胞分别对RGB起反应
标准观测者测试
1931年科学家通过大量视力正常的观察者做了这样的实验
白色屏幕
开圆孔的隔离板
彩 度 愈 來 愈 高 (C)
47
色彩第三维空间 ：色调
h = 颜色的色相角度。 h = 任一颜色在 a*b* 图形中, 以 +a* 轴
为基准, 逆时针方向算起相对角度。
h = tan-1 (b*/a*)。 h = 0o - 360o,0o 与180o 在a* 轴上,
90o与 270o 在 b* 轴上。
色差公式公公司Co色差r d色差 formulas
CIELAB
DE* = (DL*2 + Da*2 + Db*2)1/2
CIELCH
DE* = (DL*2 + DC*2 + DH*2)1/2
CMC
CMC DE = [(DL*/ISL)2 + (DC*/cSC)2 + DH*/SH2)1/2
CIE L*a*b* 色差
样品
标准
-
L* = 40.40 a* = 49.49 b* = 13.83
L* = 39.90 a* = 48.04 b* = 17.18
DL* = 0.50 Da* = 1.45 Db* = -3.35
CIE L*a*b* 总色差
计算:
DE* DL *2 Da *2 Db *2
例:
DE* 0,502 1,452 (3,35)2 3,68
色相角-h值
H =颜色的色相角度. H =任一颜色在a*b*图形中,以 +a*轴为0°
起点轴,逆时针方向旋转的角度. H = tan-1 (b*/a*). H = 0° - 360 °, 0 °与180° 在a*轴上,
90 °与270° 在b*轴上.
h
红绿轴-a值
a* =红 –绿 轴 +a* =偏红 (不够绿 ) -a* =偏绿 (不够红 )
特征的相对的能量对波长的一个图谱， 或一个数据表格。
光是一种电磁波
X射线 宇宙射线
l
光的色散形成可见光谱
400 – 480 nm 480 – 560 nm 560 – 590 nm 590 – 630 nm 630 – 700 nm
光源与照明体
日光
钨灯
光源
荧光灯
照明体
A
El
F2 E l
400
500
技术中心, 苏州 中国
• 2008年投入使用 • 组装 • 工程设计
4
颜色为什么要数字化
传 统 对 色 的 问 题---共时对比
传 统 对 色 的 问 题---共时对比
同时对比
环境影响
标准样 批次样
传人脑对颜色的记忆功能
人脑对颜色的记忆功能
11
传 统 对 色 的 问 题---色彩大小错觉
为什么需要 “数 字 的 颜 色”?
人眼看色 变数大 非常差的颜色记忆力 概略性 眼睛看 思考
仪器测色 再现性佳 数字化数据储存 高精确度 测色 计算
datacolor
international
LAV
颜色三要素
使颜色可见，有三个必要条件
光源与照明体
• 一个光源是一个真实能发光的物体. • 一个照明体为代表不同类型光源的光谱
z
2 1.5
1 0.5
0
1964 10 ° 1931 2 °
x y
颜色数字化
比色学描述
x
x
= 颜色感知
x
x源自文库
= 比色学描述
数字转换-从配色函数到三刺激值XYZ
E
R
X
光源能量
Z
X = S El x Rl x Xl Y = S El x Rl x Yl Z = S El x Rl x Zl
样品光谱反射率