信息顯示技術(shù)原理PPT課件

1、06.02.2021,1,信息顯示技術(shù)原理,西安郵電學(xué)院電院光電工程專業(yè),06.02.2021,2,第二章 顯示參量與人的因素,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),需要掌握的： 色度學(xué)理論模型有哪些？其優(yōu)缺點？ 建立顏色模型目的？建立模型的基礎(chǔ)？ 就你平時所接觸到的現(xiàn)象，能否用相關(guān)模型來分析,06.02.2021,3,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),有色素，中央的小孔叫瞳孔,透明有彈性，像雙凸透鏡，能折射光線,無色，透明，可以透過光線,光線的通道,白色，堅固，保護(hù)眼球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（俗稱白眼珠,含有許多對光線敏感的細(xì)胞，能感受光的刺激,透明膠狀物質(zhì),06.02.2021,4,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),06.02.2021,5,信息

2、 （裂縫 丟失,中間層細(xì)胞,刺激,刺激,信息 （裂縫 獲得,到大腦,桿體,錐體,許多桿體細(xì)胞具有共同的 神經(jīng)纖維（視網(wǎng)膜周圍,每個錐體細(xì)胞具有自己的 神經(jīng)纖維（中央窩,錐體細(xì)胞與桿體細(xì)胞和中間層細(xì)胞的聯(lián)系圖解,第二章 顯示參量與人的因素,06.02.2021,6,第二章 顯示參量與人的因素,Purkinje效應(yīng) J.E.Purkinje1825年發(fā)現(xiàn)，在日光下看起來明度相等的紅花和藍(lán)花，到了黃昏時，即光度變?nèi)鯐r，兩種花的色調(diào)都變淡了，但藍(lán)花看起來卻比紅花顯得亮些。這種現(xiàn)象，即當(dāng)照度降低，使錐體視覺轉(zhuǎn)換到桿體視覺時，眼睛對光譜短波部分感受性提高的效應(yīng)叫做Purkinje效應(yīng)（荊其誠，1987）。

3、 幾個例子： 1、三原色 2、色球?qū)嶒炇?3、視覺錯覺,06.02.2021,7,第二章 顯示參量與人的因素,06.02.2021,8,第二章 顯示參量與人的因素,06.02.2021,9,第二章 顯示參量與人的因素,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),在沒有顏色的顯示設(shè)備中，只能靠線型、位置、尺寸和亮度的不同來表示各種不同類型的數(shù)據(jù)，如果在系統(tǒng)中引入顏色，那么依靠顏色可以進(jìn)一步表示更多的信息。顯然，彩色顯示比黑白顯示具有更好的顯示效果。因此，進(jìn)一步了解色度學(xué)方面的知識很有必要,06.02.2021,10,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型： (1) 三色學(xué)說 (2) 四色學(xué)說 (3

4、) 階段學(xué)說,06.02.2021,11,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 三色學(xué)說,1807年，楊(T.Young)和赫姆霍爾茲(H.L.F.von Helmholtz)根據(jù)紅、綠、藍(lán)三原色可以產(chǎn)生各種色調(diào)及灰色的顏色混合規(guī)律，假設(shè)在視網(wǎng)膜上有三種神經(jīng)纖維，每種神經(jīng)纖維的興奮都 引起一種原色的感覺。光作用于視網(wǎng)膜上別然能同時引起三種纖維的興奮，但由于光的波 長特性，其中一種纖維的興奮特別強(qiáng)烈。例如，光譜長波端的光同時刺激“紅”、“綠”、“藍(lán)”三種纖維，但“紅”纖維的興奮最強(qiáng)烈，而有紅色感覺。中間波段的光引起“綠”纖 維最強(qiáng)烈的興奮，而有綠色感覺。依同理，短波端的光

5、引起藍(lán)色感覺。光刺激同時引三種纖 維強(qiáng)烈興奮的時候，就產(chǎn)生白色感覺,06.02.2021,12,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 三色學(xué)說,當(dāng)發(fā)生某一顏色感覺時，雖然一種纖維興奮強(qiáng)烈，但另外兩種纖維也同時興奮，也就是有三種纖維的活動，所以每種顏色都有白光成份，即有明度感覺。1860年赫姆霍爾茲補(bǔ)充楊的學(xué)說，認(rèn)為光譜的不同部分引起三種纖維不同比例的興奮。對光譜的每一波長，三種纖維都有其特有的興奮水平，三種纖維不同程度的同時活動就產(chǎn)生相應(yīng)的色覺。“紅”和“綠”纖維的興奮引起橙黃色感覺，“綠”和“藍(lán)”纖維的興奮引起 藍(lán)紫色感覺。這個學(xué)說現(xiàn)在通常稱為楊-赫姆霍爾茲學(xué)說，也叫

6、做三色學(xué)說,楊-赫姆霍爾茲學(xué)說的最大優(yōu)越性是能充分說明各種顏色的混合現(xiàn)象。赫姆霍爾茲用簡明的三種神經(jīng)纖維的假設(shè)，使顏色實踐中顏色混合這一核心問題得到滿意的解釋現(xiàn)代色度學(xué)的根源立方追溯到楊-赫姆霍爾茲的三色學(xué)說,06.02.2021,13,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 三色學(xué)說,06.02.2021,14,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 三色學(xué)說,06.02.2021,15,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型四色學(xué)說,赫林(E.Hering)的對立顏色學(xué)說也叫做四色學(xué)說。1878年赫林觀察到顏色現(xiàn)象總是以紅-

7、綠，黃-藍(lán)，黑-白成對關(guān)系發(fā)生的，因而假定視網(wǎng)膜中有三對視素：白-黑視素、紅-綠視素、黃-藍(lán)視素。這三對視素的代謝作用包括建設(shè)(同化)和破壞(異化)兩種對立的過程。光刺激破壞白-黑視素，引起神經(jīng)沖動產(chǎn)生白色感覺。無光刺激時白-黑視素便重新建設(shè)起來，所引起的神經(jīng)沖動產(chǎn)生黑色感覺。對紅-綠視素，紅光起破壞作用，綠光起建設(shè)作用。對黃-藍(lán)視素，黃光起破壞作用，藍(lán)光起建設(shè)作用。因為種種顏色都有一定的明度，即含有白色成份，所以每一顏色不僅影響其本身視素的活動，而且也影響白-黑視素的活動,06.02.2021,16,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 四色學(xué)說,當(dāng)補(bǔ)色混合時，某一對

8、視素的兩種對立過程形成平衡，因而不產(chǎn)生與該視素有關(guān)的顏色感覺 ，但所有顏色都有白色成份所以引起白-黑視素的破壞作用而產(chǎn)生白色或灰色感覺。同樣情 形，當(dāng)所有顏色都同時作用到各種視素時，紅-綠、黃-藍(lán)視素的對立過程都達(dá)到平衡，而只有白-黑視素活動，就引起白色或灰色感覺,06.02.2021,17,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 四色學(xué)說,當(dāng)視網(wǎng)膜的一部分正在發(fā)生某一對素的破壞作用，其相鄰部分便發(fā)生建設(shè)作用，而引起同時對比 色盲是由于缺乏一對視素(紅-綠或黃-藍(lán))或兩對視素(紅-綠、黃-藍(lán))的結(jié)果。這一解釋與色盲常是成對出現(xiàn)(即紅-綠色盲或藍(lán)-黃色盲)的事實是一致的，缺

9、乏兩對視素時便產(chǎn)生全色盲,06.02.2021,18,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 四色學(xué)說,06.02.2021,19,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 四色學(xué)說,06.02.2021,20,顏色視覺機(jī)理 Young -Helmholtz的三原色學(xué)說 “在人眼視網(wǎng)膜上存在感受紅、綠、藍(lán)色的光接受器（錐狀體），分別對紅、綠、藍(lán)三種光最敏感，一切顏色特性都由這些錐狀體的響應(yīng)量的比例來表示” Hering的對立顏色學(xué)說（四色學(xué)說） “在人眼視網(wǎng)膜上存在著響應(yīng)紅-綠、黃-藍(lán)、白-黑的三種光接受器，所有的顏色特性都由這些光接受器的響應(yīng)量的比例來表示,第二章 色覺機(jī)制,0

10、6.02.2021,21,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),特點 基于經(jīng)驗事實提出 都有心理實驗和顯微光譜-電生理學(xué)測定結(jié)果作依據(jù) Young -Helmholtz的三原色學(xué)說 缺點是不能滿意地解釋色盲現(xiàn)象 Hering的對立顏色學(xué)說（四色學(xué)說） 缺點是不能滿意地解釋紅、綠、藍(lán)三原色能夠產(chǎn)生所有光譜色彩的現(xiàn)象,06.02.2021,22,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),視覺的形成：外界物體反射的光線，經(jīng)晶狀體折射，通過視網(wǎng)膜（形成物象）、視神經(jīng)，進(jìn)入大腦皮層的視覺中樞，形成視覺,如果某人的錐狀體與桿狀體這些感光神經(jīng)纖維不健全，那么他的色覺就不能準(zhǔn)確地分辨各種顏色，就會產(chǎn)生色盲或色弱等色覺缺陷現(xiàn)象。如果沒有桿狀體感受器功

11、能而只有錐狀體感受器功能，就只能夠在白天判別色彩，但到了晚上則是夜盲；只有桿狀體感受器功能而沒有錐狀體感受器功能，則稱全色盲（日盲），只能判斷明暗以辨別物體；有桿狀體感受器功能但錐狀體感受器功能異常者，稱色弱或色盲,06.02.2021,23,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),如在色弱者中對光譜中的紅色和綠色區(qū)域的顏色分辨能力較差，在照明較暗的環(huán)境下，他們可能將紅色和綠色相互混淆，如果對紅色的辨別能力差，就屬于紅色弱（protanomalous vision）；如果對綠色的辨別能力差，就屬于綠色弱（deuteranomalous vision）。對紅綠色均無辨別能力的紅綠色盲者，只能看到整個可見光譜藍(lán)和黃兩

12、種顏色，紅色和綠色都被看成是純度較低的黃色,06.02.2021,24,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 階段學(xué)說,顏色視覺過程可以分成幾個階段。第一階段，視網(wǎng)膜有三組獨立的錐體感色物質(zhì)，它們有選擇地吸收光譜不同波長的輻射，同時每一物質(zhì)又可單獨產(chǎn)生白和黑的感應(yīng)。在強(qiáng)光作用下產(chǎn)生白的反應(yīng)，無外界刺激時是黑的反應(yīng)。第一階段，在神經(jīng)興奮由錐體感受器向視覺中樞的傳導(dǎo)過程中，這三種反應(yīng)又重新組合，最后形成 三對對立性的神經(jīng)反應(yīng)，即紅或綠、黃或藍(lán)、白或黑反應(yīng)?？傊?，顏色視覺的機(jī)制很可能在視網(wǎng)膜感受器水平是三色的，符合楊-赫姆霍爾茲的學(xué)說,06.02.2021,25,第二章 顯示

13、參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 階段學(xué)說,而在視網(wǎng)膜感受器以上的視覺傳導(dǎo)通路水平則是四色的，符合赫林的學(xué)說。顏色視覺機(jī)制的最后階段發(fā)生在大腦皮層的視覺中樞。在這里產(chǎn)生種顏色感覺。顏色視覺過程的這種設(shè)想常叫做“階段”學(xué)說。我們看到，兩個似乎完全對立的古老顏色學(xué)說，現(xiàn)在終于由顏色視覺的階段學(xué)說統(tǒng)一在一起了,06.02.2021,26,第二章 顯示參量與人的因素,2.2.1 色覺,色覺的理論模型 階段學(xué)說,總之，色覺信息是按層次加工的：在視網(wǎng)膜水平上是按揚亥姆霍茲三原色而發(fā)生的；沖動在視覺通路上的編碼傳遞過程是按黑林的拮抗過程說而進(jìn)行的。色覺神經(jīng)機(jī)制的最后階段發(fā)生在大腦皮質(zhì)視區(qū)，目前這方面我們?nèi)灾赖煤苌?06.02.2021,27,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),06.02.2021,28,2.2 色度學(xué)基礎(chǔ),06.02.2021,29,2.2 色度