色度实验
任何颜色都用匹配该颜色 的三基色的比例加以规定, 因此每一颜色都在色度图 中占有确定的位置。
色度图中: X轴色度坐标相当于红基色的比例; Y轴色度坐标相当于绿基色的比例。 图中没有Z轴色度坐标(即蓝基色 所占的比例),因为比例系数X+ Y+Z=1,Z的坐标值可以推算出 来,即1一(X+Y)=Z。
例如,某物体在日光下呈现绿 色是因为它反射的光中绿色成 分占优势,而其它成分被吸收 掉了。对于透射光,色调由透 射光的波长分布或光谱所决定。
色纯度是指彩色光所呈现颜色 的纯洁程度。对于同一色度的彩 色光,其色纯度越高,颜色就越 深,或越纯;反之颜色就越淡, 纯度越低。色调和色纯度合称色 度,它既说明彩色光的颜色类别, 又说明颜色的深浅程度。
色卡
孟塞尔色彩体系
本实验主要介绍常用的CIE表色 系统,它是基于加色法混色系统 发展而来的。
一、实验目的 (1)熟悉WSG-8型色度仪的实验装置 及软件操作界面,并掌握使用方法 (2)学会用透射或反射方法测量样品的 主波长、纯度、色坐标等色度学量.
二、实验装置
溴钨灯电源
反射出射狭缝 透射出射狭缝 滤色片插孔
如果是二基色混合,则在三个 系数中有一个为零;如匹配白 色,则R、G、B应相等。
色度图中的弧形曲线上的各点 是光谱上的各种颜色即光谱轨 迹,是光谱各种颜色的色度坐 标。
红色波段在图的右下部,绿色 波段在左上角,蓝紫色波段在 图的左下部。图下方的直线部 分,即连接400nm和700nm 的直线,是光谱上所没有的、 由紫到红的系列。
本实验用WGS-8型实验仪通 过透射和反射的方法把某种颜 色的色度坐标 x, y , z 测出来。
四、实验内容
1.首先确认各条信号线及电源线连接 好后,按下电控箱上的电源按钮,一 起正式启动 2.透过率及发光体的测量 3.反射测量 4.关机
思考题:
1.什么是光谱的三刺激值?光谱三刺激值 有什么意义? 2.什么是颜色三刺激值?它与光谱三刺激 值是什么关系? 3.测量反射样品和测量透射样品时有何不 同? 4.明度、色调、彩度三个概念有何不同? 5.本实验系统是否可作光源颜色特性测量? 如何进行? 6.色度学是如何应用于彩色电视机颜色系 统上的?
反射样品池
入射狭缝
色度仪电源
溴钨灯
WSG-9型色度仪
透射样品池
接收器 积球
光谱仪外形图
样品池
样品池
积分球
反射样品池
反射测量装置
M1 反射镜、M2 准光镜、M3 物镜、G平面衍射光栅、Z 转镜 S1 入射狭缝、S2 光电倍增管接收、S3 观察口、S 样品池
光路图
WGS-9型色度实验系统
透过率及发光体测量工具
山东师范大学物理实验中心
颜色科学在彩色显示、印刷、纺织以 及摄影美术行业的作用是巨大的。人 眼对物体色彩的视觉感受涉及物理学 (物体的自发光、透射光和反射光形 成颜色刺激)、生理学(感光细胞响 应与传输,颜色刺激转变为神经信 号)、心理学(颜色感知的响应)等 方面。
我们所说的色度学是对颜色刺激进行 物理测量、数学计算并定量评价的学 科,它不涉及神经响应、传输及颜色 感知。国际上颜色的定量表述有多种 系统,如用色卡表述的孟塞尔表色系 统、国际照明委员会推荐的CIE表色 系统等,各系统之间一定条件系可以 转换。
实验预习
1.阅读色度学基础理论,了解色度 学实验原理。 2.了解光栅光谱仪测量原理和大致 结构 3.三刺激值的含义是什么?本实验 测量的是什么物理量?如何由它们 得到色坐标系。
S点位于从C到590nm光谱轨迹的 45%处,所以它的色纯度为45% (色纯度%=(CS/CO)×100。 从光谱轨迹的任一点通过C画一直 线抵达对侧光谱轨迹的一点,这 条直线两端的颜色互为补色(虚 线)。
从紫红色段的任一点通过C 点画一直线抵达对侧光谱轨 迹的一点,这个非光谱色就 用该光谱颜色的补色来表示。 表示方法是在非光谱色的补 色的波长后面加一G字,如 536G,这一紫红色是 536nm绿色的补色。
靠近图中心的C是白色,相 当于中午阳光的光色,其色 度坐标为X=0.3101,Y= 0.3162。
设色度图上有一颜色S,由C通过 S画一直线至光谱轨迹O点 (590nm),S颜色的主波长即 为590nm,此处光谱的颜色即S 的色调(橙色)。
某一颜色离开C点至光谱轨迹 的距离表明它的色纯度,即 饱和度。颜色越靠近C越不纯, 越靠近光谱轨迹越纯。
反射测量光路
三、实验原理
颜色可以分为黑白和彩色两
个系列,黑灰白以外的所有 颜色均为彩色系列。彩色可 以用三个参数来表示:明度 (亮度或纯度)、色调(主波长 或补色主波长)和色纯度(饱 和度)。
明度表示颜色的明亮程度,颜 色越亮明度值越大;色调反映 颜色的类别,如红色、绿色、 蓝色等。彩色物体的色调决定 于在光照明下反射光的光谱成 分。
根据色度学原理: 所有颜色均可由红绿蓝三种颜色 匹配而成,这三种颜色称为三基 色。
X x X Y Z
Y y X Y Z
Z z X Y Z 用 x, y, z 分别来代表红、绿、蓝
三种颜色的比例系数
有:
x y z 1
所有的光谱色在色坐标上为一马蹄 形曲线,该图称为CIE1931色坐标.