色度学基础

色度学是对颜色刺激进行测量、计算和评价的学科

§ 颜色的分类和特性

一颜色及其分类

颜色：不同波长可见光辐射作用于人的视觉器官后所产生的心里感受

颜色和波长的关系并不是完全固定的

光谱上除572nm（黄）、503nm(绿)和478nm(蓝)是不变的颜色外，其它颜色在光强增加时都略向红色或蓝色变化

“贝楚德－朴尔克效应”

色度学则是将主观的颜色感受和客观的物理刺激联系起来的科学

二 颜色的表观特征

•明度：表示颜色明亮的程度

   对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关  

   物体色，和物体的透射比或反射比有关   

•色调：区分不同彩色的特征•饱和度：颜色接近光谱色的程度，彩色的纯洁性

§ 颜色混合

•颜色混合

Ø色光混合：加混

Ø色料混合：减混色

•格拉斯曼颜色混合定律

Ø人的视觉只能分辨颜色的三种变化

Ø两种颜色混合，如果一种颜色成分连续变化，混合色的外貌也连续变化

   补色律：每一种颜色都有相应补色

   中间色律

•混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和

Ø亮度相加定律

•颜色外貌相同，不管它们的光谱组成是否一样，在颜色混合种等效

Ø凡是视觉上相同的颜色是等效的

Ø代替律

§颜色匹配

一颜色匹配实验

•把两个颜色调节到视觉上相同的方法叫颜色匹配

颜色转盘法

色光混合匹配实验

利用颜色光相加实现 

CIE标准色度系统

•物体颜色是光刺激人的视觉器官产生的反应，要将观察者的颜色感觉数字化，国际照明委员会(CIE)规定了一套标准色度系统，称为CIE标准色度系统，这一系统是近代色度学的基本组成部分，是色度计算的基础，也是彩色复制的理论基础之一。

•CIE标准色度学系统是一种混色系统，是以颜色匹配实验为出发点建立起来的。用组成每种颜色的三原色数量来定量表达颜色。

三刺激值和色度图

•在颜色匹配中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种颜色叫做三原色。通常加色混色中使用红、绿、蓝三种颜色光为三原色是为了得到最多的混合色。

•颜色匹配实验中，当与待测色达到色匹配时所需要的三原色的数量，称为三刺激值，记作R、G、B。一种颜色与一组R、G、B值相对应，R、G、B值相同的颜色，颜色感觉(外貌)必定相同。

CIE1931-RGB系统

•选择三原色：

Ø700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(B)

•将相加匹配出等能白光(E光源)时三原色各自的数量定为三原色的单位。即从色彩角度，三原色等量（R=G=B=1)混合得到白光。

Ø白光色度r=g=b=1/(1+1+1)=0.33

CIE标准照明体

•标准照明体A:代表绝对温度2856K的完全辐射体(黑体)的辐射。它的色度坐标点落在CIE1931色度图的黑体轨迹。

•标准照明体B：代表相关色温大约为4874K的直射日光，它的光色相当于中午的日光，其色度点紧靠黑体轨迹。

•标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光。它的光色近似阴天天空的日光，其色度点位于黑体轨迹的下方。

•标准照明体D：代表各种时相的日光的相对光谱功率分布，又名典型日光或重组日光。

色温

•色温：当某种光源的色度(坐标)与某一温度下的黑体色度(坐标)相同时，就称此时黑体的温度为该光源的颜色温度，简称色温，用符号Tc表示，单位为开尔文，用“K”表示。

•绝对温度T与摄氏温度t的关系为：T(K)=t(℃)+273

例如：某光源的光色与黑体加热到绝对温度2400K所发出的光色相同时，则光源的色温为2400K，它在CIE1931色度图上的坐标为x=0.4862，y=0.4147。

光源的显色性

•光源的显色性是光源颜色特性的又一方面，即物体在光源照明下所呈现颜色的真实性。

•真实的标准：日光下和火光下

•日光和火光都是连续光谱，尽管其光谱功率分布和色温存在很大差异，但在这种自然光条件下，人眼的辨色能力依然是准确的。

•白炽灯的光谱分布与火光类似，显色性很好。具有与白炽灯和日光相似的连续光谱的光源均有较好的显色性。

实验方法

麦克亚当颜色宽容量