1 光与视觉的基础知识介绍

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小学科学第一课视觉(课件)

小学科学第一课视觉(课件)

小学科学第一课视觉(课件)视觉是人类感知世界的一种重要方式,对于小学生学习科学来说,视觉的认识和运用是非常重要的。

本文将从视觉的基本原理、视觉在生活中的应用和视觉的保护三个方面进行介绍。

一、视觉的基本原理视觉是人类通过眼睛感知外界事物的方式,它是由光线经过眼睛中的角膜、瞳孔、晶状体等结构折射和聚焦在视网膜上,然后由视网膜传递到大脑进行解读,最终形成图像的过程。

在这一过程中,光线的颜色、亮度、方向等因素都会对视觉产生影响。

二、视觉在生活中的应用视觉在生活中的应用非常广泛,它对于我们观察和了解世界起着重要的作用。

在日常生活中,我们可以通过视觉感知到周围的景物、人物、颜色等,从而增加对世界的认知。

此外,视觉也在许多行业和领域有着重要的应用,比如医学影像学、农业的观测和测量等。

三、视觉的保护视觉的保护对于小学生的健康成长至关重要。

以下是几个保护视觉的方法:1.保证良好的照明环境:学习和生活的环境都应该有足够的光线,避免过暗或过亮的环境对眼睛的伤害。

2.正确用眼姿势:小学生在学习和用眼过程中,应当保持正确的坐姿和用眼距离,避免长时间近距离用眼。

3.适当的休息:每隔一段时间,小学生应该进行一些眼部放松操,同时远离电子屏幕,给眼睛一些休息时间。

4.合理安排学习时间:小学生的学习时间不宜过长,每天需要适度的运动和户外活动,保持眼睛和全身的健康。

5. 饮食健康:适量摄入维生素A、C和E等对眼睛健康有益的营养素,如鱼类、蔬菜、水果等。

通过这些方法,我们可以更好地保护我们的视觉健康,使我们的眼睛能够更好地发挥作用,同时也提高了学习和生活的质量。

综上所述,视觉对于小学生学习科学来说是非常重要的。

在教学中我们应该注重培养学生对视觉的认识和运用能力,让他们能够更好地理解世界,感受科学的魅力。

同时也要关注视觉的保护,让学生养成良好的学习和生活习惯,保护自己的视觉健康。

这样,他们才能更好地学习和成长。

希望这节小学科学的第一课视觉能够引起学生们的兴趣,激发他们对科学的探索热情。

1 光与视觉的基础知识

1 光与视觉的基础知识

光与视觉的基础知识郭奉杰杭州浙大三色仪器有限公司人眼的视觉特性•光是一种电磁波,广义上它的波长从几个纳米至一毫米左右,而人眼所能看见的只是一小部分,通常波长范围为380nm至780nm,我们把这部分光称为可见光。

•可见光的波长不同,引起人眼的颜色感觉就不同。

单色光波长由长至短,对应的颜色感觉由红到紫。

一般认为:•红色780nm~620nm 橙色620nm~590nm 黄色590nm~560nm•黄绿色560nm~530nm 绿色530nm~500nm 青色550nm~470nm•蓝色470nm~430nm 紫色430nm~380nm•上述的范围只是根据人们的习惯大致划分。

实际上随着波长的变化,颜色是连续渐变的,没有严格的界限。

•物体分为发光体和不发光体。

•发光体的颜色由它本身发出的光谱所确定,如白炽灯发黄和日光灯发白。

•不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体对照射光的反射、透射特性有关。

如绿叶反射绿色的光、吸收其他颜色的光而呈现绿色;绿叶拿到暗室的红灯下观察成了黑色。

•由此可见,光是一种客观存在的物质,而色是人眼对这种物质的视觉反应白炽灯卤粉荧光灯低压汞灯三基色荧光灯三基色绿粉蓝色LED色温与标准光源•照明光源的作用非常重要,其光谱功率分布情况会直接影响被照物体的颜色。

通常的照明光源,如太阳光、日光等发的光虽然都是白光,但它们的光谱成分相差很大,用它们照射相同物体时,呈现的颜色则相差较大。

根据CIE(国际照明委员会)的规定,使用的标准光源主要有A、B、C、D、E五种,并以“色温”来表征。

65• 1. 色温•光源的色温是用来描述光源的光谱分布的物理量。

在色度学上,它通常用光源的光与绝对黑体发出的光相比较,并用绝对黑体的绝对温度来表征。

•绝对黑体是指既不反射也不透射光线,而能完全吸收入射光的物体。

当绝对黑体被加热时,能以电磁波形式向外辐射能量,其光谱能量的分布只与加热的温度有关,温度低时光谱能量偏重于长波长区,温度升高时光谱能量逐渐偏重到短波长区。

视觉的原理

视觉的原理

视觉的原理视觉是人类最重要的感觉之一,它让我们能够感知世界,理解事物,对于人类的生存和发展起着至关重要的作用。

视觉的原理是指人类视觉感知的基本原理,它涉及到光学、神经生理学、心理学等多个领域的知识。

本文将从光的传播、眼睛的结构、视觉信息的处理等方面,介绍视觉的原理。

首先,光的传播是视觉的基础。

光是一种电磁波,它在真空中的传播速度为光速,而在介质中传播时则会发生折射和反射。

当光线照射到物体上时,物体会吸收、反射或透射光线。

人眼所看到的物体,实际上是被照射的物体反射的光线进入眼睛后产生的视觉效果。

因此,光的传播对于视觉感知起着至关重要的作用。

其次,眼睛的结构对于视觉的实现至关重要。

人类的眼睛是一个复杂的器官,它包括角膜、瞳孔、晶状体、视网膜等部分。

当光线进入眼睛后,首先经过角膜和瞳孔,然后通过晶状体的调节使光线聚焦在视网膜上。

视网膜上的感光细胞会将光信号转化为神经信号,通过视神经传递到大脑皮层进行处理。

这一系列的过程使得人类能够感知外界的光信号,并产生视觉感知。

最后,视觉信息的处理是视觉原理的重要组成部分。

在大脑皮层中,视觉信息会被进行多层次的处理和分析。

比如,边缘检测、形状识别、颜色感知等都是视觉信息处理的重要内容。

大脑会将这些信息进行整合和分析,最终形成人类对于外界事物的认知和理解。

这一过程涉及到神经元的活动、神经传导等生理学和心理学的知识。

综上所述,视觉的原理涉及到光的传播、眼睛的结构以及视觉信息的处理等多个方面。

它是一个涉及到光学、神经生理学、心理学等多个学科的交叉领域,对于人类的生存和发展起着至关重要的作用。

通过对视觉原理的深入理解,可以帮助我们更好地认识和理解视觉感知的基本原理,为相关领域的研究和应用提供理论基础。

光学与视觉基础知识

光学与视觉基础知识
光电图像处理
2.1 辐射度学基本知识
2.1.4 辐射亮度
辐射亮度Le,表示的是面辐射源沿不同方向 的辐射能力的差异,也就是单位面积单位立体角内 的辐射通量。其计算公式如下:
Le ,
dI e dS cos
dS
d2Φe dΩ cos
(2-1)
其中,有一种特殊的辐射体,其辐射强度在空
间的分布上满足余弦关系,这种辐射体的辐射亮度 是均匀的,与方向角θ无关。太阳、漫反射面都可以 看作是余弦辐射体。
辐射强度Ie表示的是在给定方向上单位立体角 的辐射通量,辐射强度的单位是:瓦/球面度。辐射 强度反映了辐射源能量分布的各向异性的特点,也 就是说Ie随方向改变而改变。
图2-1辐射强度
光电图像处理
2.1 辐射度学基本知识
2.1.3 辐射出射度与辐射照度
辐射出度Me,指的是面辐射源的辐射能 力及单位面积的辐射通量。另外一个与之比 较相近的量辐射,辐射照度Ee,定义也基本 类似,它指的是,辐射接收面上单位面积接 受的辐射通量。它们的单位都是瓦/平方米, 计算公式也一致。但要注意它们两者之间的 区别。
(2-5)
光电图像处理
2.3 光度学的概念与物理量
2.3.2 光度量的基本物理量
表2-1 光度量与辐射度量的对应关系
辐射度量
符号
单位名称
光度量
符号
辐[射]能
Qe
辐[射]通量

Φe
辐[射]功率
焦耳 (J) 瓦 (W)
光能
Qv
光通量

Φv
光功率
辐[射]照度
Ee
瓦/平方米 (W·m-2) [光]照度
Ev
光电图像处理
2.4 色度学基础知识

视光学

视光学

第一章基础光学第一节光我们所能看到外界物体就是因为光的作用。

人眼直接看到的光都是可见光。

光在真空中的速度为3×10^8米/秒。

根据光波波长的不同,光可分为:微波红外线可见光紫外线宇宙射线波长(纳米)10000 760 380 2001纳米=10^-11米红外线、紫外线会灼伤人眼的角膜、晶状体,人眼不可直接接受,而太阳镜可以阻挡紫外线。

第二节屈光当光从一种介质进入另一种介质时,光的行进方向会发生改变,这种现象称之为“折射”,在视光学中把“折射”称之为“屈光”。

为了表示方向改变程度的大小,我们用折射率(n’)来表示,又称为屈光指数。

光在空气中折射率为1,而在别的物质中折射率都比1大,譬如人眼角膜屈光指数为1.377。

我们刚才谈到可见光,也就是常说的白光,是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫组成的。

那么我们是怎么知道的呢?科学家做了以下这个实验:由此可见,三棱镜的折射规律是:光线总是折向三角形的基底方向。

第三节透镜如果我们用两个三棱镜的基底连在一起,根据三棱镜的折射特性,光线都向基底方向折射,并聚于一点,这点称为焦点,根据它的形状特征我们称为凸透镜,焦点到透镜光学中心的距离称为焦距(f)。

如果将两个三棱镜的顶尖连在一起,根据三棱镜的折射特性,光线都向基底方向折射,所以光线会发散,但其反向沿长线会聚于一点,这点就称为(虚)焦点,根据它的形状特征我们称为凹透镜,焦点到透镜光学中心的距离称为焦距(f)。

可以想象,透镜由于凸凹程度的不同,它们对光线的屈光(折射)能力就不一样,为表示透镜屈光能力的不同,我们引入概念–––屈光度,用D表示,D=1/ f,由此,若焦距为1米的透镜,那么它的屈光度就是1.00D,若此透镜是凸透镜,它有着“会聚”光的特征,就记为+1.00D;若此透镜是凹透镜,它有着“发散”光的特征,就记为-1.00D。

第二章眼的屈光系统第一节总论外层(纤维膜):角膜、巩膜、角巩膜缘眼球壁中层(葡萄膜):虹膜、睫状体、脉络膜眼球内层(视网膜):视网膜眼球内容物房水、晶状体、玻璃体眼的构造眼的附属器:眼眶、睫毛、眼睑、结膜、泪器、眼外肌视路第二节眼的构造眼球位于眼眶的前半部,依靠筋膜悬吊于眼眶中。

眼科基础知识应知应会

眼科基础知识应知应会

眼科基础知识应知应会全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:眼科基础知识应知应会眼睛是人体最重要的感官之一,起着接收光线并将其转换为视觉信号的重要作用。

我们对于眼睛的基础知识应知应会,能够帮助我们更好地保护和维护我们的视力。

在日常生活中,我们经常会遇到各种眼部问题,如近视、远视、散光等,对于这些问题,有一些基础知识我们需要了解。

以下是关于眼科基础知识的一些要点:1. 视觉机制:眼睛的视觉机制是一个非常复杂的过程,其中包括光线通过角膜、晶状体、玻璃体等组织,最终刺激视网膜上的感光细胞,将光信号转换为神经信号,经过视神经传输到大脑,形成视觉信息。

我们需要了解这一过程,才能更好地了解眼睛的功能和视力问题。

2. 近视、远视、散光:这是我们常见的三种视力问题。

近视是指看近物清晰而看远物模糊,是由于眼球过长或者晶状体屈光度过强导致的;远视则是看远物清晰而看近物模糊,通常是由于眼球过短或者晶状体屈光度不足导致的;散光则是由于角膜不规则造成的光线聚焦不准确。

了解这些问题的原因,可以帮助我们更好地选择眼镜或者隐形眼镜。

3. 角膜疾病:角膜是眼睛最外层的透明组织,主要负责光线的折射。

常见的角膜疾病包括干眼症、角膜炎、角膜溃疡等。

需要注意的是,角膜不规则会导致视力模糊和散光,严重时可能需要接受角膜移植手术。

4. 眼底疾病:眼底是眼睛内部最重要的结构之一,主要包括视网膜、脉络膜和玻璃体。

常见的眼底疾病包括青光眼、视网膜脱落、玻璃体混浊等。

这些疾病通常需要进行眼底检查,及时发现并治疗。

5. 预防眼病:保护眼睛健康,预防眼病的发生,是非常重要的。

我们需要注意定期进行眼睛检查,保持良好的用眼习惯,避免长时间盯着屏幕或者长时间在强光下工作。

注意补充富含维生素A、C、E等抗氧化物质的食物,有助于维护眼部健康。

眼科基础知识是每个人都应该了解的常识,它不仅有助于我们更好地保护和维护我们的视力,也可以帮助我们更好地应对眼部问题。

希望每个人都能关注自己的眼睛健康,保持良好的用眼习惯,预防眼病的发生。

现代色度学-第一章 光与彩色视觉

现代色度学-第一章  光与彩色视觉

绪论Introductionz zz[先进色度学-advanced colorimetry]进入90年代,出现了解释各种色貌现象(color appearance phenomena:Simultaneous Contrast, Crispening and Spreading(扩增现象), Bezold-Brucke Hue Shift, Abney Effect, Hunt Effect, Helmholtz-Kohlrausch Effect, Stevens Effect, Helson-Judd Effect, Bartleson-Breneman Equations, Discounting-the-Illuminant)、不同媒体间颜色传递和数字视频、其他工业应用的需求等(Vienna Experts Symposium (1996)、Industrial Demand Uniformity of Practice (like CIELAB) ),对基本色度学提出了扩展要求。

这些现象表明,视场(the visual field)的各个方面对刺激色貌的影响。

色貌模型(color appearance models: CAM)就是要解决特定的照明、背景和观察环境等参数下的CIE色度参数(如三刺激值)进行色貌属性参数(如明度、彩度、色相) 计算或预测的一组数学表达式或数学模型,与基本色度学对应即advanced colorimetry[1]。

z色度学研究的具体内容z色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科,是颜色科学领域里的一个重要部分。

z色度学的最终目标是要解决在复杂环境中物体颜色外貌的度量问题。

目前距离此目标还很遥远;近十年“色貌模型”研究就是要解决这个问题)。

z所以,颜色测量问题(包括仪器)、颜色参数(即色空间或色度坐标,包括物理参数和心理参数)、物理参数与心理参数之间的关系及其转换(即色貌模型)、色差等是色度学的具体内容。

照明基本知识培训

照明基本知识培训

第一章照明基本知识§ 1-1、概述1-1、照明的意义:什么是照明?单纯的光源并不等于照明,照明是能给周围各种对象以适宜的光分布,通过视觉达到以下两方面的要求。

1)易正确识别人们所欲知的对象。

2)易确切了解人们所处的周围的状况。

照明大致可分为:以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明。

作为照明的目的,明视固然重要,而舒适感、高兴、心情舒畅也是非常重要的。

前者和视觉工作对象关系密切而后者与环境关系大。

从照明的属性看,可分为生理照明和心理照明。

当然,属于何种照明,不能简单决定,而是要看各种照明所给的比重大小,照明对象和照明技术的关系列于表一照明对象与照明技术关系(表一)1-2.对照明技术的要求:综合以上的叙述,可见对照明技术有如下四方面的要求1)满足照明质量的要求(照度、均匀度、防眩光、显色性等)2)实用,灵活3)节约用电,安全可靠4)便于维护和保养1-3.简述照明发展史远古时期,人类祖先发现了火,这完全是生理照明的需求,以便于生存,取暖直至狩猎煮食、打仗,于是火就成为社会发展的一个重要因素,直至十八世纪前,煤油和气灯是电灯发明以前的主要照明。

近、现代照明是从电能的被发现和利用开始的。

从此照明工程学也随之诞生。

照明的发展是随着光源的发展而发展的,人们首先发明白炽灯,在白炽灯基础上研制成卤钨灯。

随着荧光灯的发明,标志着电致发光的出现,作为低压放电灯在荧光灯之后又研制出低压钠灯及氖灯,高压放电灯最先研制出来的是汞灯,随之面市的是高压钠灯,金卤灯、氙灯、镝灯……作为光源的新品种场致发光也在20世纪后期研制出来,这就是发光二极管,LED的大功率已进入实用阶段。

1-4.照明的组成1、光源的实用分类白炽灯----热幅射——白炽发光—卤钨灯汞灯金卤灯高压放电灯高压钠灯氙灯光源---电致发光荧光灯低压放电灯低压钠灯--- 场致发光————LED---激光发光———激光2、灯具:从光束角来分有窄光束,中光束和宽光束从反射器的进步是从搪瓷,高纯铝氧化到玻璃镀膜直到现在的棱形玻璃以增加局部的漫反射和折射而减少眩光增加均匀度。

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光与视觉的基础知识郭奉杰杭州浙大三色仪器有限公司人眼的视觉特性•光是一种电磁波,广义上它的波长从几个纳米至一毫米左右,而人眼所能看见的只是一小部分,通常波长范围为380nm至780nm,我们把这部分光称为可见光。

•可见光的波长不同,引起人眼的颜色感觉就不同。

单色光波长由长至短,对应的颜色感觉由红到紫。

一般认为:•红色780nm~620nm 橙色620nm~590nm 黄色590nm~560nm•黄绿色560nm~530nm 绿色530nm~500nm 青色550nm~470nm•蓝色470nm~430nm 紫色430nm~380nm•上述的范围只是根据人们的习惯大致划分。

实际上随着波长的变化,颜色是连续渐变的,没有严格的界限。

•物体分为发光体和不发光体。

•发光体的颜色由它本身发出的光谱所确定,如白炽灯发黄和日光灯发白。

•不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体对照射光的反射、透射特性有关。

如绿叶反射绿色的光、吸收其他颜色的光而呈现绿色;绿叶拿到暗室的红灯下观察成了黑色。

•由此可见,光是一种客观存在的物质,而色是人眼对这种物质的视觉反应白炽灯卤粉荧光灯低压汞灯三基色荧光灯三基色绿粉蓝色LED色温与标准光源•照明光源的作用非常重要,其光谱功率分布情况会直接影响被照物体的颜色。

通常的照明光源,如太阳光、日光等发的光虽然都是白光,但它们的光谱成分相差很大,用它们照射相同物体时,呈现的颜色则相差较大。

根据CIE(国际照明委员会)的规定,使用的标准光源主要有A、B、C、D、E五种,并以“色温”来表征。

65• 1. 色温•光源的色温是用来描述光源的光谱分布的物理量。

在色度学上,它通常用光源的光与绝对黑体发出的光相比较,并用绝对黑体的绝对温度来表征。

•绝对黑体是指既不反射也不透射光线,而能完全吸收入射光的物体。

当绝对黑体被加热时,能以电磁波形式向外辐射能量,其光谱能量的分布只与加热的温度有关,温度低时光谱能量偏重于长波长区,温度升高时光谱能量逐渐偏重到短波长区。

•光源的色温:当光源的可见光谱与某温度的绝对黑体的辐射的可见光谱相同或接近时,就将此时绝对黑体的绝对温度称为该白光源的色温。

例如,一个温度为2800K的钨丝灯泡所发出的光色与绝对黑体在温度为2856K时的光谱相同,则该灯泡所发出的光的色温就是2856K。

•要注意的是,色温用来表示光源的光谱特性,并非光源的实际温度。

引入“色温”的概念,是为了进行色度的计算和白光的比较。

标准白光源•使用的标准光源主要有A 、B 、C 、D 65、E 五种,其光谱功率分布曲线如图几种标准光源的光谱分布所示。

••A 光源: 色温为2856K ,相当于2800K 钨丝灯所发的光。

••B 光源: 色温为4874K ,相当于中午直射的太阳光。

••C 光源: 色温为6774K ,相当于白天的自然光••D 65光源: 色温为6504K ,相当于白天平均照明光••E 光源: 色温为5500K ,是一种理想的等能量的白光(E 白),实际并不存在,它的采用可简化色度学的计算。

几种标准光源的光谱分布光谱光视效率•视神经细胞分为杆状细胞和锥状细胞。

杆状细胞主要决定人眼对弱暗光的视觉反应,锥状细胞产要决定人眼对明亮光的视觉反应。

视神经细胞对不同波长的感光灵敏度不一样,对绿光的灵敏度最高,而对蓝光和红光的灵敏度则低得多。

图为CIE推荐的人眼的相对光谱光视效率函数曲线,分别称为“明视觉光谱光视效率V(λ)”和“暗视觉光谱光视效率V’(λ)”。

•人眼对颜色的感觉主要由锥体细胞起作用,而且锥体细胞只有当亮度大于几个cd/M2以上时才起作用。

根据三色学说及多年来的大量实验证明,人眼视网膜上含有三种不同类型的锥体细胞,分别含有三种不同的视色素,这三种不同光谱敏感性的视色素的光谱吸收峰值分别约在440-450nm;530-540nm;560-570nm处,分别称为亲蓝、亲绿、亲红视色素。

外界光辐射进入人眼时被三种锥体细胞按它们各自的吸收特性吸收,细胞色素吸收光子后引起光化学反应,视色素被分解漂白,同时触发生物能,引起神经活动,将视觉信息通过双极细胞和神经节细胞传至神经中枢,引起颜色刺激。

•光通量(Luminous flux)•光通量是光源在单位时间内发出的光量,也即为辐射通量(或辐射功率)能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。

•单位是流明(lumen),简写为lm 。

•当λ=555nm时的单色光辐射功率为1W时,产生的光通量为683 lm,或称1光瓦。

在其它波长时,由于相对视敏函数下降,相同辐射功率产生的光通量随之下降。

彩色三要素•彩色三要素指的是彩色光的亮度、色调、饱和度这三个量。

•亮度:指彩色光作用于人眼而引起的视觉上的明亮程度。

光源的辐射能量越大,亮度就越高;不发光体的反射能力越强,亮度越高。

•复合光的亮度等于各个分量光的亮度之和。

•另外,亮度还和波长有关,能量相同而波长不同的光对视觉引起的亮度感觉也不相同,这就是已经介绍过的视敏特性。

•色调:指彩色的颜色类别。

我们通常所说的红、绿、蓝等指的就是色调。

前面讲到不同波长的光颜色不同,也是指的色调不同。

•饱和度是指彩色的深浅、浓淡程度。

对于同一色调的彩色光,饱和度越高,颜色就越深、越浓。

各种谱色光都是饱和度最高的彩色。

饱和度与彩色光中掺入的白光比例有关,掺入的白光越多,饱和度就越小。

因此,饱和度也称为色纯度。

•饱和度的大小用百分制衡量,100%的饱和度表示彩色光中没有白光成分,所有谱色光的饱和度都是100%;饱和度为零表示全是白光,没有任何色调。

•色调和饱和度合称为色度,它既说明了彩色光的颜色类别,又说明了颜色的深浅程度三基色原理•人们通过大量实验发现,用三种不同颜色的单色光按一定比例混合,可得到自然界中绝大多数的彩色。

具有这种特性的三个单色光叫三基色光,而这一发现也被总结成三基色定理,其主要内容如下:•自然界中绝大多数彩色都可以由三基色按一定比例混合而得;反之,这些彩色也可以分解成三基色;•三基色必须是相互独立的,即其中任何一种基色都不能由其它两种基色混合得到;•混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定;•混合色的亮度是三基色亮度之和。

•另外,任何一种颜色都有一个相应的补色。

所谓补色,就是它与某一颜色以适当比例混合时,可产生白色。

红、绿、蓝的补色分别是青、品红、黄。

色度系统•彩色同其它物理量一样,可以进行计算和度量。

三基色原理是彩色计量的基础。

•彩色的计量是通过确定三基色光对人眼的刺激程度来进行的,因此,需要规定三基色光的精确波长值和三基色光对人眼刺激程度的单位量。

•这里介绍几种常用的色度系统RGB色度系统•对于任意给定的彩色光F,其配色方程可写成•F =R[R] + G[G] + B[B]•如果用相互垂直的三个坐标轴分别表示三个相互独立的基色R、G、B,那么任意一个彩色就能用此三维空间中的一个彩色矢量来表征。

•利用配色试验所得数据,常因人而异。

因此,CIE推荐了一种国际通用的标准分布色系数数据,它是由很多正常视觉观测者的观测结果取平均所组成。

所谓分布色系数是指辐射功率为1瓦(注意,不是1光瓦)波长为l 的单色光所需要的三基色的单位数,分布色系数:配出辐射功率为1 瓦、波长为λ的单色光所需要的三个某色光的单位数。

用r(λ)、g(λ)、b(λ) 表示。

•色度坐标或相对三色系数r、g、b:•m = R + G + B ——称为色模•r = R/m•g = G/m• b = B/m•r + g + b = 1•所以混合色的色度唯一地由r、g、b中的两个就可以明确地表示。

因此各种彩色的色度可以采用二维表示法。

CIE1931 RGB色度图•谱色轨迹:根据各谱色光的色度坐标值可绘出可见光谱在r一g平面上的坐标位置。

由它们连接而成的一条舌形曲线,称为谱色轨迹•自然界中的彩色(也称实色)都能用整个闭合曲线及其内部的相应点的坐标表示。

坐标位置越靠近谱色轨迹,所对应的彩色越纯,即饱和度越高;而越靠近E 点,所对应的彩色的饱和度越低。

•RGB 计色制的缺点–在色度图上不能直接表示出亮度,计算某色光的亮度非常复杂和不方便。

–混色曲线r(λ)、g(λ)、b(λ) 中有负值存在,计算和实际测量容易出差。

–谱色轨迹不全在坐标的第一象限内,作图也感不便。

XYZ色度系统•XYZ 制的基本思想:选三个基色单位[X]、[Y]、[Z],它所组成的三角形将单色光频谱全面包围在内,而且使三个色坐标中的一个恰好等于色光的亮度。

•在XYZ制中,配色方程为F = X[X] + Y[Y] + Z[Z]•三基色单位[X]、[Y]、[Z] 满足的三个条件:–①用它们配出实际彩色时,三个色系数X、Y、Z 均为正值。

–②为了便于计算,使合成彩色光的亮度仅由Y[Y] 确定,并规定1[Y] 的光通量为1 光瓦。

–③当X = Y = Z 时,仍代表等能白光E白。

CIE 1931 XYZ 色度图•由W 点(等能白光)引向谱色轨迹的直线均为等色调波长线,其与谱色轨迹的交点所对应的波长,即为该直线上各点彩色的色调波长。

•等饱和度线——由色调波长不同而饱和度相同的各点联成的曲线。

•在等色调波长线WG 上,越靠近W 点,饱和度越低,到W 点则成为纯白光;越靠近谱色轨迹,则饱和度越高(越纯),到谱色轨迹上成为相应波长的单色光F λ。

•某彩色光F 的饱和度:•补色波长如WK 的补色波长为WM 的540nm %100×=WGWF S F•由人眼分辨颜色变化的能力是有限的,故对色度差很小的两种颜色,人眼分辨不出它们的差异。

只有当色度差增大到一定数值时,人眼才能觉察出它们的差异,人眼刚刚能觉察出颜色差别所对应的色度差称为刚辨差JND(Just Noticeable Difference)。

通过实验表明:在CIE色度图上,不同位置或者同一位置的不同方向,人眼的刚辨差是不相同的。

•1942年麦克亚当(Macadam)对25种色光进行实验,在每个色光点大约沿5到9个对侧方向上测量刚辨差。

结果得到的是一些面积大小各异、长短轴不等的椭圆,称为麦克亚当椭圆,不同位置的麦克亚当椭圆面积相差很大,靠近520nm处的椭圆面积大约是400nm处随圆面积的20倍。

这表明人眼对蓝色区域颜色变化相当敏感,而对饱和度较高的黄、绿、青部分的颜色变化不太敏感。

•经过某种投影变换,能使各点的刚辨差的均匀性比XYZ计色坐标系要好得多,这就是均匀色标系统(制)CIE 1964 UCS色度图CIE1960色度空间及色差公式•从一开始研究色彩学,人们为了使色彩设计和复制更精确、更完美,为色彩的转换和校正制定合适的调整尺度或比例,减少由于空间的不均匀而带来的复制误差,在不断寻找一种最均匀的色彩空间,这种色彩空间,在不同位置,不同方向上相等的几何距离在视觉上有对应相等的色差,把易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。

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