彩色与视觉特性
电视原理彩色与视觉特性
电视原理彩色与视觉特性电视是一种广泛使用的电子设备，能够接收和显示来自广播或其他源的视听信号。
其原理涉及彩色显示和视觉特性，其中彩色显示技术主要包括三基色混合和电视屏幕的构成，而视觉特性则涉及像素、分辨率和刷新率等因素。
彩色显示技术是电视的核心。
电视屏幕的构成通常采用RGB三基色混合的方法，即利用红色、绿色和蓝色三种基色的不同组合来产生各种颜色。
这种混合是通过发光二极管（LED）或液晶显示屏（LCD）来实现的。
在LED技术中，每个像素具有红、绿、蓝三种LED灯，通过改变每种LED的亮度来调节颜色的深浅。
而在LCD技术中，每个像素则通过液晶层以不同的透过程度来显示相应的颜色。
视觉特性在电视显示中也发挥着重要作用。
像素是组成电视图像的最小单元，它指的是屏幕上的一个点，像素的数量决定了图像的细腻程度。
分辨率则表示屏幕上能够显示的像素数量，通常以水平像素数和垂直像素数来衡量。
分辨率越高，图像越清晰，但同时也需要更高的处理能力和更大的带宽。
刷新率是指电视屏幕每秒显示的图像帧数，通常以赫兹（Hz）来表示。
刷新率越高，图像就越流畅，但低刷新率可能会导致图像闪烁或模糊。
此外，电视还涉及颜色的显示准确性、亮度对比度、视野角度等视觉特性。
颜色的显示准确性取决于电视的调校和色彩管理系统，能够确保显示出真实的颜色。
亮度对比度则体现了图像中明暗部分的差异，较高的亮度对比度能够显示更生动逼真的图像。
视野角度表示在不同角度观看时，图像的可见性和色彩保真度，宽视角可以给观众提供更好的观赏体验。
总的来说，电视的原理涉及彩色显示和视觉特性两方面，通过采用三基色混合和调节像素、分辨率、刷新率等视觉特性来实现高质量的图像显示。
这些技术和特性的不断改进和创新，使得电视在今天的家庭娱乐中扮演着不可或缺的角色。
电视作为一种常见的电子设备，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家庭娱乐中还是商业应用中，电视都承载着重要的信息传递和娱乐功能。
色彩的视觉特征
色彩不仅可以传达情感，还可以影响人的情感。比如，暖 色调可以让人感到温暖、舒适，而冷色调则会让人感到清 爽、冷静。
色彩与象征意义
在不同的文化和背景下，色彩还具有不同的象征意义。比 如，在中国文化中，红色代表喜庆、吉祥；在西方文化中， 白色则代表纯洁、神圣。
02
人眼对色彩感知过程
视网膜结构与功能
这对于未来的学习和工作都具有重要意义。
探讨未来发展趋势和挑战
色彩视觉特征应用的拓展
随着计算机视觉和图像处理技 术的不断发展，色彩视觉特征 的应用领域将不断拓展，如图 像识别、场景理解、视频分析 等。
复杂环境下色彩视觉特征 提取的挑战
在实际应用中，复杂环境下的 色彩视觉特征提取仍然面临许 多挑战，如光照变化、阴影干 扰、颜色失真等。
反射
物体表面的反射特性会影响我们对颜色的感知。光滑的表面会反射更多的光线，使颜色看 起来更加鲜艳；而粗糙的表面则会散射光线，使颜色看起来更加柔和。
散射
大气中的散射现象也会影响我们对颜色的观察。例如，在晴朗的天空中，短波长的蓝色光 更容易被散射，因此我们看到的天空是蓝色的。而在日出和日落时，长波长的红色光更容 易穿透大气层，因此我们看到的太阳是红色的。
如绿色和黄色，具有中等 的波长，给人一种自然、 和谐的感觉，常用于表现 生机勃勃的自然景象。
长波长光线
如红色和橙色，波长较长， 给人一种温暖、热烈的感 觉，常用于表现热情、活 力的场景。
光线折射、反射和散射对颜色影响
折射
当光线从一种介质进入另一种介质时，其传播方向会发生改变，导致颜色的表现也会发生 变化。例如，在水下或玻璃等透明介质中，光线折射会使得物体颜色看起来与在空气中不 同。
饱和度是指色彩的鲜艳饱和度越低，色彩越暗淡。
第1章 彩色与视觉特性
可以使人眼得到580 nm黄光的色感。 这种由不同光谱
混合出相同色光的现象叫同色异谱。
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无线电波 10 5 频率 / Hz 波长 / m 3× 10 3 红 780 nm
红外线 紫外线 10 1 0 10 1 5 可见光
X射线 10 2 0
宇宙射线 10 2 5
3× 10－2
3× 10－7 青蓝
3× 10－1 2 3× 10－1 7 紫 380 nm
温度开氏度 (K) 表示。 色温与光源的实际温度无关，
彩色电视机荧光屏的实际温度为常温， 而其白场色温 是6500K。
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波 / 谱 % 率
2 00 A C 1 00 B A 4 00 5 00 6 00 波 长 / nm 7 00 D 65 B C D 65
相
对
功
1 50
50
图 1-2 标准光源的光谱分布
橙 黄 绿
图 1-1 电磁辐射波谱
5
1.1.2 物体的颜色
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， 如白炽灯发黄和荧光灯发白， 各自有其特定的光谱色。 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。 红旗反射太阳光中的红
色光、 吸收其他颜色的光而呈红色； 绿叶反射绿色的 光、 吸收其他颜色的光而呈绿色； 白纸反射全部太阳
完全吸收入射辐射的物体。 它对所有波长辐射的吸收
系数均为1。 绝对黑体在自然界是不存在的， 其实验 模型是一个中空的、 内壁涂黑的球体， 在其上面开了
一个小孔， 进入小孔的光辐射经内壁多次反射、 吸收，
已不能再逸出到外面， 这个小孔就相当于绝对黑体。
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绝对黑体所辐射的光谱与它的温度密切相关。 绝 对黑体的温度越高， 辐射的光谱中蓝色成分越多， 红 色成分越少。 光源的色温是这样定义的： 光源的可见 光谱与某温度的绝对黑体辐射的可见光谱相同或相近 时， 绝对黑体的温度称为该光源的色温， 单位以绝对
人眼视觉与颜色
物体外表的距离有关
亮度视觉
人眼能适应的总的亮度范围很大，但并 不能同时在这么大的范围工作
在肯定条件下，一个视觉系统当前的敏 感度叫做亮度适应级
人眼在某时刻能感受的主观亮度范围以 该适应级为中心的一个小范围，大大低 于人眼能适应的总的亮度范围。
红色背景包围的区域桔红色色调偏黄 黄色背景包围的区域桔红色色调偏红
面积比照效应
一样色度与亮度的不同一样面积两个彩 色区域，面积大的给人以亮度和饱和度 都强一些的感觉。
马赫效应
在观看亮度发生阶跃时，视觉上会感到 边缘的亮侧更亮，暗侧更暗，边缘增加 作用〔轮廓效应〕
可见度阈值
指正好可以被看到的干扰值。 低于该阈值的干扰是观看不出的。 一个亮度变化很大的边缘，阈值会增加
恢复视觉 亮适应 人从暗环境到高亮环境很快就能恢复视
觉 局部适应 比照适应
比照效应
由适应性引起 亮度比照效应 彩色饱和度比照效应 彩色色调比照效应 面积比照效应 马赫效应 可见阈值 视觉惰性
亮度比照效应
对亮度的判别与四周环境、照度本身有关 可区分阈值：主观上可以识别的最小亮度差△L 争论觉察△L不但与L有关，与背景亮度也有关 比照灵敏度： △L/L 比照灵敏度动态范围在以L0为中心的2.2个对数亮度
波长 单一波长的电磁能产生的颜色为单色 色纯：由主波长能量E1和白光能量E2的相对大
小打算，相当与单色光参加白光 当E2=0时，色纯为100%,光为单色光； 当E2=E1时，色纯为0%,光为白色光； 亮度：单位面积上受到的光强。亮度与光能成
正比
原色系统
加色系统 红、绿、蓝〔RGB〕加色系统 用于光源模型 减色系统 青、品红、黄〔CMY〕减色系统 用于反射或折射模型 两种系统中的颜色互为补色 某颜色的补色：指在白光中减去该颜色后得到
色彩三原色原理及色彩视觉知识
色彩三原色原理及色彩视觉知识色彩三原色原理及色彩视觉知识当人们看到色彩时，除了会受到其物理方面的影响之外，心理上也会产生对应的感受，这种感受很难用言语形容，一般称为色彩印象。
一、光的三原色人眼所见的各种色彩是因为光线有不同的波长所产生。
经过实验发现，人的眼球对红光，绿光与蓝光三种波长的光线感受特别强烈，只要适当调整这三种光线的强度.几乎就可以让人感受到自然界中所有的颜色。
三种波长的光线所对应的三种颜色，即红(red)、绿(green)、蓝(blue)被称为光的三原色(RGB)。
所有的彩色荧幕都具备产生上述三种基本光线的发光装置，因此计算机就依据R、G、B三个数值的大小来表示每种颜色。
RGB这三种颜色的组合，几乎形成所有的`颜色，每一种原色使用8位(bit)数据记录，就是28=256，而这也正是人们常听到的24位全彩：因为光线越加越亮，所以两两混合后可以得到更亮的中间色：黄(yellow)、青(cyan)、洋红(magenta)，而将光的三原色等量相加，可以得到白色，如图所示。
当某一颜色完全不含另一颜色时，二者成为补色。
例如，黄色一定是由红、绿二色合成，完全不含蓝色，所以黄色被称为蓝色的补色;从图中可以看到，两个补色之间隔着白色相对，若将其相加也会得到白色。
二、印刷的三原色颜料的特征刚好和光线相反，颜料是吸收光线，而非增强光线，因此印刷的三原色(CMY)必须是可以吸收红、绿、蓝的颜色，也就是它们的补色：青(cyan)、洋红(magenta)与黄(yellow)，以浓度O～100来表示。
因为黄色颜料会吸收蓝色光，青色颜料会吸收红色光，最后剩下的绿色光可以透过反射而得，从理论上说，将印刷三原色混合之后，应该可以吸收所有的红、绿、蓝光而得到黑色，如图所示，但实际上找不到光线吸收、反射特征都完美的颜料，导致结果呈现暗灰色或深褐色。
此外，这三种颜料也无法混合产生许多暗色系的色彩。
为了弥补这个缺点，印刷时会额外加入黑色(lack)颜料，以解决无法产生纯黑色的问题，也就有了CMYK色彩模式，K表示黑色。
色彩的三属性及其在视觉感知中的重要作用
颜色的三属性及其在视觉感知中的紧要作用颜色是人类视觉感知中难以或缺的元素，国际上统一规定了用于区分不同颜色的三个特别物理量：色调、明度和饱和度，即颜色的三属性。
本文将深入探讨这三个属性在颜色中的意义及其在视觉感知中的紧要作用。
引言颜色是人类感知世界的紧要方式之一，对人们的情感、认知和行为产生深远影响。
为了系统地描述和表达颜色，国际上规定了三个基本的颜色属性：色调、明度和饱和度。
这三个属性在颜色学中起着关键作用，帮助我们理解和分析不同颜色的特点以及它们在视觉感知中的作用。
一、色调：颜色的紧要特征色调，又称色相、色别或色名，是用来区分不同颜色的名称。
它是颜色的紧要特征，是一种颜色不同于另一种颜色的紧要区分。
通过色调，我们可以将红色、绿色、蓝色等不同颜色进行分类，使人们能够快速识别和描述各种颜色。
另外，通过不同色调的相互混合，我们可以产生更多中心色，如橙黄色、蓝绿色等。
色调的区分紧要由反射光的谱波长决议，不同的谱波长产生不同的颜色感觉。
二、明度：颜色的明暗属性明度是颜色的明暗属性，用于表征颜色的明暗程度。
即使色调相同的颜色，假如它们对入射光波的反射率、透射率不同，也会在人眼中产生不同的颜色感觉。
明度常常是针对非发光物体表面颜色而言的，它取决于光源辐射光能量大小以及表面对入射光线的反射率、透射率大小。
高明度的颜色看上去光亮，低明度的颜色则较暗。
明度是颜色的骨架，对于颜色的结构和感知都具有紧要作用。
三、饱和度：颜色的纯度属性饱和度，又称色纯度、彩度或艳度，用于表征颜色的纯度程度。
它指的是物体显色表面反射或透射的光线颜色与光谱色的接近程度。
高饱和度的颜色看起来更明丽，能够更好地表达其颜色特性，而低饱和度的颜色则相对较灰暗。
颜色的饱和度取决于物体表面对入射光谱的选择性吸取，选择性吸取越高，饱和度越高。
饱和度也受到彩色成分与消色成分的比例影响，彩色成分比例越大，饱和度越高。
四、色调、明度和饱和度的相互关系色调、明度和饱和度三者之间相互关联，共同决议了我们对颜色的感知。
第一节 人眼的视觉特性
第一节人眼的视觉特性一、人眼的亮度感觉1．人眼的光亮感觉光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。
2．人眼的彩色感觉人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。
3．人眼的视敏特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。
衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。
1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。
称为视敏函数。
2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数，记为：如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。
二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性）1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。
2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为到量级，而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。
3．光亮感觉的特点：1）人眼的主观亮度感觉与周围环境亮度有关。
2) 主观亮度感觉S与亮度值B的对数成比例关系：，其中和K是常数。
3) 主观亮度感觉是心理量而不是物理量，故其单位是以实验得出的变化级数（S）来表征的。
实验表明，在不同的亮度B值下，人眼能觉察的最小亮度变化并非定值。
B大，也大；B小，也小，但是/B的值是大致相同的。
将可觉察的最小相对亮度变化 /B称为对比度灵敏度阈，用标记，其值通常在0.005～0.05之间。
人眼的亮度感觉并非决定于绝对亮度变化，而是决定于相对亮度变化。
故重现景物的亮度无须等于实际景物的亮度，而只需保持最大亮度与最小亮度之比值相同，就能给人以真实感。
4．对比度和亮度层次1) 对比度：指光源或发光面的最大亮度与最小亮度之比值。
颜色传递与视觉特性的探索
颜色传递与视觉特性的探索【引言】每个人都有自己的最爱颜色，有些人喜欢温暖的红色，有些人喜欢清新的蓝色，还有人喜欢那种优美的紫色。
但你知道吗，颜色不仅可以带来视觉的感受，也会影响到我们的情感，给人带来不同的感受体验。
那么，颜色到底是如何影响我们的情绪和心理的呢？在这篇文章中，我们将探索颜色传递的魅力以及其对人类的视觉特性的影响。
【一、颜色传递的魅力】颜色是一种引人入胜的视觉语言。
在日常生活中，颜色扮演着非常重要的角色。
无论是室内装饰，服装配色，还是广告宣传，颜色的运用都扮演着不可忽视的作用。
通过颜色运用，可以让人们产生愉悦和热情的感觉，也可以让人们感到恐惧和紧张的情绪。
颜色也可以引导人们的目光，让人们的视线聚焦于某个物件或者位置上。
在室内装饰方面，颜色的运用可以塑造整个空间的氛围和格调。
比如，暖色调的颜色可以营造出温馨、舒适的氛围；而冷色调的颜色则可以让室内显得清新、简约。
另外，通过色彩的深浅搭配，也可以打造出不同质感和层次感。
比如，在某一个房间里，墙面和家具采用同一颜色的浅色调，而地板则选用深色调，这样的搭配可以让室内的层次感和质感得到进一步提升。
在服装搭配方面，颜色的运用也是非常关键的。
每年都会有一些流行的颜色，比如今年的流行色是“极光紫”，而去年的流行色则是“活力黄”。
这些流行色也经常被运用在各种服装设计上，比如运动服、休闲装、商务装等等。
通过颜色的搭配，可以让人们看起来更加时尚和动感。
在广告宣传方面，颜色的运用同样具有非常重要的作用。
不同的颜色可以传递出不同的信息和情绪。
比如，红色可以代表充满热情和活力，绿色可以代表健康和自然，蓝色则可以代表冷静和理性。
因此，在进行广告宣传时，要根据宣传的产品和目标人群的需求，选择合适的颜色搭配来传达出最佳的效果。
【二、颜色对视觉特性的影响】除了传递情感和信息外，颜色还会对人类的视觉特性产生影响。
正是由于不同颜色的特性不同，才会让人们产生不同的情感和感受体验。
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第1章 彩色与视觉特性
(7) 两种颜色互为补色的是（ 3 ）。 ① 红、 绿 ② 紫、 青 ③ 黄、 蓝 ④ 黄、 绿 (8) 绿色、 紫色、 青色相加得到（3 ）。 ① 浅绿 ② 浅紫 ③ 浅青 ④ 浅黄 (9) 在XYZ计色制中E白点的坐标为（ 1）。 ① x=1/3、 y=1/3 ② x=1/2、 y=1/2 ③ x=1、 y=1 ④ x=0、 y=0 (10) 亮度公式是（ 1 ）。
第1章 彩色与视觉特性
(6) 饱和度与彩色光中的白光比例有关， 白光比例
越大， 饱和度越高。（低） (7) 分辨力的定义是眼睛对被数。（对） (8) 任一种基色都可以由其他两种基色混合得到。 （错） (9) 红、 绿、 蓝三色相加得到白色， 所以它们是 互补色。（错）
第1章 彩色与视觉特性
(4) 光照度为10-1勒相当于（4 ）。
① 晴天 ② 多云 ③ 月光 ④ 星光 (5) 彩色三要素是（ 2 ）。 ① 红绿蓝 ② 亮度、 色调和饱和度 ③ 色调、 色度和色温 ④色调、 色度和饱和度
(6) 在彩色电视中， 选用的三基色是（ 1）。
① 红、 绿、 蓝 ② 紫、 青、 黄 ③ 紫、 绿、 蓝 ④ 红、 绿、 黄
(12) 若照射物体的光强度不变， 物体的反射性能
越好， 则物体越 _____。 (13) 描述一种色彩需要用 _R____、 __B___三个基本参量。 ___G__和
第1章 彩色与视觉特性
(14) _饱和度____反映彩色光的深浅程度。
(15) 饱和度与彩色光中的 _白光____比例有关， ____白光_比例越大， 饱和度越低。 (16) 色饱和度和色调合称为 _色度____。 (17) 当两种颜色混合得到白色时， 这两种颜色称
为 _互补色____。
(18) 谱色曲线上任意一点与E白点的连线称为 __
等色调线___。
第1章 彩色与视觉特性
(19) 在XYZ计色制中系数 _Y____的数值等于合成彩 色光的亮度, 合成彩色光色度由 白光E白。 _X,Y,Z____的比值决定。 (20) 在XYZ计色制中当 X=Y=Z_____时， 配出等能
(10) 谱色曲线内任意两点表示了两种不同的彩色，
这两种彩色的全部混色都在这两点的连线上。（）
第1章 彩色与视觉特性
4. 问答题
(1) 不发光体的颜色与哪些因素有关？发光体呢？ (2) 红光源照明时白纸、 红纸、 绿纸各呈什么颜色？ 带上绿色眼镜再看呢？ (3) 若水平方向上可分辨出40根红、 绿竖线， 对
(4) 不发光体的颜色与 _____的光谱和不发光体对照射光 的 _____、_____特性有关。 (5) 光通量是按人眼的光感觉来度量的辐射功率， 用符号 _lm___表示。 其单位名称为 流明_____。 (6) 光照度E， 单位为 _勒克斯___， 符号为 __lx__。
(7) 人眼最敏感的光波长为 _555____nm， 颜色是草绿色。
① Y=0.3R+0.59G+0.11B ② Y=0.59R+0.3G+0.11B
③ Y=0.59R+0.11G+0.3B ④ Y=0.11R+0.3G+0.59B
第1章 彩色与视觉特性
3. 判断题
(1) 可见光谱的波长由380 nm向780 nm变化时， 人 眼产生颜色的感觉依次是红、 橙、黄、 绿、 青、 蓝、 紫7色。（对） (2) 不发光体的颜色由本身的反射、 透射特性决定， 与照射光的光谱无关。错，有关 (3) PAL制彩色电视的白光标准光源是温度达6500 K 的D65光源。（对） (4) E光源是一种假想光源， 实际并不存在。（对） (5) 临界闪烁频率只与光脉冲亮度有关， 与其他因 素无关。
(8) 杆状细胞 _灵敏度____很高， 但对彩色不敏感。
第1章 彩色与视觉特性
(9) 人眼的亮度感觉总是 _低____于实际亮度的，
这一特性称为 _视觉惰性____ 。 (10) 视力正常的人视觉暂留时间约为 _0.2___s。 (11) 不引起闪烁感觉的最低重复频率称为 _临界闪
烁频率____。
第1章 彩色与视觉特性
思考题和习题
1. 填空题 (1) 波长在 380----780_____nm范围内的电磁波能够使人眼 产生颜色感觉， 称为 _可见光____。 (2) 由不同光谱混合出相同色光的现象叫 _同色异谱____。 (3) 发光体的颜色由它本身所发出的 _光的颜色__确定。
第1章 彩色与视觉特性
黑白、 黑红、 绿蓝线的分辨数是多少？
第1章 彩色与视觉特性
(4) 彩色三要素是什么？ (5) 三基色原理的主要内容是什么？ (6) 黄色、 青色和红色相加混色后是什么颜色？黄 色和紫色呢？
第1章 彩色与视觉特性
2. 选择题 (1) 下列波长的电磁波不能够使人眼产生颜色感觉 的是（4 ）。 ① 580 nm ② 680 nm ③ 780 nm ④ 880 nm
(2) 在白光下呈绿色的纸在红光下应该呈（4 ）。
① 绿色 ② 红色 ③ 白色 ④ 黑色
(3) 光源的色温单位是（3 ）。 ① 摄氏度 ② 华氏度 ③ 开氏度 ④ 摄氏度或华氏度