1、可見光的波長范圍可見光的波長范圍色溫的概念，色溫的概念，5種標準白光源及其色溫，演播種標準白光源及其色溫，演播室的色溫分別是多少室的色溫分別是多少人眼視覺特性：視覺惰性、臨界閃爍頻率、人人眼視覺特性：視覺惰性、臨界閃爍頻率、人眼的分辨力。眼的分辨力。彩色三要素彩色三要素什么是三基色原理？三基色原理的主要內容。什么是三基色原理？三基色原理的主要內容。相加混色相加混色標清電視系統的亮度方程及其物理含義標清電視系統的亮度方程及其物理含義26.1.1 6.1.1 可見光與顏色可見光與顏色光是一種電磁波光是一種電磁波，它具有，它具有波粒二象性波粒二象性波波動特性和微粒特性。動特性和微粒特性。電磁波電磁波

2、包適無線電波、紅外線、可見光、包適無線電波、紅外線、可見光、紫外線、紫外線、x射線和宇宙射線等等，它們分別射線和宇宙射線等等，它們分別占據不同的頻率范圍。占據不同的頻率范圍。人眼能看見的人眼能看見的可見光譜可見光譜只集中在只集中在3.853.85101014147.897.8910101414HzHz的頻段內，其波長的頻段內，其波長范圍在范圍在380380780 nm780 nm之間。之間。 46.1.16.1.1可見光與顏色可見光與顏色可見光譜可見光譜：能夠引起人眼的視覺反應的電磁波：能夠引起人眼的視覺反應的電磁波的光譜范圍。的光譜范圍。波長范圍波長范圍：380nm380nm780nm780

3、nm。1、顏色感覺、顏色感覺：對人眼產生不同的色覺。隨著：對人眼產生不同的色覺。隨著波長減小，色覺依次為波長減小，色覺依次為紅、橙、黃、綠、青、紅、橙、黃、綠、青、藍、紫藍、紫。2、亮度感覺、亮度感覺：輻射功率相同但波長不同的光：輻射功率相同但波長不同的光給人眼的亮度不相同。給人眼的亮度不相同。56.1.2 6.1.2 光源與色溫光源與色溫光源：光源：能發光的物理輻射體。（太陽、燈）能發光的物理輻射體。（太陽、燈）光源的絕對輻射功率譜：光源的絕對輻射功率譜：光源的輻射功率在各光源的輻射功率在各個波長上的分布情況，個波長上的分布情況， 用用 （） W/m表示。表示。 ()=d()/d()W/m(

4、)=d()/d()W/m相對輻射功率相對輻射功率:各個光源的光譜功率分布相對各個光源的光譜功率分布相對于黃綠光的光譜功率分布的比值。于黃綠光的光譜功率分布的比值。用用 （）表示。表示。 （） = = （） / / （555 555 ） （） 1 1 61 1、光源、光源相對光譜功率分布曲線相對光譜功率分布曲線 日光日光在可見光范圍內輻射在可見光范圍內輻射功率分布較均勻；功率分布較均勻；白熾燈白熾燈越往長波長處輻射越往長波長處輻射功率越大；功率越大；鈉燈鈉燈屬于線狀光源，它發屬于線狀光源，它發出特定的一種黃色；出特定的一種黃色；等能白光源（等能白光源（假想的光源假想的光源，一個方便而有意義的人為

5、一個方便而有意義的人為規定的基準白色光源。規定的基準白色光源。 ）在可見光范圍內輻射功率在可見光范圍內輻射功率完全均勻，它發出某一種完全均勻，它發出某一種白色光。白色光。 72 2、色溫、色溫1.絕對黑體絕對黑體：既不反射也不透射光線，而能完全吸：既不反射也不透射光線，而能完全吸收入射光的物體。收入射光的物體。 它對所有波長輻射的吸收系它對所有波長輻射的吸收系數均為數均為1。 絕對黑體在自然界是不存在的。絕對黑體在自然界是不存在的。2.色溫色溫：當光源發射光的相對輻射功率譜及相應顏：當光源發射光的相對輻射功率譜及相應顏色與絕對黑體在某一溫度下輻射光色完全相同時，色與絕對黑體在某一溫度下輻射光色

6、完全相同時，絕對黑體的溫度稱為該光源的色溫，絕對黑體的溫度稱為該光源的色溫，單位以絕對單位以絕對開氏溫度開氏溫度(K)表示。表示。3.目的目的：進行色度的計算和白光的比較。：進行色度的計算和白光的比較。 4.注意：注意：色溫并非光源本身的實際溫度，而是色溫并非光源本身的實際溫度，而是表征表征光源波譜特性的參量光源波譜特性的參量。5.規律：規律：在幾種標準白光中，在幾種標準白光中，色溫較低者，偏紅；色溫較低者，偏紅；色溫較高時，偏藍。色溫較高時，偏藍。83 3、五種標準白光源、五種標準白光源在色度學和電視技術中，常以白色作為一種標準。標準光源都是白光。常用五種標準白光常用五種標準白光有：有：A、

7、B、C、D65和和E光源。光源。 9五種標準光源五種標準光源(1) (1) A A光源（光源（A A白）：色溫為白）：色溫為2854K2854K的白光，的白光， 光譜光譜偏紅偏紅， 相當于充氣鎢絲白熾燈所產生的光。相當于充氣鎢絲白熾燈所產生的光。 (2) (2) B B光源（光源（B B白）白） ：色溫為：色溫為4874K4874K的白光，的白光， 近近似中午直射的太陽光。似中午直射的太陽光。(3) (3) C C光源（光源（C C白）白） ：色溫為：色溫為6774K6774K的白光，的白光， 相相當于白天的自然光。當于白天的自然光。 它是它是NTSNTSC C制彩色電視白制彩色電視白光標準光

8、源。光標準光源。 10五種標準光源五種標準光源 (4) (4) D D6565光源（光源（ D D65 65 白）：色溫為白）：色溫為6504K6504K的白光，的白光， 相當于白天的平均光照相當于白天的平均光照。 它是它是P PA AL L制彩色電視制彩色電視的白光標準光源。的白光標準光源。 (5) (5) E E光源光源( (E E白白) )：色溫為：色溫為5500K5500K的等能量白光。的等能量白光。 它是為簡化色度學計算所采用的一種它是為簡化色度學計算所采用的一種假想光源，假想光源， 實際并不存在。實際并不存在。 此外，電視演播室鹵鎢燈光源的色溫為此外，電視演播室鹵鎢燈光源的色溫為3

9、200K3200K，有體積小、有體積小、 亮度高、亮度高、 壽命長、壽命長、 色溫穩定等優色溫穩定等優點。點。 11人眼視覺特性人眼視覺特性人能感覺到圖像的顏色和亮度是眼睛的生理結構人能感覺到圖像的顏色和亮度是眼睛的生理結構所決定的。電影和電視都是根據人眼的視覺特性所決定的。電影和電視都是根據人眼的視覺特性發明的。發明的。 人眼的視覺特性是電視技術發展的重要依據。人眼的視覺特性是電視技術發展的重要依據。 136.2.1 視敏特性視敏特性視覺靈敏度視覺靈敏度波長不同的可見光光波，給人的顏色感覺波長不同的可見光光波，給人的顏色感覺不同，亮度感覺也不同，人眼對不同波長不同，亮度感覺也不同，人眼對不同

10、波長光的光的靈敏度靈敏度是不同的。是不同的。 人眼的靈敏度因人而異，同一個人眼睛的人眼的靈敏度因人而異，同一個人眼睛的靈敏度也隨年齡和健康狀況有所變化，靈敏度也隨年齡和健康狀況有所變化， 所所以采用統計方法，用許多正常視力的觀察以采用統計方法，用許多正常視力的觀察者來做實驗，者來做實驗， 取其平均值。取其平均值。 146.2.1 視敏特性視敏特性1、視敏函數：、視敏函數：K（）=1/Pr（），光輻射），光輻射功率的倒數。功率的倒數。在明亮環境下，人眼對波長為在明亮環境下，人眼對波長為555nm的黃的黃綠光最為敏感。綠光最為敏感。2、相對視敏函數：、相對視敏函數：V（）=K（）/Kmax=K（）

11、/K（555）=Pr（555）/ Pr（）15經過對各種類型人的實驗進行統計，國際經過對各種類型人的實驗進行統計，國際照明委員會推薦照明委員會推薦標準視敏度曲線標準視敏度曲線(也稱相對也稱相對視敏函數曲線視敏函數曲線)如圖中的如圖中的V（）曲線所示。）曲線所示。 圖中曲線表明具有相等輻射能量、不同波圖中曲線表明具有相等輻射能量、不同波長的光作用于人眼時，引起的亮度感覺是長的光作用于人眼時，引起的亮度感覺是不一樣的。不一樣的?？梢钥闯鋈搜圩蠲舾械墓獠ㄩL可以看出人眼最敏感的光波長為為555nm，顏色是黃綠色，顏色是黃綠色，這一區域顏色，這一區域顏色，人眼看起來省力，不易疲勞。在人眼看起來省力，不易

12、疲勞。在555nm兩兩側，隨著波長的增加或減少，亮度感覺逐側，隨著波長的增加或減少，亮度感覺逐漸降低。在可見光譜范圍之外，輻射能量漸降低。在可見光譜范圍之外，輻射能量再大，人眼也是沒有亮度感覺的。再大，人眼也是沒有亮度感覺的。 標準視敏度曲線400500600700波長 / nm相對視敏度V()0.80.60.40.201.0VG()20VB()VR()6.2.2 彩色視覺彩色視覺人眼視網膜上有大量的人眼視網膜上有大量的光敏細胞，按形狀光敏細胞，按形狀分為桿狀細胞和錐狀細胞分為桿狀細胞和錐狀細胞。 桿狀細胞靈敏度很高，但對彩色不敏感，桿狀細胞靈敏度很高，但對彩色不敏感， 人的夜間視覺主要靠它起

13、作用，因此，在人的夜間視覺主要靠它起作用，因此，在暗處只能看到黑白形象而無法辨別顏色。暗處只能看到黑白形象而無法辨別顏色。 錐狀細胞既可辨別光的強弱，又可辨別顏錐狀細胞既可辨別光的強弱，又可辨別顏色，色， 白天視覺主要由它來完成。白天視覺主要由它來完成。 18關于彩色視覺，科學家曾做過大量實驗并關于彩色視覺，科學家曾做過大量實驗并提出視覺三色原理的假設，認為錐狀細胞提出視覺三色原理的假設，認為錐狀細胞又可分成三類，分別稱為又可分成三類，分別稱為紅敏細胞紅敏細胞、綠敏綠敏細胞細胞、藍敏細胞藍敏細胞。 它們各自的相對視敏函數曲線分別為下圖它們各自的相對視敏函數曲線分別為下圖所示的所示的VR（）、）

14、、VG（）、）、VB（），其峰），其峰值分別在值分別在580 nm、 540 nm、 440 nm處。處。 圖中圖中VB（）曲線幅度很低，已將其放大了）曲線幅度很低，已將其放大了20倍。三條曲線的總和等于相對視敏函數倍。三條曲線的總和等于相對視敏函數曲線曲線V（）。）。 三條曲線是部分交叉重疊的，很多單色光同三條曲線是部分交叉重疊的，很多單色光同時處于兩條曲線之下，例如時處于兩條曲線之下，例如600nm的單色黃的單色黃光就處在光就處在VR（）、）、VG（）曲線之下，所以）曲線之下，所以600nm的單色黃光既激勵了紅敏細胞，又激的單色黃光既激勵了紅敏細胞，又激勵了綠敏細胞，可引起混合的感覺。勵了

15、綠敏細胞，可引起混合的感覺。 當混合紅綠光同時作用于視網膜時，分別使當混合紅綠光同時作用于視網膜時，分別使紅敏細胞、綠敏細胞同時受激勵，只要混合紅敏細胞、綠敏細胞同時受激勵，只要混合光的比例適當，所引起的彩色感覺，可以與光的比例適當，所引起的彩色感覺，可以與單色黃光引起的彩色感覺完全相同。單色黃光引起的彩色感覺完全相同。 不同波長的光對三種細胞的刺激量是不同不同波長的光對三種細胞的刺激量是不同的，產生的彩色視覺各異，人眼因此能分的，產生的彩色視覺各異，人眼因此能分辨出五光十色的顏色。辨出五光十色的顏色。 電視技術利用了這一原理，在圖像重現時，電視技術利用了這一原理，在圖像重現時， 不是重現原來

16、景物的光譜分布，而是利用不是重現原來景物的光譜分布，而是利用三種相似于紅、三種相似于紅、 綠、綠、 藍錐狀細胞特性曲線藍錐狀細胞特性曲線的三種光源進行配色，在色感上得到了相的三種光源進行配色，在色感上得到了相同的效果。同的效果。 6.2.3 視覺惰性視覺惰性實驗證明，人眼的主觀亮度感覺與客觀光實驗證明，人眼的主觀亮度感覺與客觀光的亮度是不同步的。的亮度是不同步的。當一定強度的光突然作用于視網膜時，不當一定強度的光突然作用于視網膜時，不能在瞬間形成穩定的主觀亮度感覺，而是能在瞬間形成穩定的主觀亮度感覺，而是按近似指數規律上升；當亮度突然消失后，按近似指數規律上升；當亮度突然消失后，人眼的亮度感覺

17、并不立即消失，而是按近人眼的亮度感覺并不立即消失，而是按近似指數規律下降，即人眼的亮度感覺總是似指數規律下降，即人眼的亮度感覺總是滯后于實際亮度的，這一特性稱為滯后于實際亮度的，這一特性稱為視覺惰視覺惰性性或或視覺暫留視覺暫留。 22 圖圖 6-6 人眼的視覺惰性人眼的視覺惰性 (a) 作用于人眼的光脈沖亮度；作用于人眼的光脈沖亮度；(b) 主觀亮度感覺主觀亮度感覺t光脈沖亮度(a)t1視覺亮度(b)t2t圖圖6-6(a)表示作用于人眼的光脈沖，表示作用于人眼的光脈沖， 圖圖 (b)表示該光脈沖造成的主觀亮度感覺，它滯表示該光脈沖造成的主觀亮度感覺，它滯后于實際的光脈沖。光脈沖消失后，亮度后于

18、實際的光脈沖。光脈沖消失后，亮度感覺還要一段時間才能消失。感覺還要一段時間才能消失。 圖圖 (b)中中t1t2就是視覺暫留時間。就是視覺暫留時間。 在中等亮度的光刺激下，在中等亮度的光刺激下， 視力正常的人視視力正常的人視覺暫留時間約為覺暫留時間約為0.1 s0.1 s。6.2.3 視覺惰性視覺惰性視覺惰性是現代電視和電影的基礎。視覺惰性是現代電視和電影的基礎。電影和電視都是將一幅幅靜止的畫面以一定的電影和電視都是將一幅幅靜止的畫面以一定的頻率在屏幕上輪流顯示。雖然人眼看到的是靜頻率在屏幕上輪流顯示。雖然人眼看到的是靜止的畫面，但是由于視覺暫留特性，前一幅畫止的畫面，但是由于視覺暫留特性，前一

19、幅畫面的印象尚未消失，后一幅畫面的印象又開始面的印象尚未消失，后一幅畫面的印象又開始建立，因此人眼感覺不到畫面是斷續的。建立，因此人眼感覺不到畫面是斷續的。視覺產生連續感的前提：視覺產生連續感的前提：靜止畫面的時間靜止畫面的時間間隔小于視覺暫留時間，即畫面的換幅頻間隔小于視覺暫留時間，即畫面的換幅頻率大于視覺暫留時間的倒數。率大于視覺暫留時間的倒數。256.2.3 視覺惰性視覺惰性如果取視覺暫留時間為如果取視覺暫留時間為0.050.05秒，則畫面秒，則畫面的換幅頻率必須要大于的換幅頻率必須要大于2020Hz才能產生才能產生連續感。連續感。電影電影在拍攝和放映時是按在拍攝和放映時是按每秒每秒24

20、24格格進行的，進行的，因此其換幅頻率為因此其換幅頻率為24Hz，滿足人眼產生連，滿足人眼產生連續感的需求。續感的需求。電視電視的幀頻為的幀頻為2525或或30Hz30Hz，同樣也滿足連續感，同樣也滿足連續感的需要。的需要。26閃爍感覺閃爍感覺人眼受到頻率較低的周期性的光脈沖刺激人眼受到頻率較低的周期性的光脈沖刺激時，會感到一亮一暗的閃爍現象，如果將時，會感到一亮一暗的閃爍現象，如果將重復頻率提高到某個定值以上，由于視覺重復頻率提高到某個定值以上，由于視覺惰性，眼睛就感覺不到閃爍了。不引起閃惰性，眼睛就感覺不到閃爍了。不引起閃爍感覺的最低重復頻率，稱為爍感覺的最低重復頻率，稱為臨界閃爍頻臨界閃

21、爍頻率率。 27臨界閃爍頻率與很多因素有關，其中最重要臨界閃爍頻率與很多因素有關，其中最重要的是光脈沖亮度，的是光脈沖亮度，隨著光脈沖亮度的提高，隨著光脈沖亮度的提高，臨界閃爍頻率也會提高。臨界閃爍頻率也會提高。臨界閃爍頻率還與臨界閃爍頻率還與亮度變化幅度有關，亮度變化幅度有關，亮度變化幅度越大，亮度變化幅度越大， 臨臨界閃爍頻率越高。界閃爍頻率越高。 人眼的臨界閃爍頻率約為人眼的臨界閃爍頻率約為46Hz。對于重復頻對于重復頻率在臨界閃爍頻率以上的光脈沖，人眼不再率在臨界閃爍頻率以上的光脈沖，人眼不再感覺到閃爍，這時主觀感覺的亮度等于光脈感覺到閃爍，這時主觀感覺的亮度等于光脈沖亮度的平均值。沖

22、亮度的平均值。 6.2.4 人眼的分辨力人眼的分辨力分辨力是指人眼在觀看景物時對細節的分分辨力是指人眼在觀看景物時對細節的分辨能力。辨能力。對人眼進行分辨力測試的方法如圖對人眼進行分辨力測試的方法如圖6-7所示，所示，在眼睛的正前方放一塊白色的屏幕，屏幕上面在眼睛的正前方放一塊白色的屏幕，屏幕上面有兩個相距很近的小黑點，有兩個相距很近的小黑點， 逐漸增加畫面與逐漸增加畫面與眼睛之間的距離，當距離增加到一定長度時，眼睛之間的距離，當距離增加到一定長度時，人眼就分辨不出有兩個黑點存在，感覺只有一人眼就分辨不出有兩個黑點存在，感覺只有一個黑點，這說明眼睛分辨景色細節的能力有一個黑點，這說明眼睛分辨景

23、色細節的能力有一個極限值，我們將這種分辨細節的能力稱為人個極限值，我們將這種分辨細節的能力稱為人眼的眼的分辨力或視覺銳度分辨力或視覺銳度。 29人眼對彩色細節的分辨力比對黑白細節的分辨人眼對彩色細節的分辨力比對黑白細節的分辨力要低。力要低。例如，黑白相間的等寬條子，相隔一定距離觀看時，例如，黑白相間的等寬條子，相隔一定距離觀看時，剛能分辨出黑白差別，如果用紅綠相間的同等寬度剛能分辨出黑白差別，如果用紅綠相間的同等寬度條子替換它們，此時人眼已分辨不出紅綠之間的差條子替換它們，此時人眼已分辨不出紅綠之間的差別，而是一片黃色。別，而是一片黃色。 人眼對運動景物的分辨力要低于對靜止景物人眼對運動景物的

24、分辨力要低于對靜止景物的分辨力。的分辨力。實驗還證明，實驗還證明，人眼對不同彩色，分辨力也各不人眼對不同彩色，分辨力也各不相同。相同。如果眼睛對黑白細節的分辨力定義為如果眼睛對黑白細節的分辨力定義為100%，則實驗測得人眼對各種顏色細節的相，則實驗測得人眼對各種顏色細節的相對分辨力用百分數表示如下表所示。對分辨力用百分數表示如下表所示。 表表 人眼對各種顏色細節的相對分辨力人眼對各種顏色細節的相對分辨力 因為人眼對彩色細節的分辨力較差，因為人眼對彩色細節的分辨力較差， 所以所以在在彩色電視系統中傳送彩色圖像時，只傳送黑白圖彩色電視系統中傳送彩色圖像時，只傳送黑白圖像細節，而不傳送彩色細節像細節

25、，而不傳送彩色細節，這樣做可減少色信，這樣做可減少色信號的帶寬，這就是號的帶寬，這就是大面積著色原理大面積著色原理的依據。的依據。 6.3.1 彩色三要素彩色三要素描述一種色彩需要用描述一種色彩需要用亮度、亮度、 色調和飽和度色調和飽和度三個基本參量，三個基本參量， 這三個參量稱為這三個參量稱為彩色三要彩色三要素素。亮度反映光的明亮程度。亮度反映光的明亮程度。 彩色光輻射的功彩色光輻射的功率越大，率越大， 亮度越高，亮度越高， 反之亮度越低。反之亮度越低。 不發不發光物體的亮度取決于它反射光功率的大小。光物體的亮度取決于它反射光功率的大小。 若照射物體的光強度不變，若照射物體的光強度不變， 物

26、體的反射性物體的反射性能越好，能越好， 物體越明亮，物體越明亮， 反之越暗。反之越暗。 對于一對于一定的物體，定的物體， 照射光越強，照射光越強， 物體越明亮，物體越明亮， 反反之越暗。之越暗。 336.3.1 彩色三要素彩色三要素 色調反映彩色的類別，色調反映彩色的類別， 例如紅、例如紅、 橙、橙、 黃、黃、 綠、綠、 青、青、 藍、藍、 紫等不同顏色。紫等不同顏色。發光物體的色調由光譜功率分布決定發光物體的色調由光譜功率分布決定，不不同波長的光呈現不同的色調，同波長的光呈現不同的色調，不發光物體不發光物體的色調由照明光源和該物體的吸收、反射的色調由照明光源和該物體的吸收、反射或透射特性共同

27、決定?；蛲干涮匦怨餐瑳Q定。 人眼能辨別的色調有人眼能辨別的色調有180多種。多種。346.3.1 彩色三要素彩色三要素飽和度反映彩色光的深淺程度。飽和度反映彩色光的深淺程度。 同一色調的彩色光，會給人以深淺不同的感覺，同一色調的彩色光，會給人以深淺不同的感覺， 深紅、粉紅是兩種不同飽和度的紅色，深紅色深紅、粉紅是兩種不同飽和度的紅色，深紅色飽和度高，粉紅色飽和度低。飽和度高，粉紅色飽和度低。 飽和度與彩色光中的白光比例有關，白光比例飽和度與彩色光中的白光比例有關，白光比例越大，飽和度越低。越大，飽和度越低。高飽和度的彩色光可加白高飽和度的彩色光可加白光來沖淡成低飽和度的彩色光。光來沖淡成低飽和

28、度的彩色光。 飽和度最高稱為純色或飽和色。譜色光就是純飽和度最高稱為純色或飽和色。譜色光就是純色光，其飽和度為色光，其飽和度為100%100%。飽和度低于飽和度低于100%100%的的彩色稱為非飽和色，日常生活中所見到的大多彩色稱為非飽和色，日常生活中所見到的大多數彩色是非飽和色。數彩色是非飽和色。 白光的飽和度為白光的飽和度為0 0。 356.3.1 彩色三要素彩色三要素色飽和度和色調合稱為色飽和度和色調合稱為色度色度， 它表示彩色它表示彩色的種類和彩色的深淺程度。的種類和彩色的深淺程度。 在彩色電視系統中，所謂傳輸彩色圖像，在彩色電視系統中，所謂傳輸彩色圖像，實質上是傳輸圖像中的每一個像素

29、的亮度實質上是傳輸圖像中的每一個像素的亮度和色度。和色度。366.3.3 三基色原理三基色原理根據人眼的視覺特性，在電視機中重現圖根據人眼的視覺特性，在電視機中重現圖像時并不要求完全重現原景物反射或透射像時并不要求完全重現原景物反射或透射光的光譜成分，而應獲得與原景物相同的光的光譜成分，而應獲得與原景物相同的彩色感覺。彩色感覺。 因此仿效人眼三種錐狀細胞，可以任選三因此仿效人眼三種錐狀細胞，可以任選三種基色，種基色，三種基色必須是相互獨立的三種基色必須是相互獨立的，任，任一種基色都不能由其他兩種基色混合得到，一種基色都不能由其他兩種基色混合得到， 將它們按不同比例進行組合，可得到自然將它們按不

30、同比例進行組合，可得到自然界中絕大多數的彩色。界中絕大多數的彩色。376.3.3 三基色原理三基色原理 具有這種特性的三個單色光叫基色光，這具有這種特性的三個單色光叫基色光，這三種顏色叫三基色。三種顏色叫三基色。三基色原理三基色原理：自然界中絕大多數的彩色可自然界中絕大多數的彩色可以分解為三基色，三基色按一定比例混合，以分解為三基色，三基色按一定比例混合，可得到自然界中絕大多數彩色?？傻玫阶匀唤缰薪^大多數彩色。 38三基色原理的主要內容三基色原理的主要內容（1）三基色必須是相互獨立的，即其中任）三基色必須是相互獨立的，即其中任一種基色都不能由另外兩種基色混合而產一種基色都不能由另外兩種基色混合

31、而產生。生。 （2）自然界中的大多數顏色，都可以用三）自然界中的大多數顏色，都可以用三基色按一定比例混合得到。基色按一定比例混合得到。 （3）三個基色的混合比例，決定了混合）三個基色的混合比例，決定了混合色的色調和飽和度。色的色調和飽和度。 （4）混合色的亮度等于構成該混合色的各）混合色的亮度等于構成該混合色的各個基色的亮度之和個基色的亮度之和396.3.3 三基色原理三基色原理 因為人眼的三種錐狀細胞對紅光、因為人眼的三種錐狀細胞對紅光、 綠光和綠光和藍光最敏感，藍光最敏感， 所以在紅色、所以在紅色、 綠色和藍色光綠色和藍色光譜區中選擇三個基色按適當比例混色可得譜區中選擇三個基色按適當比例混

32、色可得到較多的彩色。到較多的彩色。 在彩色電視中，在彩色電視中， 選用了紅、選用了紅、 綠、綠、 藍作為三基色，藍作為三基色， 分別用分別用R、 G、 B來表來表示。示。 國際照明委員會國際照明委員會(CIE)選定了紅基色的波長選定了紅基色的波長為為700 nm， 綠基色的波長為綠基色的波長為546.1 nm， 藍藍基色的波長為基色的波長為435.8 nm。406.3.3 三基色原理三基色原理 三基色原理是彩色電視技術的基礎，攝像三基色原理是彩色電視技術的基礎，攝像機把圖像分解成三基色信號，電視機又用機把圖像分解成三基色信號，電視機又用三基色信號還原出原圖像的色彩。三基色信號還原出原圖像的色彩

33、。 把三基色按照不同的比例混合獲得彩色的把三基色按照不同的比例混合獲得彩色的方法稱為方法稱為混色法混色法?；焐ㄓ谢焐ㄓ邢嗉踊焐嗉踊焐秃拖鄿p混色相減混色之分。之分。416.3.3 三基色原理三基色原理三基色光相混合得到的彩色光的亮度等于三基色光相混合得到的彩色光的亮度等于三種基色亮度之和，這種混合色的方法稱三種基色亮度之和，這種混合色的方法稱為為相加混色相加混色。 將三束等強度的紅、將三束等強度的紅、 綠、綠、 藍圓形單色光同藍圓形單色光同時投射到白色屏幕上，會出現三基色的圓時投射到白色屏幕上，會出現三基色的圓圖，其混合規律如圖圖，其混合規律如圖6-8所示。所示。42 圖 6-8 相加混

34、色 紅綠藍黃紫青白 適當改變三束光的強度，可以得到自然界中常見的彩色光。適當改變三束光的強度，可以得到自然界中常見的彩色光。紅色紅色+綠色綠色=黃色黃色 綠色綠色+藍色藍色=青色青色 藍色藍色+紅色紅色=品色品色 紅色紅色+綠色綠色+藍色藍色=白色白色 當兩種顏色混合得到白色時，這兩種顏色稱為當兩種顏色混合得到白色時，這兩種顏色稱為。紅色紅色+青色青色=白色白色 綠色綠色+品色品色=白色白色 藍色藍色+黃色黃色=白色白色上式中各關系式均是按各基色光等量相加的結果；上式中各關系式均是按各基色光等量相加的結果；若改若改變它們之間的混合比例變它們之間的混合比例，經相加混色便可獲得各種顏色，經相加混色

35、便可獲得各種顏色的彩色光。的彩色光。6.3.4 彩色的計量彩色的計量三基色原理是彩色計量的基礎；三基色原理是彩色計量的基礎；主要是通過確定三基色對人眼的刺激程度主要是通過確定三基色對人眼的刺激程度來進行的；來進行的；彩色彩色 的計量因三基色不同而有不同的計量的計量因三基色不同而有不同的計量系統（計色系統）。系統（計色系統）。RGB計色系統計色系統XYZ計色系統計色系統45RGB計色系統計色系統給定一種彩色光，給定一種彩色光， 可通過可通過配色實驗配色實驗來確定來確定其所含三基色的比例。其所含三基色的比例。 配色方程：配色方程： F FR R( (R R)+)+G G( (G G)+)+B B(

36、 (B B) ) （6-166-16）46 F FR R( (R R)+)+G G( (G G)+)+B B( (B B) ) （6-166-16）式中，式中， F為任意一個彩色光，為任意一個彩色光， (R)、 (G)、 (B)為三基色單位量，為三基色單位量，R、G、B為三色分布系數。為三色分布系數。 要配出彩色量要配出彩色量F，必須將，必須將R單位的紅基色、單位的紅基色、G單單位的綠基色和位的綠基色和B單位的藍基色加以混合。單位的藍基色加以混合。 R、G、B的的比例關系比例關系確定了所配彩色光的色度確定了所配彩色光的色度(含色調和飽和度含色調和飽和度)，R、G、B數值數值確定了所配確定了所配

37、彩色光的光通量（亮度）。彩色光的光通量（亮度）。 R(R)、G(G)、B(B)分別代表彩色量分別代表彩色量F中所含三中所含三基色的光通量成分，又稱為基色的光通量成分，又稱為彩色分量彩色分量。RGB計色系統計色系統配配成標準白光成標準白光E E白所需紅、白所需紅、 綠、綠、 藍三基色藍三基色的光通量比為的光通量比為14.59070.060114.59070.0601。為了為了簡化計算簡化計算，規定，規定紅基色光單位量的光紅基色光單位量的光通量為通量為1 lm1 lm，綠基色光和藍基色光單位量的，綠基色光和藍基色光單位量的光通量分別為光通量分別為4.5907 lm4.5907 lm和和0.0601

38、 lm0.0601 lm。 RGB計色系統計色系統17:4849RGB色彩空間采用物理三基色表示，因色彩空間采用物理三基色表示，因而物理意義很清楚，適合彩色顯象管工作。而物理意義很清楚，適合彩色顯象管工作。然而這一系統并不適應人的視覺特點。然而這一系統并不適應人的視覺特點。因而，產生了其它不同的色彩空間表示法。因而，產生了其它不同的色彩空間表示法。 XYZ計色系統計色系統（X X）= 0.4185= 0.4185（R R）- 0.0912- 0.0912（G G）+0.0009+0.0009（B B）（Y Y）=-0.1587=-0.1587（R R）+0.2524+0.2524（G G）+0

39、.0025+0.0025（B B） （Z Z）=-0.0828=-0.0828（R R）+0.0157+0.0157（G G）+0.1786+0.1786（B B） (6-22)(6-22)50XYZ計色系統計色系統選擇一組假想的三基色單位（選擇一組假想的三基色單位（X）、（）、（Y）、）、（Z），進行彩色量度和計算的系統。），進行彩色量度和計算的系統。在在XYZ計色制中，任何一種彩色的配色方計色制中，任何一種彩色的配色方程式可表示為程式可表示為 F=X（X）+Y（Y）+Z（Z）51 F=X（X）+Y（Y）+Z（Z）式中，式中， X、 Y、 Z為標準三色系數，為標準三色系數， (X)、 (Y)

40、、 (Z)為標準三基色單位。為標準三基色單位。 在在XYZ計色制中標準三色系數均為正數；計色制中標準三色系數均為正數； 系數系數Y的數值等于合成彩色光的全部亮度，系的數值等于合成彩色光的全部亮度，系數數X、 Z不包含亮度，合成彩色光色度仍由不包含亮度，合成彩色光色度仍由X、 Y、 Z的比值決定；的比值決定； 當當X=Y=Z時，時， 配出等能白光配出等能白光E白。白。 色度是由三色系數色度是由三色系數X、Y、Z的相對值確定的，的相對值確定的， 與與X、Y、Z的絕對值無關，如果僅考慮色度值的絕對值無關，如果僅考慮色度值時，可以用三色系數的時，可以用三色系數的相對值相對值表示。表示。 mXYZXXx

41、XYZmYYyXYZmZZzXYZm式中式中, m為色模，表示某彩色光所含標準三基色為色模，表示某彩色光所含標準三基色單位的總量，它與光通量有關，對顏色不產生單位的總量，它與光通量有關，對顏色不產生影響；影響； x、 y、 z為相對色度系數，又叫為相對色度系數，又叫。由上式可知由上式可知 x + y + z=1 當某一彩色量當某一彩色量F的相對色度系數的相對色度系數x、 y已知時，已知時， 則則z也為已知，即也為已知，即z是一個非獨立的參量。是一個非獨立的參量。 這樣就可將由配色實驗得到的數據，換算這樣就可將由配色實驗得到的數據，換算成成x、 y坐標值，坐標值， 并畫出其平面圖形，即并畫出其平

42、面圖形，即x - y標準色度圖標準色度圖， 如圖如圖6-136-13所示。所示。 圖圖6-13 標準色度圖和顯象三基色標準色度圖和顯象三基色y0.10.20.30.40.50.60.70.80.90.10.30.50.70.9x700600620590570550530520510505500490470440E白在在x-y色度圖中色度圖中所有光譜色都在所示的所有光譜色都在所示的舌形曲舌形曲線線上上。 曲線上各點的單色光既可用一定的波長來標記，曲線上各點的單色光既可用一定的波長來標記，也可用色度坐標來表示，也可用色度坐標來表示，該曲線亦稱為該曲線亦稱為光譜色光譜色曲線曲線。 舌形曲線下面不是閉

43、合的，用直線連接起來，舌形曲線下面不是閉合的，用直線連接起來， 則自然界中所有實際彩色都包含在這封閉的曲則自然界中所有實際彩色都包含在這封閉的曲線之內。線之內。 E白白點的坐標為點的坐標為x=1/3、 y=1/3, 譜色曲線上任意譜色曲線上任意一點與一點與E白白點的連線稱為點的連線稱為等色調線等色調線。 該線上所該線上所有的點都對應同一色調的彩色，線上的點離有的點都對應同一色調的彩色，線上的點離E白點越近，該點對應的彩色的飽和度就越小。白點越近，該點對應的彩色的飽和度就越小。 譜色曲線內任意兩點表示了兩種不同的彩譜色曲線內任意兩點表示了兩種不同的彩色，這兩種彩色的全部混色都在這兩點的色，這兩種

44、彩色的全部混色都在這兩點的連線上。連線上。合成光的點離該兩點的距離與這合成光的點離該兩點的距離與這兩種彩色在合成光中的強度成反比。兩種彩色在合成光中的強度成反比。 在譜色曲線內，任取三點所對應的彩色作在譜色曲線內，任取三點所對應的彩色作基色混合而成的所有彩色都包含在以這三基色混合而成的所有彩色都包含在以這三點為頂點的三角形內。點為頂點的三角形內。三角形外的彩色不三角形外的彩色不能由此三基色混合得到。因此，彩色電視能由此三基色混合得到。因此，彩色電視選擇的三基色應在色度圖上有盡量大的三選擇的三基色應在色度圖上有盡量大的三角形面積。角形面積。 6.3.5 顯像三基色與亮度方程顯像三基色與亮度方程 1. 顯像三基色顯像三基色彩色電視重現圖像是靠彩色顯像管屏幕上彩色電視重現圖像是靠彩色顯像管屏幕上三種熒光粉在電子束轟擊下發出紅、三種熒光粉在