色度学.ppt
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课次课次3:
色度学:
色度学3.色度学色度学色度学色度学:
色色度度学学是是研研究究颜颜色色视视觉觉规规律律、颜颜色色测测量量理理论论与与技技术术(即即颜颜色色的的度度量量和和评评价价方方法法)的的科科学学,它它是是一一门门本本世世纪纪发发展展起起来来的的,以以物物理理光光学学、视视觉觉生生理理、视视觉觉心心理理、心理物理等学科为基础的心理物理等学科为基础的综合性科学综合性科学。
色色度度学学最最早早是是由由牛牛顿顿开开创创的的,他他引引入入了了颜颜色色环环的的概概念念从从而而开开创创了了建建立立颜颜色色图图的的思思想想;他他还还提提出出了了颜颜色色混混合中用重心原理来确定混合色结果的方法。
合中用重心原理来确定混合色结果的方法。
1919世世纪纪,科科学学家家格格拉拉斯斯曼曼、麦麦克克斯斯韦韦、赫赫姆姆霍霍尔尔兹兹等对色度学的进一步发展做出了巨大贡献。
等对色度学的进一步发展做出了巨大贡献。
3.色度学色度学色度学色度学:
色色度度学学与与物物理理光光学学等等学学科科的的基基础础不不同同,物物理理光光学学可可以以认认为为是是客客观观的的科科学学,是是与与人人类类无无关关的的。
而而色色度度学学却却是是一一种种主主观观的的科科学学,它它以以人人类类的的平平均均感感觉觉为为基基础础,因因此此它它属属于人类工程学范畴于人类工程学范畴。
例例如如:
对对光光强强的的度度量量来来说说,物物理理光光学学以以光光的的辐辐射射能能量量这这个个客客观观单单位位来来度度量量,而而色色度度学学却却以以色色光光对对人人眼眼的的刺激强度来度量。
刺激强度来度量。
再再如如:
辐辐射射能能量量很很大大的的波波长长很很长长的的红红光光对对人人来来说说却却没没有有辐辐射射能能量量很很小小的的黄黄光光亮亮,人人们们就就认认为为黄黄光光的的强强度度比红光大。
比红光大。
3.色度学色度学色度学色度学:
在在人人们们眼眼中中所所反反映映出出的的颜颜色色,不不单单取取决决于于物物体体本本身身的的特特性性,而而且且还还与与照照明明光光源源的的光光谱谱成成分分有有着着直直接接的的关关系系。
所所以以说说在在人人们们眼眼中中反反映映出出的的颜颜色色是是物物体体本本身身的的自自然然属属性性与与照照明明条条件件的的综综合合效效果果。
我我们们用用色色度度学学来来评评价价的结论就是这种综合效果的结论就是这种综合效果。
每每个个人人的的视视觉觉并并不不是是完完全全一一样样的的。
在在正正常常视视觉觉的的群群体体中中间间,也也有有一一定定的的差差别别。
目目前前在在色色度度学学上上为为国国际际所所引引用用的的数数据据,是是由由在在正正常常视视觉觉人人群群中中观观测测得得来来的的数数据据而而得得出出的的平平均均结结果果。
就就技技术术应应用用理理论论上上来来说说,已已具具备备足够的代表性和可靠的准确性。
足够的代表性和可靠的准确性。
3.色度学色度学光是一种一定频率的电磁波辐射。
光是一种一定频率的电磁波辐射。
可见光波长为可见光波长为0.380.78m。
表面色:
表面色:
非自发光物体色非自发光物体色(反射系数:
白色(反射系数:
白色1,黑色,黑色0)光源色:
光源色:
自发光体色,由光源色温决定自发光体色,由光源色温决定颜色颜色红红橙橙黄黄黄绿黄绿绿绿青青蓝蓝紫紫波长范围波长范围nm6207805906205605905305605005304705004304703804303.色度学色度学颜色的三个基本特征:
颜色的三个基本特征:
黑白系列或无色系列:
黑黑白系列或无色系列:
黑灰灰白白彩色系列或有色系列:
彩色系列或有色系列:
色调、饱和度、明度色调、饱和度、明度色调:
色调:
物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定不同波长产生不同颜色感觉不同波长产生不同颜色感觉饱和度:
饱和度:
颜色的鲜明程度,取决于波长范围的狭窄性颜色的鲜明程度,取决于波长范围的狭窄性饱和度高,则物体呈现深色饱和度高,则物体呈现深色中等明度下可获得最大饱和度中等明度下可获得最大饱和度明度:
明度:
刺激物强度作用于眼睛所发生的效应刺激物强度作用于眼睛所发生的效应由物体的反射系数决定,反射系数越大明度越大由物体的反射系数决定,反射系数越大明度越大3.色度学色度学色调:
色调:
色彩所具有的最显著特征就是色彩所具有的最显著特征就是色色调调,也称色相。
它,也称色相。
它是指各种颜色之间的差别。
是指各种颜色之间的差别。
从表面现象来讲,例如一束平行的白光透过一个三从表面现象来讲,例如一束平行的白光透过一个三棱镜时,这束白光因折射而被分散成一条彩色的光带,棱镜时,这束白光因折射而被分散成一条彩色的光带,形成这条光带的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色,形成这条光带的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色,就是不同的色就是不同的色调调。
3.色度学色度学从物理光学的角度上来讲,各种色从物理光学的角度上来讲,各种色调调是由射入人眼是由射入人眼中光线的光谱成分所决定的,色中光线的光谱成分所决定的,色调调的形成取决于该光的形成取决于该光谱成分的波长。
谱成分的波长。
物体的色调由照射光源的光谱和物体本身反射特性物体的色调由照射光源的光谱和物体本身反射特性或者透射特性决定。
或者透射特性决定。
例如:
蓝布在日光照射下只反射例如:
蓝布在日光照射下只反射蓝光而吸收其他成分,呈现蓝色;而在红光、黄光或蓝光而吸收其他成分,呈现蓝色;而在红光、黄光或绿光照射下,则呈现黑色。
绿光照射下,则呈现黑色。
光源的色光源的色调调取取决决于于辐射辐射的的光谱组光谱组成和光成和光谱谱能量分布能量分布及人眼所及人眼所产生的感觉产生的感觉。
色调与色彩的明暗无关。
色调与色彩的明暗无关。
色调对比色调对比3.色度学色度学饱和度:
饱和度:
饱饱和和度度是是指指构构成成颜颜色色的的纯纯度度也也就就是是彩彩色色的的纯纯洁洁性性色色调调的的深深浅浅、浓浓淡淡程程度度。
它它表表示示颜颜色色中中所所含含彩彩色色成成分分的的比比例例。
彩彩色色比比例例越越大大,该该色色彩彩的的饱饱和和度度越越高高,反反之之则饱和度越低。
则饱和度越低。
可可见见光光谱谱的的各各种种单单色色光光是是最最饱饱和和的的彩彩色色。
当当光光谱谱色色(即即单单色色光光)掺掺入入白白光光成成份份时时其其彩彩色色变变浅浅或或者者说说饱饱和和度度下下降降。
白白光光的的饱饱和和度度等等于于零零。
物物体体彩彩色色的的饱饱和和度度决决定定于于其其反反射射率率(或或透透过过率率)对对谱谱线线的的选选择择性性选选择择性性越越高高其其饱和饱和度就越高。
度就越高。
3.色度学色度学不不同同的的颜颜色色在在视视觉觉上上也也有有不不同同的的饱饱和和度度:
红红色色的的饱饱和和度度最最高高,绿绿色色的的饱饱和和度度最最低低,其其余余的的颜颜色色饱饱和和度度适适中。
中。
照照片片中中,高高饱饱和和度度的的色色彩彩能能使使人人产产生生艳艳丽丽亲亲切切的的感感觉;低饱和度的色彩易使人感到淡雅中包含着丰富。
觉;低饱和度的色彩易使人感到淡雅中包含着丰富。
3.色度学色度学亮度:
亮度:
亮亮度度或或明明度度是是光光作作用用于于人人眼眼时时所所引引起起的的明明亮亮程程度度的的感感觉觉,是指色彩明暗深浅的程度,也可称,是指色彩明暗深浅的程度,也可称为为色色阶阶。
亮亮度度有有两两种种特特性性:
同同一一物物体体因因受受光光不不同同会会产产生生明明度度上的上的变变化;化;强强度相同的不同色光,亮度感不同。
度相同的不同色光,亮度感不同。
光光的的物物理理性性质质由由它它的的波波长长和和能能量量来来决决定定。
波波长长决决定定了了光光的的颜颜色色,能能量量决决定定了了光光的的强强度度。
光光映映射射到到我我们们的的眼眼睛睛时时,波波长长不不同同决决定定了了光光的的色色相相不不同同。
波波长长相相同同能能量不同,则决定了色彩明暗的不同。
量不同,则决定了色彩明暗的不同。
亮度对比亮度对比3.色度学色度学色色调调与与饱饱和和度度合合称称为为色色度度(Chromaticity),它它既既说说明明彩彩色色光光的的颜颜色色类类别别,又又说说明明颜颜色色的的深深浅浅程程度度。
色色度再加上亮度,就能对颜色作完整的说明。
度再加上亮度,就能对颜色作完整的说明。
门塞儿色标门塞儿色标3.色度学色度学加法混色加法混色色调决定于波长,每一种波长都产生一定的色调。
色调决定于波长,每一种波长都产生一定的色调。
但是每一种色调并不只是和一种特定的波长有联系。
但是每一种色调并不只是和一种特定的波长有联系。
同色异谱现象:
同色异谱现象:
570nm黄光黄光=650nm红光红光+530nm绿光绿光比例混合比例混合补色的概念补色的概念两两种种色色光光按按比比例例混混合合可可得得到到白白光光,那那么么这这两两种种色色光光互为补色。
互为补色。
例如:
例如:
红色红色青色,绿色青色,绿色紫色,蓝色紫色,蓝色黄色黄色3.色度学色度学加法混色加法混色同时加色法:
同时加色法:
不同波长的色光按比例混合不同波长的色光按比例混合如果混合的色光不互为补色,得到的便是介于两混合色如果混合的色光不互为补色,得到的便是介于两混合色光之间的光之间的中间色中间色。
实验证明:
全部色光都可以由实验证明:
全部色光都可以由红、绿、蓝红、绿、蓝三基色以适当三基色以适当的比例混合得到。
的比例混合得到。
三基色:
三基色:
其中任何一个都不能由其它两个混合产生。
其中任何一个都不能由其它两个混合产生。
红色红色+绿色绿色=黄黄红色红色+蓝色蓝色=紫紫蓝色蓝色+绿色绿色=青青红色红色+蓝色蓝色+绿色绿色=白白3.色度学色度学三基色原理三基色原理1.自然界中绝大多数彩色都可以由三基色按一定比例自然界中绝大多数彩色都可以由三基色按一定比例混合而成混合而成,反之,这些彩色也可以分解成三基色;,反之,这些彩色也可以分解成三基色;2.三基色必须是相互独立的,即其中的任何一种基色三基色必须是相互独立的,即其中的任何一种基色都不能由其他两种基色混合得到;都不能由其他两种基色混合得到;3.混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定;混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定;4.混合色的亮度是三基色亮度之和。
混合色的亮度是三基色亮度之和。
3.色度学色度学加法混色加法混色继时加色法继时加色法多种颜色刺激以大于多种颜色刺激以大于4050Hz的频率作用于眼睛的频率作用于眼睛3.色度学色度学加法混色加法混色空间加色法空间加色法多种颜色发光点靠近到人眼不能辨别时,产生混色多种颜色发光点靠近到人眼不能辨别时,产生混色3.色度学色度学减法混色减法混色颜料的颜色是颜料吸收了一定波长的光线以后余下颜料的颜色是颜料吸收了一定波长的光线以后余下的光线的色调,所以颜料的混合配色是的光线的色调,所以颜料的混合配色是减色法减色法黄色黄色品红品红青色青色3.色度学色度学三色说三色说视网膜内存在三种感受器,分别含有对红、绿、蓝视网膜内存在三种感受器,分别含有对红、绿、蓝敏感的视色素。
敏感的视色素。
通通常常光光线线作作用用于于三三种种或或两两种种感感受受器器,这这些些感感受受器器中中所所引引起起的的兴兴奋奋过过程程相相互互关关联联,便便产产生生各各种种不不同同颜颜色色感感觉。
觉。
实实验验证证实实,有有三三种种锥锥体体细细胞胞的的光光谱谱吸吸收收峰峰值值分分别别在在:
440450nm、530540nm、560570nm。
这这就就证证明明了了感受红、绿、蓝三种敏感色素的存在感受红、绿、蓝三种敏感色素的存在能很好的解释颜色混合现象,但不能解释色盲现象!
能很好的解释颜色混合现象,但不能解释色盲现象!
3.色度学色度学正常锥体细胞光敏色素的吸收光谱正常锥体细胞光敏色素的吸收光谱3.色度学色度学四色说四色说视网膜内存在三对视色素:
视网膜内存在三对视色素:
白白-黑视素、黄黑视素、黄-蓝视素、红蓝视素、红-绿视素绿视素每每对对视视素素的的代代谢谢作作用用包包括括分分解解和和合合成成两两种种对对立立过过程程。
这三对视素:
在分解时产生白、黄、红的感觉;这三对视素:
在分解时产生白、黄、红的感觉;在合成时产生黑、蓝、绿的
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