三度學(xué)復(fù)習(xí)提綱解讀

1、第1章輻射度量、光輻射度量基礎(chǔ)重要定義或概念：輻亮度與亮度；輻照度與照度；輻射強度與光強度；光視效能 （K）;明視覺、暗 視覺；中間視覺；絕對視覺閾；閾值對比度（亮度差靈敏度）；視覺銳度（分辯力） 顏色三屬性：明度、色調(diào)（色相）、飽和度（彩度）；常見的顏色現(xiàn)象：恒常性、色對比顏色視覺理論：“三色”學(xué)說；“四色（對立色）”學(xué)說；1.1輻射度量.立體角一一以錐體的基點為球心作一球表面，錐體在球表面上所截取部分的表面積dS和球半徑r平方之比，dQ=dS =sin8d8d用rr.輻射度量的名稱、定義、符號及單位基本輻射度量的名稱、符號和定義方程名稱符 號定義方程單位單位符 號輻（射）能Q, W焦（耳）

2、J輻（射）能密 度ww = dQ /dv焦（耳）每立 方米J m-2輻射逋量，輻（射）功率， P=dQ/dt瓦（特）W輻射強度II =d6 /dQ瓦（特）每球 面度-1Wsr輻（射）亮 度， 輻射度LL =d/dCdAcos =dI /dAcos瓦（特）每球 面度 平方米W m-2sr-1輻射出射 度MM =d6/dA瓦（特）每平 方米W m-2輻（射）照度EE =d/dA瓦（特）每平 方米-2Wm輻身怯射 率8 = M /M0一一吸收比aa=6a/0一一反射比Pp=0/0一一透射比T7=H/6i一一M0是黑體的輻射出射度；6是入射輻射通量；0 6和Gs分別是吸收、反射和透射的輻射通量輻射能(

3、Q)簡稱輻能，描述以輻射的形式發(fā)射、傳輸或接收的能量，單位焦耳(J)。(2)輻能密度(w)定義為單位體積元內(nèi)的輻射能，即dQw 二dv輻射通量(，P )定義為以輻射的形式發(fā)射、傳輸或接收的功率，用以描述輻能的時間特性。(4)輻射強度(I)定義為在給定傳輸方向上的 單位立體角內(nèi)光源發(fā)出的輻射通量，即,d IdI.1(5)輻亮度(L)定義為光源在垂直其輻射傳輸方向上單位表面積單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻射通量，即, d2：， dlL =d j dAcosr dAcosF,即 d dA(6)輻射出射度(M)定義為離開光源表面單位面元的輻射通量M輻照度(E)d力 dA定義為單位面元被照射的輻射通量，即E1.2

4、光度量2.基本光度量的名稱、符號和定義方程名稱符號定義方程單位單位符號光量Q流明秒流明小時lm s lm h光通量=dQ/dt流明lm發(fā)光強度II =d9/dG坎德拉cd(光)亮度L2 -一L = d /dCdAcosH =dI /dAcosH坎德拉/平方米-2cd m光出射度MM =d6/dA流明/平方米lm m-2(光)照度EE =dG/dA勒克斯(流明/平方米)Lx (lm m 2)光視效能KK =0vl0e流明/瓦lm W-1光視效率VV=K/Km一一3,光通量6V和輻射通量6e可通過人眼視覺特性進行轉(zhuǎn)換，即( ) =KmV()：，e(中 V =Km 0V(-)()d Km是最大光譜光

5、視效能(常數(shù))，為了描述光源的光度與輻射度的關(guān)系，通常引入 光視效 能K ,其定義為目視引起刺激的光通量與光源發(fā)出的輻射通量之比，單位為 lm/WoqQ=KmVKm .0 V( )：( )dI e)d ,其中，V =K/Km為光視效率，無量綱。人眼視覺特性.人眼的黑白視覺特性(1)成像功能(2)視覺的適應(yīng)人眼視覺響應(yīng)可分為三類：明視覺響應(yīng)：當人眼適應(yīng)大于或等于3 cd/m2的視場亮度后，視覺由錐體細胞起作用。暗視覺響應(yīng)：當人眼適應(yīng)小于或等于 3 x 10-5cd/m 2視場亮度之后，視覺只由桿體細胞起 作用。由于桿體細胞沒有顏色分辨能力，故夜間人眼觀察景物呈灰白色。中介視覺響應(yīng)：隨著視場亮度從

6、 3cd/m2降至3xi0-5cd/m2,人眼逐漸由錐體細胞的明 視覺響應(yīng)轉(zhuǎn)向桿體細胞的暗視覺響應(yīng)。這種特性稱當視場亮度發(fā)生突變時，人眼要穩(wěn)定到突變后的正常視覺狀態(tài)需經(jīng)歷一段時間, 為適應(yīng)，適應(yīng)主要包括明暗適應(yīng)和色彩適應(yīng)二種。(3)人眼的絕對視覺閾在充分暗適應(yīng)的狀態(tài)下，全黑視場中，人眼感覺到的最小光刺激值，稱為人眼的絕對視覺閾。以入射到人眼瞳孔上最小照度值表示時，人眼的絕對視覺閾值在10-9ix數(shù)量級。(4)人眼的閾值對比度把人眼視覺在一定背景亮度下可探測的最小襯度對比度稱為閾值對比度，或稱亮度差靈敏度。(5)人眼的分辨力人眼能區(qū)別兩發(fā)光點的最小角距離稱為極限分辨角以其倒數(shù)則為眼睛的分辨力，或

7、稱為視覺銳度。(6)人眼對間斷光的響應(yīng)人們觀察周期性波動光刺激時，對波動頻率較低的光，可明顯感到光亮閃動；頻率增高, 產(chǎn)生閃爍感；進一步增高頻率， 閃爍感消失，波動光被看成是恒定光。 周期性波動光在主觀 上不引起閃爍感時的最低頻率叫做臨界閃爍頻率。(7)視覺系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù) (MTF)(8)色差靈敏度人眼能恰好分辨色度差異的能力叫做色差靈敏度，人眼剛能分辨光線顏色變化時波長改變 量稱為色差閾值。.人眼的顏色視覺特性(1)彩色的特性及其表示彩色一般可用明度、色調(diào)和飽和度三個特性來描述。也可用其它類似的三種特性表示。明 度：人眼對物體的明暗感覺。圖1-16顏色的三維空間紡錘體色 調(diào)：區(qū)分彩色的特

8、性。不同波長的單色光具有不同的色調(diào)。 發(fā)光物體的色調(diào)決定于它的光輻射的光譜組成。非發(fā)光物體的色調(diào)決定 于照明光源的光譜組成和物體本身的光譜反射 (透射)的特性。飽和度：指彩色的純潔性。可見光譜的單色光是最飽和的彩色。顏 色飽和度決定于物體反射(透射)特性。如果物體反射光的光譜帶很窄， 則飽和度就高。用一個三維空間紡錘體可將顏色的明度、色調(diào)和飽和度這三個基本特性表示出來(如圖1-16)。立體的垂直軸代表白黑系列明度的變化； 圓周上的各點代表光譜上各種不同的色調(diào)(紅、橙、黃、綠、藍、紫等)；從圓周向圓心過渡表示飽和度逐漸降低。(2)視網(wǎng)膜的顏色區(qū) (3)顏色恒常性盡管外界的條件發(fā)生變化，人們?nèi)匀荒?/p>

9、根據(jù)物體的固有顏色和亮度來感知它們。外界條件 變化后，人們的色知覺仍然保持相對的不變，這種現(xiàn)象稱為顏色恒常性。(4)色對比如果將兩種顏色按適當比例相混合后，能產(chǎn)生灰色，則稱這兩種顏色互為補色。例如紅和綠、藍和黃都是互補色。在視場中，相鄰區(qū)域不同顏色的相互影響叫做顏色對比，包括明度對比、色調(diào)對比和飽和度對比。一般視場中相鄰不同顏色間的影響是上述三種對比的綜合結(jié)果，對比的結(jié)果是增強了相鄰顏色間的差異。(5)色適應(yīng)當人眼對某一色光適應(yīng)后，觀察另一物體的顏色，不能立即獲得客觀的顏色印象， 而帶 有原適應(yīng)色光的補色成分，需經(jīng)過一段時間適應(yīng)后才會獲得客觀的顏色感覺，這就是色適應(yīng)過程。(6)明度加法定理對于

10、混合光，不論光譜成份如何，它所產(chǎn)生的表觀明度等于混合光各個光譜成份分別產(chǎn)生的表觀明度之和。這一規(guī)律稱為明度加法定理。(7)色覺缺陷. 顏色視覺理論(1)揚-赫姆霍爾茲的三色學(xué)說三色學(xué)說能夠很好地說明各種顏色的混合現(xiàn)象，但是對有些現(xiàn)象不能滿意地解釋，例如色 盲現(xiàn)象。(2)赫林的“對立”顏色學(xué)說四色說能很好地解釋色盲現(xiàn)象，但對三原色能混合出各種顏色這一現(xiàn)象沒有給予說明，而 這正是近代色度學(xué)的基礎(chǔ)。(3)顏色視覺理論的發(fā)展朗伯輻射體及其輻射特性重要定義或概念： 朗伯輻射體？ 朗伯余弦定律；i=? 朗伯體輻射出射度M與輻亮度L的關(guān)系； 距離平方反比定律；(E=?)點源向圓盤發(fā)射的輻射通量 (P=?);

11、面輻射在微面元上的輻照度(立體角投影定律：E=?)朗伯輻射體產(chǎn)生的輻照度(E=?)成像系統(tǒng)像平面的輻照度(Eo=?)除了漫反射體以外，對于某些自身發(fā)射輻射的輻射源， 其輻亮度與方向無關(guān)，即輻射源各 方向的輻亮度不變，這類輻射源稱為朗伯輻射體。絕對黑體和理想漫反射體是兩種典型的朗伯 體。(或反射)的輻射通.朗伯余弦定律m = i0coS在理想情況下，朗伯體單位表面積向空間規(guī)定方向單位立體角內(nèi)發(fā)射量和該方向與表面法線方向的夾角a的余弦成正比朗伯余弦定律。.朗伯體輻射出射度與輻亮度的關(guān)系PMM = = n L 或 L = ds二對于處在輻射場中反射率為 P的朗伯漫反射體(P=1為理想漫反射體)，不論

12、輻射從何方向 入射，它除吸收(1-P)的入射輻射通量外，其它全部按朗伯余弦定律反射出去。因此，反射表面 單位面積發(fā)射的輻射通量等于入射到表面單位面積上輻射通量的P倍。即M = fE,故L =:正 兀例 已知太陽輻亮度 J等于2X 107W/m2/sr,太陽的半徑0等于6.957X 108m,地球的半徑 re為6.374X 106m,太陽到地球的年平均距離 l為1.496x1011m,求太陽的輻射出射度 M。、 輻射強度I。、輻射通量 0以及地球接收的輻射通量 e、地球大氣層邊沿的輻照度 日。解：太陽可假定為朗伯光源，則太陽的輻射出射度M0=HL0=6.2832x107(W/m 2)若認為太陽是

13、一均勻發(fā)光體，則太陽的輻射通量60=4近(？ M0=3.821M1026 (W)太陽的輻射強度：10=中0/4二=3.041 1025(W/sr)地球?qū)μ柕牧Ⅲw角：，1=二r；/|2=5.703 10-9 (sr)也就是說，地球只接收了太陽總輻射能的5.7X 10-9/4值4.54X 10-10。地球接收到的太陽的輻射通量 ：蟲6= IgQ=1.734M1017(W)地球大氣層邊沿的輻照度：Ee= I0/ 12=1358.79 (W/m 2)1.5幾種典型光輻射量的計算公式1.點源對微面元的照度如果不考慮傳播中的能量損失，則微面元的照度為dP I cos：(1-26)E _2dA I2即點源

14、對微面元的照度與點源的發(fā)光強度成正比,與距離平方成反比，并與面元對輻射方向的傾角有關(guān)。當 點源在微面元法線上時，(1-26)式變?yōu)镋j(1-27)這就是距離平方反比定律。.點源向圓盤發(fā)射的輻射通量 當圓盤距點源足夠遠時，即|0/R, l汨0, cosa M ,則圓盤接收的通量為P = R2 =;SI；12(1-30)即圓盤可認為是微面元，圓盤上各點輻照度相等。.面輻射在微面元上的輻照度對各方向亮度相等白（朗伯輻射源，（1-33）式可簡化為(1-34)E = L cos 二 d 二 L s-As式中，s =cosadco是立體角de.:在Q平面的投影，故稱（1-34）式為立體角投影定律。.朗伯輻

15、射體產(chǎn)生的輻照度LA若圓盤可近似作為點源，則其在同一點產(chǎn)生的輻照度為Eo.成像系統(tǒng)像平面的輻照度在一般應(yīng)用中，光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑D/較小，因此，常采用如下簡化式L 1.,D、2Eo7L。第2章熱輻射定律及輻射源黑體（或稱絕黑體）是一個能完全吸收入射在它上面的輻射能的理想物體2.1黑體輻射的基本定律. 基爾霍夫定律物體的輻射出射度 M和吸收本領(lǐng)a的比值M/a與物體的性質(zhì)無關(guān)，都等于同一溫度下絕 對黑體（a=1）的輻射出射度 Mo基爾霍夫定律%二叫 i = Mo = f(T)aa2基爾霍夫定律不但對所有波長的 全輻射，而且對波長為上的任何單色輻射都是正確的，即1Mli =MAi =Mo , = f

16、 ( ,T)a1 ,a2.輻射發(fā)射率或比輻射率 戰(zhàn)的定義為，在相同溫度下，輻射體的輻射出射度與黑體的輻射出 射度之比二包工60，Mo.按照與_的不同，一般將輻射體分為三類（如圖2-2）:黑體，巧=1;灰體，野:名1,與波長無關(guān)；C.選擇體，肛1且隨波長和溫度而變化。一般地，對于任意物體的輻射，可以表示為M.(T)= ；.(T)Mo，(T)Afi圖2-2三種輻射體的光譜輻射.黑體輻射定律1.普朗克輻射定律普朗克公式最常用的形式是以波長表示的方式Mo(,T)=C15 exp(c2 / T) 7(2-5)其中，第一輻射常數(shù) C1=2nhc2=3.7418 x-10Wm2);第二輻射常數(shù) c2=hc/

17、k=1.4388 x-20m K); k為波爾茲曼常數(shù)；c為光速。普朗克定律描述了黑體輻射的光譜分布規(guī)律，揭示 了輻射與物質(zhì)相互作用過程中和輻射波長及黑體溫度 的依賴關(guān)系，是黑體輻射理論的基礎(chǔ)。圖2-3黑體輻射曲線2.斯蒂芬玻爾茲曼定律黑體輻射出射度與溫度之間的關(guān)系一一斯蒂芬玻爾茲曼定律MO(T) = 0 MO(,T)d=15c4T4 -；一T4 W/m2(2-9)其中，仃=c1n4/15c；=5.6696m10-8 (W m-2 K-4)稱為斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)。 斯蒂芬玻爾茲曼定律表明：黑體在單位面積單位時間內(nèi)輻射的總能量與黑體溫度T的四次方成正比。.維恩位移定律黑體光譜輻射是單峰函數(shù)，利用

18、極值條件EM0(九,T)/己九=0 ,求得峰值波長入m滿足維恩位移定律mT=b (mK)(2-10) TOC o 1-5 h z 式中，常數(shù)b=C2 /4.9651=2898 ( Mm K)。維恩位移定律指出：當黑體的溫度升高時，其光 譜輻射的峰值波長向短波方向移動。例：已知太陽峰值輻射波長 7m = 0.48Nm,日地平均距離 L= 1.495m108 km,太陽半徑 R = 6.955刈05 km,如將太陽和地球均近似看作黑體，求太陽和地球的表面溫度。解：因為太陽黑體，故 *Ts= 2898,即太陽的表面溫度 Ts= 6037.5 (K)_ _ 2一 M4:Ro . o太陽發(fā)射的輻射強度為

19、Ios=MsR2 i；T：K二4 二L o cT4R2.地球吸收太陽的輻射通量為：1=E& =昔二R2 = Rr二虎同時，地球向外的輻射通量為1ee = Me4二r2 =c-T；4二R2達到平衡時，iea=ee,溫度保持平衡，得到Te =Ts、Rs= Te -291.19K =18.19 C2.3輻射體的溫度.分布溫度光源的分布溫度 是在一定譜段范圍內(nèi)光源光譜輻亮度曲線和黑體的光譜輻亮度曲線成比例或近似地成比例時的黑體溫度，因而分布溫度可描述光源的光譜能量分布特性。光源的分布溫度 是在一定譜段范圍內(nèi)光源光譜輻亮度曲線和黑體的光譜輻亮度曲線成比例或近似地成比例時的黑體溫度，因而分布溫度可描述光源

20、的光譜能量分布特性。與黑體光譜能量分布近似的發(fā)射體可用分布溫度的概念，例如白熾燈在可見譜段內(nèi)的光譜輻射特性和黑體的十分近似。并非所有的光源都可求其分布溫度，例如線狀或帶狀的不連續(xù)光譜光源，其光譜輻射特性與黑體相差很大。. 色溫和相關(guān)色溫當發(fā)射體和某溫度的黑體有相同的顏色時，那末黑體溫度就稱為發(fā)射體的色溫。由不同黑體溫度對應(yīng)的色坐標點所連成的曲線 一一普朗克軌跡。由不同黑體溫度對應(yīng)的色 坐標點所連成的曲線一一普朗克軌跡。相關(guān)色溫就是發(fā)射體和某溫度的黑體有最相近的色時黑體的溫度。相關(guān)色溫提供了用黑體色近似地描述光源色的可能性。.輻亮度溫度波長在可見光譜范圍內(nèi)用人眼（或具有人眼光譜光視效率響應(yīng)的探測

21、器）來判斷其間亮度相 等時，則稱為亮度溫度，簡稱亮溫。輻射體的實際溫度高于輻亮度溫度。.輻射溫度輻射體的輻射溫度是在整個光輻射的譜段范圍內(nèi)的輻亮度與某溫度黑體輻亮度相等時黑體的溫度。.4輻射源標準照明體和標準光源標準照明體規(guī)定光譜能量分布，有良好的現(xiàn)實代表性，即是現(xiàn)有大量光源輻照特性的典型 代表。標準光源一種實在的光源，規(guī)定了這種光源的基本特性以及光源的光譜能量分布與什么標 準照明體相匹配。一種標準照明體有可能只用一種光源就可實現(xiàn)，也有可能要用一種光源的若 干標準濾光器的組合才能實現(xiàn)。為避免由于使用不同光源造成的變化，國際照明委員會推薦了光輻射度量和光度量測量上使用的標準照明體和標準光源。標準

22、照明體A:代表絕對溫度2856K的完全輻射體的輻射。標準照明體B:代表相關(guān)色溫大約 4874K的直射日光，它的光色相當中午的日光。標準照明體C:代表相關(guān)色溫約 6774K的平均晝光。其光色近似于陰天的天空光。標準照明體E:將在可見光波段內(nèi)光譜輻射功率為恒定值的光刺激定義為標準照明體E,亦稱為等能光譜或等能白光。這是一種人為規(guī)定的光譜分布，實際中不存在這種光譜分布的光源。標準照明體D:代表各時相日光的相對光譜功率分布，也叫做典型日光或重組日光。為了促進色度學(xué)的標準化，CIE建議盡量應(yīng)用D65代表日光，在不能應(yīng)用 D65時則盡量應(yīng)用 D55 和 D75。第4章輻射在空間中的傳輸.當輻射能在傳輸介質(zhì)

23、中沒有損失時一一輻亮度守恒。.輻射通量在介質(zhì)邊界上無反射、吸收等損失一一基本輻亮度守恒。L/n2叫做基本輻亮度。.由表面1發(fā)出的總輻射通量 中產(chǎn)MiAi,表面2接收的輻射通量占光源表面1發(fā)出輻射通量的比值為Fl2c0sBi cosB2, A2 LdAdA2(4-5)F12是只與表面1, 2的形狀、位置、大小、方向有關(guān)的無量綱量，稱為輻射換熱角系數(shù) 或角系數(shù)。.光輻射在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的傳輸G=ACt稱為光學(xué)系統(tǒng)的幾何度。幾何度是光源表面面積A1與接收光學(xué)系統(tǒng)對光源所張投影立體角的乘積， 只與光源幾何尺寸、 光源到光學(xué)系統(tǒng)的距離、 光學(xué)系統(tǒng)的入瞳尺寸以及 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等有關(guān)，與光源的輻射量無關(guān)。當光源輻亮

24、度一定時，光學(xué)系統(tǒng)接收輻射通量取決于其幾何度。因此，幾何度成為光學(xué)系統(tǒng)接收和傳輸輻射能能力的度量，幾何度大的光學(xué)系統(tǒng)，其傳輸或接收的輻射通量也多。在沒有光能損失的光學(xué)系統(tǒng)中，光學(xué)系統(tǒng)只改變輻射能的會聚和發(fā)散程度，而輻射通量不變。在相同的均勻介質(zhì)中，由于輻亮度守恒，因此光學(xué)系統(tǒng)的幾何度也不變。即光輻射在光學(xué)系統(tǒng)中傳輸時，如果中間沒有其它輻射能加入或者分光，則任一截面上的幾何度都是不變的。當光束的截面積變小時，其投影立體角必然增大，反之亦然。在有吸收等損失的光學(xué)系統(tǒng)中，輻射通量和輻亮度都在傳輸過程中減小了，但幾何度仍是不變的。在不同介質(zhì)內(nèi)，由基本輻亮度守恒，得- 力2中22.G = . 2 =n

25、A。(4-9)L (L /n )式中，n是介質(zhì)的相對折射率。n2AQT稱為基本幾何度，于是，可以把幾何度的概念延伸到 不同折射率介質(zhì)的光學(xué)系統(tǒng)中，即光學(xué)系統(tǒng)的基本幾何度是不變的。第5章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)5.2顏色匹配.顏色光的混合稱為相加混合。把兩個顏色調(diào)節(jié)到視覺上相同的方法叫做顏色匹配。.顏色匹配恒常律。兩個相互匹配的顏色即使處在不同條件下，顏色始終保持匹配，即不管 顏色周圍環(huán)境的變化或者人眼已對其它色光適應(yīng)后再來觀察，視場中兩種顏色始終保持匹 配。.顏色匹配實驗中選取三種顏色，由它們相加混合能產(chǎn)生任意顏色，這三種顏色稱為三原色， 亦稱為參照色刺激。在顏色匹配實驗中，與待測色達到色匹配時所需要

26、三原色的數(shù)量，稱 為三刺激值。即顏色匹配方程（5-1）式的R G、B值。.對不同波長的單色光做一系列類似的匹配實驗，可得到對應(yīng)于各種波長單色光的三刺激值。 如果將各單色光的輻射能量值都保持為相同（對應(yīng)的光譜分布稱為等能光譜），則得到的三刺激值稱為光譜三刺激值，用 ,g,6表示。光譜三刺激值又稱為顏色匹配函數(shù)，數(shù)值只決定于人眼的視覺特性。.三刺激值的計算如果有兩個顏色光（Ri、Gi、Bi）和（及、G2、B2）相加混合后，混合色的三刺激值為R = R R , G = Gi G2 , B = Bi B,計算方法是將待測光的光譜分布函數(shù)中（Z）,按波長加權(quán)光譜三刺激值，得出每一波長 的三刺激值，再進行

27、積分，就得出該待測光的三刺激值R= k ( )F( 1 )d , G = k ( )g( )d , , B = k()b()d, /uhh.色品坐標和色品圖顏色（C）的色品只決定于三原色的刺激值各自在R+G+B總量中的相對比例 一一色品坐標, 用符號r, g, b表示。色品坐標與三刺激值之間的關(guān)系如下RGB,g 二,b 二RGB RGB RGB標準白光（W）的三刺激值為R=G=B=i,故色品坐標為r=g= 0.333。.3 CIE 1931標準色度系統(tǒng). CIE i93i-RG晾統(tǒng)光譜三刺激值與光譜色色品坐標的關(guān)系為g 二二 rr,g,b光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標有很大一部分出現(xiàn)負值，其

28、物理意義可從匹配實驗來理解，當投射到半視場的某些光譜色用另一半視場的三原色來匹配時，不管三原色如何 調(diào)節(jié)都不能使兩視場顏色達到匹配，只有在光譜色半視場的原色用負值來表示，即出現(xiàn)負的色 品坐標值。色品圖（圖5-4）的三角形頂表示紅（R綠（G）、藍（B方原色。在色品圖上，負的色品 坐標落在原色三角形之外。在原色三角形以內(nèi)的各色品點的坐標為正值。國TOft白E 帛丁工|九1后百H NO flffl 帛丁刷友1日面 B - I ils 常用.乩厚健I s 口E菱色I一用點;*0C1E航色】反匕下 r ff frX= h的-七印8宿（MG r- -1,719-曲叫3-iX27fi 仇 DM2.相T -度

29、$ditn 】儂圖5-5 1931年CIE RGB系統(tǒng)色品圖圖5-5 1931年CIE- RGB系統(tǒng)色品圖. CIE 1931標準色度系統(tǒng)雖然cie 1931-RGBR統(tǒng)的r, g,b可用于色度學(xué)計算，但由于會出現(xiàn)負值，使用不便且不易理解。因此，CIE改用三個假想的原色 X、Y、Z建立了 “CIE 1931標準色度觀察者光譜三刺激 值”，簡稱為“ CIE 1931標準色度觀察者”。CIE 1931標準色度系統(tǒng)三個假想原色的確定主要考慮下面幾個問題：（1）規(guī)定（X）、（Z）兩原色只代表色度，沒有亮度，光度量只與三刺激值 Y成比例。XZ線稱為無亮度線，在r-g色品圖上的方程應(yīng)滿足零亮度線的條件。（

30、2）在系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值。為此，三原色的選擇必須使所形成的顏色三角形能包 括整個光譜軌跡。（3）光譜軌跡從540nm附近至700nm ,在RGB色品圖上基本是一段直線，用這段線上的兩 個顏色相混合可以得到兩色之間的各種光譜色，新的XYV角形的XY邊應(yīng)與這段直線重合，因為在這段線上光譜軌跡只涉及 （X）原色和（Y）原色的變化，不涉及（Z）原色。確定三個原色坐標后，還必須選擇一種標準白，以確定三刺激值的單位。XYZ系統(tǒng)通過相等數(shù)量的三原色刺激值匹配等能白E來定各原色刺激值的單位。等能白點在 r-g坐標系統(tǒng)內(nèi)為r =0.3333,g =0.3333在x-y坐標系統(tǒng)內(nèi)為x =0.3333, y

31、 =0.3333獲得三原色和等能白點在r-g坐標系和x-y坐標系中的位置后，經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換，可得到XYZ系統(tǒng)和RGB系統(tǒng)三刺激值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系于在XY砒擇原色時就考慮到只有 Y值既代表色品又代表亮度，而X, Z只代表色品，故y (九)函數(shù)曲線與明視覺光譜光視效率 V()一致，即y(K)=V(九)。CIE 1931標準色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于 2視場的中央視覺觀察條件(視場在1。4%圍內(nèi))， 主要是中央凹錐狀細胞起作用。對極小面積的顏色觀察不再有效；對于大于4曬場的觀察面積， 另有10根場的“ CIE 1964補充標準色度觀察者數(shù)據(jù)”。.色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換三刺激值空間的轉(zhuǎn)換是線性變換，色品坐標的轉(zhuǎn)換是平

32、面的影射變換。.4 CIE 1964補充標準色度系統(tǒng).5 CIE色度計算方法1.色品坐標的計算要計算顏色的色品坐標，需先求顏色的三刺激值。CIE色度系統(tǒng)三刺激值計算式為X = k ()x()d-, Y =k (-)y( )d , Z = k ( )z( )d AjAjAj TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark118 o Current Document X10=k10(K)X；0dK, Y0 =一3)工0(丸“ 乙0=。嚴 Z)d 九 /u/u/u式中，積分的范圍在可見光波段內(nèi)。實際計算中用求和來近似積分X =ky ( )X( ) , Y=Q ( )y(), Z

33、=Q ()文) HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 九九九X10=k1 中(九)元。(九)匕丫10=。 甲(Xia乃歐,Zi0 = K 邛Za)九 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document /uAjAj，(5-27) 式中，。(勾稱為顏色刺激函數(shù)，即進入人眼產(chǎn)生顏色感覺的光能量。被測物體是自發(fā)光體時，中(行為發(fā)光物體輻射的相對光譜功率分布。被測物體是非自發(fā)光物體時，透明體或不透明體的顏色刺激函數(shù)中(7)分別為(Q=t(Q6(Q,中(九)=P(，壬(%)()=) 6(九)(5-28) 式中，穴力為物體的

34、光譜透射比；P (冷為物體的光譜輻亮度因數(shù)；P(Z)為物體的光譜反射比；S(Z)照明光源的相對光譜功率分布，一般采用CIE規(guī)定的標準照明體，例如物體在日光下觀察時可用D65或B、C照明體，而在燈光下觀察時可用A照明體。(5-27)式中的x, y,乙Xio,yi0,Zi0是CIE規(guī)定的標準色度觀察者的光譜三刺激值。計算時采用X, y,z或x10yio,Zo完全由被測物體要求人眼觀察的視角所決定，當要求人眼觀察的視角為i 4時采用x, y,z ；當要求人眼觀察的視角在 410之間則采用x10yl0,zo。(5-27)式中的常數(shù)k和ki0為歸一化系數(shù)，對自發(fā)光物體是將光源的 丫值調(diào)整到100;對于

35、非自發(fā)光物體是將所選標準照明體的 Y值調(diào)整到i00,即將完全漫反射體B(上)=i和理想透射物 體T(力=i的丫值調(diào)整i00,即有,i00,i00k =, ki0 =、S( )y( ) ：、S( )yi0( ). ： 九九計算出物體顏色的三刺激值后，可計算出物體的色品坐標Xx =X Y ZXi0%。丫y 二X Y Z丫0Xi0 0 .乙0yi0 = 二Xi0 +丫0 + Zi0Z z =X Y ZZi0+丫。+乙0,.顏色相加的計算混合色與已知色的色品坐標之間沒有線性疊加的關(guān)系。而混合色與已知色的三刺激值之間存在著線性疊加的關(guān)系。故在顏色相加混合計算時先算三刺激值，再求色品坐標。混合色的三刺激值

36、X =X +X2, 丫 =丫 +工，Z =乙 +Z2(5-3i)式中，Xi, Yi, Zi, X2, 丫2, Z2為用于混合的兩種已知顏色的三刺激值。當已知顏色的色品坐標 x,y及亮度Y時也可用下式求得顏色的三刺激值。xzi 一x - vX 二一Y, Y =Y, Z =-Y =yY(5-32)yy y.主波長和色純度顏色的色品除用色品坐標表示外，CIE還推薦用主波長和色純度來表示。顏色的主波長大致相當于顏色知覺中顏色色調(diào)，但又不能完全等同起來。色純度大致相當于顏色知覺中的色飽和度，但并不完全相同。.6均勻顏色空間把人眼感覺不出顏色變化的范圍稱為顏色的寬容量(或稱恰可察覺差，簡寫j.n.d),寬

37、容量反 映出人眼的色品分辨力。由均勻明度標尺和均勻色品標尺組成的空間稱為均勻顏色空間。均勻色品標尺一CIE i960 UCS勻勻色品圖CIE 1964均勻色空間及色差公式CIE 1964均勻色空間用明度指數(shù)W*,色品指數(shù)U*、V*三維坐標系來表示兩個顏色 wT,u；,Vi*和w2u； ,v；之間的色差計算公式為.E 二.(W1=W2)L(U；二U ；)2(M =V；) iJG：W，)L(1u . 廠(Tv. )2CIE 1976 L*u*v*色空間及其色差公式CIE改進原有CIEW*U*V*色空間及其色差公式，提出采用L*u*v*色空間。L*稱為米制明 度，u*、v*稱為米制色品。L*u*v*

38、色空間中求兩個顏色色差的公式為_ *222 1/2Euv =( L*)(.：u*) (.“*)在CIE 1976L*u*v*色空間中，還定義了幾個顏色參量：一 .一、*2*21/2顏色的彩度Cuv ：Cuv = (u v )顏色的飽和度 Suv：Suv = 1 3d un2 )+ v v2 )/j顏色的色調(diào)角 huv：hu =arctg(v，vn)/(u-5)=arctg(v*/ u*)兩顏色的色調(diào)差 AHuv：AHuv =(Euv)2 (AL*)2 (ACuv)2CIE 1976 L*a*b*色空間及色差公式L*為米制明度；a*、b*為米制色品。L*a*b*色空間中求色差的公式為. Eb =

39、( L*)2 ( ：a*)2 ( b*)21/2(5-50)式中，AL*稱為明度差；Aa*稱為紅綠色品差(a*軸為紅綠軸)；Ab*稱為黃藍色品差(b*軸為黃藍軸)。在CIE 1976L*a*b*色空間中顏色的彩度Cab：Cab =(a2 + b2)*、顏色的色倜角hab:hab =arctg(b /a ) *2*2*2 1/2兩顏色的色調(diào)差Hab：Hab =(曰) -( L) -(Cab)5.7同色異譜程度的評價.同色異譜色同色異譜現(xiàn)象，這兩種光譜刺激的光譜分布可以不同，但是顏色外貌可以完全相匹配 樣的兩種光刺激為同色異譜色。所謂同色異譜色就是顏色外貌看起來相同，但是光譜組成并不相同的顏色。即

40、兩個樣品所 反射的輻射通量光譜成分不同，而顏色卻互相匹配，有相同的三刺激值，在色品圖上是同一個 色品點。物體色刺激的同色異譜性質(zhì)是有條件的，對于特定的照明體和觀察者才能成立，當改變照明 體或改變觀察者，或者兩者都改變，都將破壞原來的同色異譜性質(zhì)。. CIE同色異譜程度的評價方法方法原理：對于特定參照照明體和觀察者具有相同的三刺激值 (Xi = X2, Yi = Y2, Zi = Z2)的兩 個同色異譜樣品，用具有不同相對光譜功率分布的測試照明所造成的兩樣品間的色差(AE)作為特殊同色異譜指數(shù)Mt。.8 CIE光源顯色指數(shù)計算方法人眼在不同光譜照明下看到的物體色會改變，感到物體顏色失真，這種影響

41、物體顏色的照 明光源特性稱為光源顯色性。CIE推薦定量評價光源顯色性的“測驗色”法規(guī)定用黑體或標準照明體D作為參照光源，將其顯色指數(shù)定為100,并規(guī)定了若干測試用的標準顏色樣品；通過在參照光源下和待測光源 下對標準樣品形成的色差，評定待測光源顯色性，用顯色指數(shù)值來表示。第6章輻射測量的基本儀器6.2積分球和光度導(dǎo)軌一樣，積分球并非一個單獨的測量設(shè)備，它常常和光源、探測器裝在一起，作 為理想漫射光源和勻光器，廣泛地用于光輻射測量中。設(shè)有一束入射輻射通量照在積分球內(nèi)表面A上（如圖6-6）,這里分析不在A處的某一表面元dA,上的輻口度值E丁當積分球內(nèi)壁涂以反射比為：具有朗伯漫射特性的涂料圖6-6積分

42、球內(nèi)任一點的輻照度內(nèi)的輻射通量值；而當光源在球內(nèi)時,當光源在積分球內(nèi)，積分球是個完整漫射球表面時，n工 f =0, P= P，則 i -0 PE ； 二 2- 4二 R 1 - ：（6-6）由于光輻射探測器是對輻照度的響應(yīng)，當它放在球內(nèi)某一表面處時，其輸出信號值就能表示入射到積分球該信號值表示光源在4立體角內(nèi)的總輻射通量。6.3單色儀單色儀用來將具有寬譜段輻射的光源分成一系列譜線很窄的單色光，因而它既可作為一個可調(diào)波長的單色光源，也可作為分光器。單色儀是利用色散元件（棱鏡、光柵等）對不同波長的光具有不同色散角的原理，將光輻射能 的光譜在空間分開，并由入射狹縫和出射狹縫的配合，在出射狹縫處得到所

43、要求的窄譜段光譜 輻射。.棱鏡單色儀圖6-10是一單棱鏡單色儀的簡圖。光源通過光學(xué)系統(tǒng)或直接照射位于第一物鏡的焦平面上 縫寬可調(diào)的入射狹縫，這樣由物鏡出射的一束平行光照射在用色散較大的透明材料做成的棱鏡圖6-10棱鏡單色儀的結(jié)構(gòu)上；由棱鏡出射的平行光，對不同波長有 不同的出射方向；通過第二物鏡 （其焦距 一般和第一物鏡相同）會聚后，在位于其 焦平面上的出射狹縫平面上得到橫向展 開的連續(xù)光譜像；出射狹縫只使很窄譜段的光出射；轉(zhuǎn)動棱鏡，使光譜像在出射狹縫上掃描，于是得到不同波長 （窄譜段）單色光的輸出。由子鏡頭本身有色差，實際入射狹縫的光譜像不會嚴格在一個平面內(nèi)，故許多單色儀采用 凹面反射鏡，其優(yōu)

44、點是沒有色差。此外，反射鏡不象透射透鏡那樣限制光的透過譜段。單色儀工作的譜段范圍主要取決于棱鏡所用材料及其色散值，棱鏡的色散值應(yīng)盡可能大。單色儀中棱鏡以 最小偏向角 狀態(tài)工作。所謂最小偏向角，即由入射狹縫出來的單色光入 射到棱鏡與由棱鏡射出的光與棱鏡兩棱邊具有相同 （或近似相同）的夾角。雖然在最小偏向角 時棱鏡色散角小，但單色儀的整體工作性能 （像質(zhì)）較好。單色儀的主要性能指標有：角色散，線色散和光譜分辨率。角色散表示色散元件分開不同波長輻射能的能力。對于棱鏡，角色散為(6-8)式中，t是三角形棱鏡底邊尺寸，ao是沿縫高方向光束的口徑（見圖6-10）, dn/d，.是棱鏡材料 的色散值。線色散

45、表示在 出射狹縫平面上相鄰波長分開的程度。由幾何關(guān)系不難寫出(6-9)dl _ f d一 f2 d - d -f2是第二物鏡的焦距。光譜分辨率定義為d九，表示波長為上和波長為九+d的色光剛能分開的能力。對于某一 波長九其與相鄰色光剛能分開的d，一越小，說明棱鏡的光譜分辨能力越高。根據(jù)方孔衍射極限角分辨率d* d/a0,則棱鏡的最大理論分辨率Rmaxd . dn二a。=t- d d d 1(6-10)即對應(yīng)狹縫寬度趨近于零時，棱鏡的最大理論分辨率和棱鏡的尺寸以及棱鏡材料的色散成 正比。實際上，由于物鏡有一定的像差以及要得到一定出射光能量，狹縫需要有一定的寬度， 加上雜散光等的影響，實際單色儀的分

46、辨率比Rmax小。因此，在單色儀中，理想情況下要獲得最大的光譜分辨率和較大的輻照度，應(yīng)使入射狹縫寬的像等于出射狹縫寬.光柵單色儀光譜級之間的 重疊發(fā)生在m = （m 1）,在相當寬的光譜范圍內(nèi)角 色散近似均勻一一光柵單色儀的優(yōu)點（棱鏡單色儀由于角色散是 波長的函數(shù)，以致色散小的小譜區(qū)因其光譜分辨率低而難以應(yīng)用）。為了最大限度地提高光能利用的可能性，炫耀光柵 得到了廣泛的應(yīng)用。光柵中光譜不重疊（指相同波長重疊）區(qū)域叫自由光譜范圍。由m（Z+AZ）= （m+1）K解得自由光譜區(qū)- /m例如一級m=1 ,當？,=0.7Mm時，自由光譜區(qū)也等于0.7Mm。圖6-20例1中所用的光柵單色儀光學(xué)系統(tǒng)分光光

47、度計和光譜輻射計分光光度計：主要用于測量材料（反射體/透射體）光譜反射比或光譜透射比的儀器光譜輻射計：主要測量光源（自發(fā)光體）光譜輻射度量的儀器傅里葉變換光譜輻射計如圖6-28是邁克爾遜干涉儀的工作原理，單色光源發(fā)出的光經(jīng)反射鏡（或物鏡）變?yōu)槠叫袌D6-28邁克爾遜干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)光束，射到分束鏡SP;分束鏡將光束 分成兩路：一路透過SR!寸到平面反射鏡 M1,并返回到分束鏡上表面，向圖中 右側(cè)反射；另一路由分束鏡下表面反射 至平面鏡M2上，再由M2反射回并透過 分束鏡，與前一路光束疊加， 經(jīng)反射鏡 聚集至探測器上。由于兩束光是相干的， 在探測器平面上得到某一干涉級條紋， 條紋的級數(shù)由兩路光的光

48、程差決定。FTt譜輻射計和邁克爾遜干涉儀的差別在于：平面鏡M2以一恒速V運動，位移量x=Vt;光源不只是單色光，可以是連續(xù)光譜。與棱鏡、光柵單色儀相比，F(xiàn)優(yōu)譜輻射計的主要優(yōu)點：高的能量傳輸高的信噪比高的分辨率第7章 光輻射測量系統(tǒng)的性能及其測量光輻射測量系統(tǒng)性能的測量常稱為儀器的標定。理想的光輻射測量系統(tǒng)應(yīng)當具有以下性能： 在所測量的光譜范圍7%同內(nèi)，系統(tǒng)具有均勻的光譜響應(yīng)，在響應(yīng)光譜范圍以外的光譜 響應(yīng)等于零，即測量系統(tǒng)具有理想的光譜帶寬響應(yīng)。在所要求測量動態(tài)范圍內(nèi)，系統(tǒng)具有線性響應(yīng)，即輸出信號和待測輻射度量之間成正比 關(guān)系。光學(xué)系統(tǒng)沒有漸暈和像差。在測量視場內(nèi)，各視場角能接收等量的光輻射能

49、，而在測量 視場外，射入系統(tǒng)的雜散光不能到達探測器表面，即系統(tǒng)具有理想的視場響應(yīng)。 測量系統(tǒng)的響應(yīng)不受入射光偏振程度的影響。7.1測量系統(tǒng)的響應(yīng)度根據(jù)儀器輸出電壓對應(yīng)入射輻射度量的不同，響應(yīng)度可分成輻射通量響應(yīng)度、輻亮度響應(yīng) 度、輻照度響應(yīng)度輻射通量響應(yīng)度1輻亮度響應(yīng)度、輻照度響應(yīng)度式中，V是測量系統(tǒng)輸出電壓(或電流)；、L、E分別是測量系統(tǒng) 入瞳處的輻射通量、輻亮度和輻照度。響應(yīng)度的標定就是建立測量系統(tǒng)入瞳處輻射度量和輸出信號之間的定量關(guān)系。采用何種響應(yīng)度取決于儀器測量的要求以及標定源在儀器視場中的大小。在光源可正好充滿儀器視場的標定條件下，三種響應(yīng)度之間存在著簡單的關(guān)系。設(shè)輻射計的輻亮度響

50、應(yīng)度RL=V/ L,則對應(yīng)的輻照度響應(yīng)度和輻射通量響應(yīng)度分別為RE =V / E =V / L = RL/，R：=V/：。=V/ EAp = RE / Ap即RL - RE - Ap Rg(7-2)式中，切是輻射計的視場角，Ap是輻射計入瞳的面積遠距離小光源法標定光源放在離待標定輻射計一定距離上，光源像不能充滿輻射計視場。由上面的圖7-4遠距離小光源法標定輻照度響應(yīng)討論可知，應(yīng)當標定儀器的輻照度響應(yīng)Reo設(shè)標定光源到輻射計入瞳的距離為1(圖7-4),傳輸路徑上介質(zhì)的透射比為人)，則輻射計入瞳處的輻照度為_ A 二E=y.0 L(，)()d，(7-3)式中，A為標定光源的有效發(fā)光面積，L(7)為

51、標定光遠距離面光源法標定時面光源對儀器的張角一般應(yīng)大于儀器視場的4倍。儀器調(diào)焦在無限遠，面光源可亦曲“2 )圖7-6遠距離面光源法用積分球光源或大面積低溫黑體，并放在有限遠距離上(圖7-6)。 TOC o 1-5 h z 設(shè)面光源的光譜輻亮度為Lo(A),傳輸介質(zhì)的光譜透射比為T(從被標定輻射計輸出電壓信號為V,則儀器的輻亮度響應(yīng)度c _V _VRl - 丁- T(7-5)L o Lo( ) ( )d 該標定方法不必知道待標定儀器的視場角6及入瞳面積ApO2測量系統(tǒng)的光譜響應(yīng).測量光輻射度量的儀器要求在所測量的譜段內(nèi)有近似平坦的光譜響應(yīng).測量系統(tǒng)的光譜響應(yīng)是系統(tǒng)中光學(xué)和色散元件的光譜透射、反射

52、、色散特性和探測器光譜 響應(yīng)的乘積，很難使系統(tǒng)的光譜響應(yīng)接近理想響應(yīng).具有1/2峰值響應(yīng)所對應(yīng)波長所包容的范圍定義為系統(tǒng)響應(yīng)譜段.工作譜段以外的響應(yīng)稱為光譜泄漏.光度量的測量以人眼作為接收器稱為目視光度法；以物理探測器，如光敏元件、照相底片等，作為接收器的稱為客觀光度法。8.1發(fā)光強度的測量1.用客觀光度法測量光強度客觀光度法測量光強度時，所使用的光接收器是光輻射探測器，即對標準光源和待測光源在接收器全部有效面積上的照度進行比較，判斷出待測光源光強度。如果探測器位置固定，保持光源座與光輻射探測器的距離不變，先將標準光源s放在光源座上，測得光電流為 is,再用待測光源 C替換光源S,測得光電流i

53、c,則可求得待測光強 度Ic：,ic TOC o 1-5 h z I c = I s (8-8)is這種方法要求探測器上的照度必須在探測器線性工作范圍以內(nèi)。如果將光接收器固定。在距光接收器的一定距離 rs上測得標準燈的光電流is,用待測燈換 去標準燈，并作水平移動，使待測產(chǎn)生的光電流與標準燈的相同，記下此時待測燈的距離幾，則可求得待測光強度Ic：2, , rc一 Ic = Is 2(8-9)rs這種方法對探測器沒有線性工作要求。8.2光通量的測量1.用分布光度計用分布光度計測量光源的光通量具有測量精度高的優(yōu)點，但測量方法較復(fù)雜。由發(fā)光強度I和光通量中的定義，可得到- 2：I I I (口，：)

54、sin udd ：(8-12)如果在不同的空間位置上測得發(fā)光強度I (口中)，就可求出光源的光通量。 但對不同方位發(fā)光強度的測量則是比較麻煩的。2.用積分球測量光通量更方便、更常用的方法是利用積分球。將光通量標準燈與待測燈相比較而得到待測燈的光通量。積分球的照度由（6-6）式表示（K稱為積分球常數(shù)）6 PE 2= K：，4二 R 1 ：在測得了球壁處出射窗口的照度 E后，可得到光通量9。照度的測量光電測量頭包括光電探測元件、光譜修正濾光片以及擴大測量量程的光衰減器（中性濾多片等）。亮度的測量1.目視法測量亮度所有目視法的光度量測量都以亮度比較作為基礎(chǔ)。目視法測量亮度的原理也是其它光度量目視測量

55、的依據(jù)。2.客觀法測量亮度（1）經(jīng)測量照度確定發(fā)光面的亮度圖8-22給出一種采用照度計測量發(fā)光面亮度的簡單方法:在發(fā)光面前加一透光面積為 A的光闌，發(fā)光面經(jīng)光闌透光孔發(fā)出半輻射；在S處用照度計測得照度值為E。如果光闌開口孔徑比光闌與被測面間的距離 r小得多，則根據(jù)照度的定義可得l=T(8-33)根據(jù)測得的照度值E,可求出代表了面積A內(nèi)亮度的平均值 L。當光源為帶狀（或線狀）時，光闌的作用主要是限制發(fā)光體的高度（圖8-23）,亮度為L = Er2hd(8-34)式中，h是光闌的高度；d是發(fā)光體的寬度。在許多情況下，要把一固定光闌直接和光源接觸是困難的（如測量燈絲或熔煉中金屬的亮度）。為此，可用一

56、透鏡將待測光源成像,光源的亮度。圖8-24給出利用透鏡測量光源亮度的方法。圖中A1為待/F圖8-22面光源亮度測量由測量光源像的照度確定圖8-24利用光學(xué)系統(tǒng)測量光源亮度1測發(fā)光面，經(jīng)透鏡B成像后為A2； 11和12分別是Ai和A2與B的距離；透鏡通光面積為&若Ai 和A2的直徑遠小于li和12,則光源向透鏡B對應(yīng)立體角發(fā)出的光通量為：二二LAi 2li式中，L是光源的亮度。像面A?上的照度(7是透鏡的透射比)S、E = = LAi (8-35)A , 圖8-25亮度計結(jié)構(gòu)圖利用應(yīng)用光學(xué)的物像關(guān)系式a/A =1；/122,得2L =1生(8-36)S式中，E是由照度計測出的像面照度值；其余均為

57、可測參數(shù)。(2)用亮度計進行亮度測量常用的亮度計用一個光學(xué)系統(tǒng)把待測光源表面成像在放置光輻射探測器白平面上。圖8-25給出一種亮度計的結(jié)構(gòu)，亮度計的測光系統(tǒng)由物鏡B、光闌P、視場光闌 C漫射器和探測器等組成；光闌P與探測器的距離固定，緊靠物鏡安置；視場光闌C和漫射器位于探測器平面上 ；C限制待測發(fā)光面的面積。對于不同物距的待測表 面，通過物鏡的調(diào)焦，使待測發(fā)光面成像在探測器受光面上。設(shè)待測發(fā)光面的亮度為 L,物鏡的透射比t ,若不考慮亮度在待測表面到物鏡之間介質(zhì) 中的損失(物距太長日應(yīng)考慮)，則在光闌P平面上的亮度為eL (讓?)，像平面上的照度為SE = L(8-37)r式中，S是光闌P的透

58、光面積，r是光闌P到像平面的距離(不隨測量距離不同而改變 )。(3)亮度計的標定方法用高精度照度計進行標定。用光強度標準燈和理想漫射板進行標定。第9章輻射度量的測量最常用的測量色溫的方法有兩種： 測量待測光源的相對光譜能量分布，利用色度計算公式，求出光源在色度圖上的色 坐標，從而由色度圖上等溫相關(guān)色溫線確定光源在給定工作電壓下的色溫或相關(guān)色溫。雙色法。這是最常用的色溫測量或標定的方法。第10章 色度的測量及其儀器顏色測量儀器就是通過一定的途徑求得三刺激值的工具。由于獲得三刺激值的方式不同，測色儀器主要可分為兩類：分光測色儀器和色度計。分光測色儀器是顏色測量最基本的儀器，其不直接測量顏色的三刺激

59、值本身，而是測量物體的光譜反射或光譜透射特性，即測量物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比。再選用CIE的標準照明體和標準觀察者，通過積分計算求得顏色的三刺激值。色度計則不同，其響應(yīng)類似人眼的視覺系統(tǒng)，通過直接測得與顏色的三刺激值成比例的儀器響應(yīng)數(shù)值，換算出顏色的三刺激值。色度計獲得三刺激值的方法由儀器內(nèi)部光學(xué)模擬積分完成，即用濾色鏡來校正儀器光源和探測元件的光譜特性，使輸出的電信號大小正比于顏色的三刺激值。10.1分光測色儀器分光光度計是顏色測量中最基本的儀器，其不直接測量顏色，而是測量樣品的反射特性和透射特性，經(jīng)過計算求得樣品顏色的三刺激值。.比較法測量與比較的標準分光光度計測量光譜透射比或光譜

60、反射比都采用比較法，通過定量地比較某些已知光譜特 性的“標準”（參照物）和樣品在同一波長上透射或反射的單色輻射功率，測出樣品的光譜透射比或光譜輻亮度因數(shù)。測量反射樣品時，選用完全反射漫射體。 測量透射樣品時選用空氣作為參照標準，空氣是 理想透射體，在整個可見光譜范圍內(nèi)透射比均近似為 1;液體樣品則采用同樣厚度的溶劑作為 標準。.顏色測量的標準化由于顏色視覺的復(fù)雜性，顏色測量條件必須標準化，儀器間的測量結(jié)果才有可比性。（1）測量樣品的三刺激值時，照明光源選擇標準照明體，常用的標準照明體有A, C, D65（2）測量樣品的三刺激值時,要選用標準觀察者，小視場（1-4選用CIE1931標準色度觀 察