• 減色法
– 越加越暗﹙黑﹚
色彩三属性
• 色相 Hue
– 色彩的相貌，不同的相貌各有其名称
• 明度 Value 、Brightness
– 即色彩的明暗程度，光线反射率多时明度较高
• 彩度 Chroma、Saturation
– 色彩的饱和程度或纯粹度
色彩三要素
•色相 (Hue) •彩度 (Saturation) •明度 (Lightness)
来表示某一场所的明亮值。 辉度 色度 (x, y) Luminance Chromaticity
Nit, 表示物体或光源等的光辉程度。也 Cd/m2 就是说单位正射影面积内的光度。
描述人眼色彩视觉感应强度的一种 度量值 。
光通量(单位: 流明)
• 1 流明: 1烛光的光源在一立体弧度角内所发 出的光通量。 • 1 烛光: 每小时燃去 7.776g 标准烛所发出之 光 (英国标准烛系鲸油制成,直径为 7/8 吋)。 烛光为光度 I 之单位。 • F = 4πI • 1烛光 =4π流明 =12.56流明 空间中某一点所张开之立体角 =4π立体弧度 (球表面积 A =4πr ^2)
照度 v.s.色温
光学与色彩学基础
QQ:89733611
光频谱分布
IR
1150nm 1050nm 950nm 850nm 750nm
VIS
650nm 550nm 450nm
UV
350nm
DUV
250nm 150nm
光频谱分布
光色 波长λ（nm) 代表波长
红（Red） 橙（Orange） 黄（Yellow） 绿（Green） 青（Cyan） 蓝（Blue） 紫（Violet）
光度(单位: 烛光)
• 光的强度，光源在某一 方向单位立体角内所放 射出来的光通量。
照度
被照体单位面积内所受的光通量。 单位:Lux = lm / m2或 Phot = lm / cm2 米烛光: 距离一烛光的光源一公尺, 其面上之照度与 Lux大小相等. Inverse Square Law: 平方反比定律 (1)E=dF/dA=4πI/ 4πr2=I/r2 照度 = 光度 / (距离)2 (2)E1r12= E2r22
相同的色温会对应到好几组不同的 x, y值. 因此以 x, y 来定义一个颜色会较用色温定义会来的好.
黑体辐射轨迹线
黑体温度与发出光色变化
黑色温度(K) 室温 800 3000 4000 5000 8000 60000 发出光色 黑 红 黄白 白 冷白 蓝白 深蓝 感觉 温暖
中间 清冷
不同光色的色温表
杆状细胞 锥状细胞
rods
cones
bipolar ganglion
horizontal amacrine
light
3 种型态的 Cones
• ρ-cones, most sensitive to red light (564 nm) • γ-cones, most sensitive to green light (534 nm) • β-cones, most sensitive to blue light (420 nm)
明 度
彩度
色彩三属性 --明度
• 在无彩度中，明度最高是白色，最低是黑 色，其间为各种深浅的灰色
高明度
低明度
色彩三属性 --彩度
• 纯色彩度最高，混色（不论白、灰、黑或 有彩色）越多越降低其彩度
低彩度
高彩度
HSV
Saturation Value
Hue
CIE Color Standard
为什么需要Color Standard? 相同的颜色会随着人或显示器的不同而不同. 要有一个共通的标准来当做互相沟通的接口及基准.
780～630 630～600 600～570 570～500 500～470 470～420 420～380
700 620 580 550 500 470 420
不同波长的 UV 光
波长 UV-A UV-B UV-C 对皮肤的影响
Hale Waihona Puke 生成黑色素和褐斑, 使皮 400 – 320 nm 肤老化, 干燥且皱纹增加. 产生红斑和色素沉淀, 经 320 – 280 nm 常照射会有致癌的危机. 穿透力强, 可影响细胞, 280 – 200 nm 但大部分会被臭氧层或 云雾吸收.
光用语之示意图
色彩产生三要素
• 光源(Light) • 物体(Object) • 观察者(Vision)
人类的视觉
人类眼球的构造
水晶体 瞳孔 瞳孔 玻璃体 视网膜 视网膜中央窝 视觉神经
角膜 眼水房水 睫状肌 巩膜
人类眼球的构造
视神经细胞
•视网膜上有两种视神经 细胞. •Rods: 杆状细胞 •无法分辨色彩 •暗视觉, 10-3cd/m2 •位于视网膜边缘 •Cones: 锥状细胞 •能分辨色彩 •明视觉, 数个 cd/m2 •集中位于中央窝
CCFL光谱分布图
• 光源的光谱图是纪录光源在不同波长，发光 能量的图形。
中心 peak 值: R: 约 611 nm G: 约 544 nm B: 约 450 nm
• 如各色粉的型号固定时, 我们并不能改变其幅宽及中心值, 能
改的只是其发光能量大小 (放不同重量的R, G, B).
CCFL光谱分布图(200-800nm)
光的度量用语
中文名 称
光通量 (光束) 光度 照度
英文名称
Luminous Flux Luminous Intensity Lux
单位
流明 Lm 烛光 Cd
说明
光源在单位时间内所发出的光之能 量，简单说就是发光量。 光的强度，在某一特定方向角内所 放射光的量。 单位面积内所射入光的量，也就是
Lm/m 光束除以面积(m2)所得到的值，用 2
明度
色相
彩度
色相 (Hue)
• 又称为色调, 藉以区别色彩的名称或色彩的种类, 与色彩的明暗无关.
色相环之一例
彩度(Saturation) 与明度(Lightness)
• 彩度:指色彩的强度, 亦可说是色彩的饱和度, 用以区分色彩的纯度. 亦可 指颜色偏离灰色, 接近纯光谱色的程度. • 明度:指色彩的明暗程度, 其高低要看其接近白色或黑色的程度而定.
NTSC Ratio判定色彩饱和度之标准
Device Color Gamut
发光效率（lm/W）
• 每一消耗电力（Watt）所输出光的 能量（lm）。 • 每一消耗电力输出的光源愈多，就 表示光源效率愈高，亦即愈省电。 • 发光效率依功率大小、种类、使用 状况而异。
发光效率比较
20 40
18 白热电灯 21 卤素灯 60 水银灯 75 金属卤化物灯 83日光灯 108高压钠光灯
60
80
100
120
黑体辐射(Blackbody Radiator)
• 黑体：亦称为完全辐射体，它既不反射也不
透射，能在任何温度下将辐射到它表面的任 何波长的能量全部吸收。此为遵从普朗克辐 射定律之假想物体。
辉度
• 光源体在某一方向上,每单位投影面积 (S’), 所发 出的光度. • 从某一方向所看到物体反射光线的强度。也就是 说单位面积对某一方向反射的光之强度。
M = F / S = 4πI / S = πI / S’ = πL 亮度(lm/m2)=π x 辉度(cd/m2) * 球体之表面积为 4πr2, 但其投影面积为 πr2.
• 演色性是物体在光源下的感受与在太阳 光下的感受的真实度百分比。 • 演色性高的光源对颜色的表现较逼真， 眼睛所呈现的物体愈接近自然原味 。 • 测量标准是以自然光Ra-100为100%真实 色彩。 • 人工光源 - 在选择适用的色温时，与通色 的自然光比较色彩真实感为90%就以Ra90来表示。
演色指数与演色性评价
光与色彩
光的物理性质： • 波长：
– 产生色相的区别 – 波长短的偏蓝，波长长的偏红
• 振幅：
– 产生明暗的区别 – 振幅大的偏亮，振幅小的偏暗
影响色彩的因素
• • • • • 光源 –阳光, 人工光源 观察者 –人与人间之差异, 年纪, 人种 大小 –size, 区域 背景 –明亮度, 色彩 观看方向 –view angle, illuminating angle
The spectrum of lamp without UV-Cut
313 nm, 363 nm
CF + CCFL
100 80
Transmitance
60
40
Red Green Blue CCFL
20
0 380
430
480
530
580 Wavelength
630
680
730
780
演色性(Color Rendering Index)
CIE RGB表色系统
CIE: Commission Internationale de l’Eclairage 国际照明委员会 三原色:
R:λ=700.0 nm G:λ=546.1 nm 1.0000 lm 4.5907 lm
RGB Color Matching Functions
B:λ=435.8 nm 0.0601 lm -------------------------------------标准白光 5.6508 lm
• CIE (x, y)并不是一个 uniform color space. •1942 MacAdam •以25个色度点为中心 来测试 •椭圆代表此点色彩之 宽容量(人眼感觉不出 色彩变化的范围). •椭圆大小表示人眼色 彩分辨之极限.
CIE 1976 Chromaticity Diagram