1.色溫2.感官色度3.RGB色彩體系4.XYZ色彩體系5.CIEL*u*v*和

CIEL*a*b*6.補充第2章:色度學基礎1.色溫(1/3)照明效果照明和色彩密切相關.除了光源的色彩以外若沒有照明的話色彩是看不見的。色彩是如何改變取決于光源的改變.例如,物體的色彩在太陽光下和在日光燈下反映的顏色是不同的.

這是因為光譜的分布(每種單色數量)在這些光源中是不同的.

這下面的圖片用于平常日照和日光燈管的比較.

你可以看到,日光燈有較多的藍色成分和少量的紅色成分.在這種情況下,在日光燈下看到的物體比陽光下看到的更顯得白.第2章:色度學基礎平均日照日光燈管1.色溫(2/3)色溫（相對色溫）‘色溫’是用于表示光源類型的一種專業術語.色溫的基礎是一種理想的物體溫度,這個物體被稱為黑體,它能完全吸收各種波長的光.

單位是K(開氏溫標:0K=-273.15攝氏度).如果黑體被加熱顏色將變為紅=>橙=>黃=>白=>藍白普通的日光燈據說恒星有和黑體相似的特性.所以可以說藍星和比紅星有更高的溫度.星顏色表面溫度心大星紅色3500K太陽黃色6000K角宿星藍色17500K例如日光燈和鹵素燈等的光源顏色都能夠用色溫來表示.

然而,日光燈的色溫5000K與實際顏色沒有關系.這是因為日光燈不是一個黑體.

在一定范圍內黑體的顏色可能有小小的不同,它被稱為‘相對色溫’.第2章:色度學基礎晴天多云的天正午的陽光太陽升起后2個小時太陽升起一小時后蠟燭光

閃電

自然光普通的燈泡1.色溫(3/3)標準光源標準光源是由CIE所定義(國際照明委員會).標準光源色溫含義A2856K電燈泡(鎢絲充氣燈l)D656504K合成日光(含有紫外線的日光)輔助標準光源光源色溫D505003KD555503KD757504KC6774K第2章:色度學基礎D65300nm400nm500nm600nm700nm050100150200250300波長相對能量ACHiddenslide*In‘notes’,descriptioncontinuedfromthepreviouspageiswritten.除了白色黑色和灰色，所有的顏色都有下面三種屬性.

色調飽和度或色彩濃度-亮度值這些顏色有三種屬性.色調:區分顏色的基礎之一.像紅色和藍色.

飽和度(色彩濃度):顏色的明亮度.高飽和度的紅顯得很紅而低飽和度的紅則顯得發灰.

亮度值

(亮度):

亮度.高亮度的色彩是發白的低亮度的色彩則比較暗.2.感官色度(1/4)顏色的三種屬性

明亮暗淡綠藍黑色白色顏色色調飽和度亮度第2章:色度學基礎2.感官色度(2/4)蒙賽爾色彩系統-1蒙賽爾色彩系統是表達色彩3種屬性色調,飽和度和亮度的典型實例.

這是美國藝術家蒙賽爾于1905年發明.蒙賽爾第一次把顏色比喻成如下的一棵樹.因此,曼塞爾色彩體系也被稱為‘蒙賽爾樹’.樹干:非彩色的顏色(白

<->黑)

枝杈的方向:色調(各種顏色)枝杈的位置:亮度(亮度)枝杈的長度:濃度(明亮)第2章:色度學基礎5P5B5G5R5Y值色彩濃度色調曼塞爾在色相環上設置了5種顏色:

R(紅),Y(黃),G(綠),B(藍）和P(紫).

另外,他添加YR(橙),YR(微黃色綠）,BG(藍-綠),PB（籃紫)和PB(紫紅色）分別作為各自顏色.

他把這十種顏色每種分成10種層次,所以總共定義了100個色調.

他定義了每種色調的的第五種顏色作為標種色調.例如,R(紅)從1R到10R共10層次.中間的5R是標準紅色.2.感官色度(3/4)蒙賽爾色彩體系2第2章:色度學基礎5P5R5YR5Y5GY5G5BG5B5PB5RP蒙賽爾做了混合顏色的實驗.

在顏色混合時,他在麥克斯韋磁盤上進行顏色混合的旋轉.1.磁盤上涂有2種顏色(各一半)2.旋轉盤片.3.如果是處在色相環位置上相對的2種顏色并且有相同的濃度水平,那么將會合成非彩色的顏色.當顏色定位于像這樣的一對一,一個不規則的形狀產生了:-在亮度較高的水平下黃色會有較高的濃度.-

在亮度較低的水平下藍色會有較高的濃度.

蒙賽爾色彩系統僅給每個顏色分配一個號碼,但表達一定量的色彩時并不合適.(當比較時,蒙賽爾色彩體系是一個與A4和Letter紙一樣的標準而已.(但是顏色能夠用mm,cm等來表示么？)2.感官色度(4/4)蒙賽爾彩色體系-3第2章:色度學基礎5PB5YHiddenslide*In‘notes’,descriptioncontinuedfromthepreviouspageiswritten.3.RGB色彩體系(1/2)在RGB單色中的色彩表示下面的理論首先用于對定量顏色的表達的定義.所有的顏色都可以從這三種獨立的顏色來生成.三種視覺細胞的反應決定了顏色.三種視覺細胞分別對RGB三色做出反應,并且大腦同時帶來所有的信息.例如：單的的黃和單色的紅和綠混合就像人的眼睛看出來的一樣.研究進一步表明RGB單色光可以合成波長在380nm到780nm的單色光第2章:色度學基礎每一種RGB單色再生合成目標色曝光一個380到780nm的對象.3.RGB色彩體系(2/2)RGB色彩體系RGB色彩體系用這種方法已經日臻完善.紅 :700.0nm單色光綠 :546.1nm

單色光藍 :435.8nm

單色光通過合成以上的三種光,能表示所有的在380nm到780nm可見光.例如,600nm的單色光是與當紅=0.3,綠=0.05和藍=0.0所合成的光具有相同的顏色.右邊的函數關系被稱為RGB彩色適配函數，這個曲線反映了RGB的單色光的合成,和眼睛里一定波長的單色光看起來一樣.當然,RGB指數在那個時候的值稱為三色光譜值.第2章:色度學基礎波長(nm)三色光譜值0.40.30.20.10-0.1-0.2300400500600700800r(λ)g(λ)b(λ)4.XYZ色彩體系(1/4)RGB色彩系統的問題RGB色彩系統最終已經完善，但是仍然存在一些問題-有一些負光譜三色值.-亮度的計算并不簡單.非常明亮青色和綠色處在負三色光譜值區域。紅色的數值被降低亮度達不到。然后,紅色被加到目標光線用于降低亮度,便于匹配.紅色加到目標中屬于RGB系統中負的區域.實際上含有負值的是不能夠被合成的。亮度的計算是困難的因為：亮度的公式是=R+4.5907G+0.0601B(R/G/B:三色值)很難通過RGB的值來直觀的判斷顏色相似與不同.第2章:色度學基礎單色光波長(nm)色度值0.40.30.20.10-0.1-0.2300400500600700800r(λ)g(λ)b(λ)這里4.XYZ色彩系統(2/4)XYZ色彩系統然后,CIE重新制定了三原色：XYZ.X=2.7690R+1.7517G+1.1301B

Y=1.0000R+4.5907G+0.0601B

Z=0.0000R+0.0565G+5.5928B右邊的圖是畫在橫軸的上方的色彩匹配函數曲線.所有的負值都被去掉.僅僅保留正向的部分.這個函數曲線反映像眼中看出來的一定波長的單色光的虛擬光XYZ的合成.被稱為’XYZ’色彩匹配函數曲線.Y的成分通過RGB色彩系統的亮度相同的公式來計算.所以從Y的組成你能知道當前的亮度.在相同的能量的環境中,對人來說最亮的顏色是550nm.

.第2章:色度學基礎波長(nm)色度值0.40.30.20.10-0.1-0.2300400500600700800r(λ)g(λ)b(λ)4.XYZ色彩系統(3/4)xy

色度圖-1如果把XYZ放入圖表,XYZ的三種參數成為一個3維的空間.因為一個三維的空間在圖表中的表達是不方便的.CIE決定減少參數的數量.

接著，CIE建立了新的參數x,y和z.x=X/(X+Y+Z),y=Y/(X+Y+Z),z=Z/(X+Y+Z)x,y,z與每一個XYZ三色值保持一定的比例關系.

這些公式能夠建立xy的2維空間.

然而,這個圖表與下面的表示相同.1)X,Y,Z=(1,2,3)2)X,Y,Z=(10,20,30)相同比例的顏色是一樣的.這幅圖僅表示了色彩的色凋和濃度,除了亮度.這被稱為xy色度圖.第2章:色度學基礎4.XYZ色彩體系(4/4)馬蹄形彎曲部分包括輪廓那部分是光譜中最亮的顏色.底部的直線區域是光譜中不存在的顏色稱之為紫色分界線.當然,通過測量物體的顏色,這個物體在某一溫度(熱輻射/黑體輻射)照耀下,你能夠在色度圖表上繪出溫度和顏色.這條曲線被稱為黑體輻射彩色線.xy

色度圖-2第2章:色度學基礎綠黃橙紅紫青藍白Hiddenslide*In‘notes’,descriptioncontinuedfromthepreviouspageiswritten.5.CIEL*u*v*和

CIEL*a*b*(1/4)

XYZ色彩系統的問題這個XYZ色彩系統，在這種方法下建立依然有一些問題.-色差-色彩度有一些特征在色度圖上正好是相似的，人眼在綠色區域感覺更多地不同，超過了綠色區域的本身.這些個橢圓放置在人眼不能夠辨別的區域中，他們被稱為MacAdam橢圓.理想中的是每一個橢圓是一個個有相同大小的園。即使亮度變為雙倍，人眼還是不能感受到雙倍地光亮.在從暗處有一線光和從明處有二光線給與不同感覺.人眼感覺到了光.但不能認為在近處的XYZ空間的色彩就是相似的,在遠處的色彩就是非常的不同.第2章:色度學基礎色彩度感覺亮度Hiddenslide*In‘notes’,descriptioncontinuedfromthepreviouspageiswritten.5.CIEL*u*v*和

CIEL*a*b*(2/4)統一的色彩空間匹配人類顏色敏感度色品圖被稱為統一色度圖.而相應的函數曲線也反映了亮度的敏感度被稱為亮度函數曲線。合并在3維空間中表示為統一色彩空間.CIE在1964年發布了CIE1964U*V*W*色彩空間.然而，他們發現這里面的一些問題,所以在1976年再次發布了2個色彩空間。1)CIE1976L*u*v*色彩空間。2)CIE1976L*a*b*色彩空間。第2章:色度學基礎CIEL*u*v*統一色彩空間CIEL*a*b*統一色彩空間5.CIEL*u*v*和

CIEL*a*b*(3/4)CIEL*u*v*統一色彩空間CIEL*a*b*統一色菜空間CIEL*u*v* :MacAdam橢圓了所有的圈成一樣的大小.

已經有直接色彩混合添加并出現于如電視業這樣的光處理業.CIEL*a*b* :幾乎完成了統一的色凋線和統一濃度線，能夠在2個色彩中間以(ΔE)計算距離.

已經作用于當前的色彩管理。統一色彩空間：在

Luv

和

Lab之間的區別.第2章:色度學基礎理想的

MacAdam’s橢圓理想的統一色凋和濃度線5.CIEL*u*v*和

CIEL*a*b*(4/4)CIEL*a*b*統一色彩空間L :亮度

a :綠-紅軸

b :黃-藍軸

h度:

色調角度C :濃度這個空間是由L:亮度，a:綠-紅軸和b:黃-藍軸組成.中間點是非彩色的.它能夠用數值：色凋(像紅和藍一樣的顏色)和濃度(明亮度)來表示顏色，在CIEL*a*b*,色彩的不同能夠被計算在2個色點的(ΔE)之間的距離ΔE色差0.0-0.2一點0.2-1.0非常少1.0-3.0少3.0-6.0中等Morethan6.0大第2章:色度學基礎6.補充各種亮度

下面的表格大致總結了各種亮度.亮度單位定義備注光線束Beam(phi)流明(lm)Phi=Km*P(