第一色學基礎(chǔ)演示文稿

1、第一色度學基礎(chǔ)演示文稿第一頁，共三十五頁。優(yōu)選第一色度學基礎(chǔ)第二頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 任何一種彩色光對人眼引起的視覺感受都可以用以下三個參量來表示：1. 色調(diào) （Hue）2. 飽和度（Saturation）3. 亮度 （Brightness） 用這三個參量表示彩色的模式，稱為HSB彩色模式，又稱彩色光三要素。在諸多表示彩色的模式中， HSB 彩色模式與人眼的主觀感受最為直接。第三頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 1. 色調(diào)（Hue） 色調(diào)（色相）表示顏色的類別。通常所說的紅色、綠色、藍色等等，就是指的色調(diào)。它由作用到人眼的彩色光的光譜成分

2、決定，不同波長的光呈現(xiàn)的顏色各不相同。第四頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 彩色物體的色調(diào)，決定于物體在光照射下所反射的光譜成分。不同波長的反射光使物體呈現(xiàn)不同的色調(diào)。 透光物體的色調(diào)由透射光的波長所決定。 色調(diào)是決定彩色本質(zhì)的基本參量，是彩色的重要屬性之一，彩色物體的色調(diào)由物體本身的屬性吸收特性和反射或透射特性所決定。但是當我們觀看物體彩色時，還與照明光源特性光譜分布有關(guān)。 第五頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 2. 飽和度（Saturation） 飽和度（色純度）表示顏色的深淺程度（顏色的濃淡程度、顏色的鮮艷程度）。對于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度

3、越高，說明它的顏色越深，反之亦然。 高飽和度的彩色光可以因摻入白光而被沖淡，變成低飽和度的彩色光。例如，投射到白紙上一束高飽和度的紅光，則人們看到白紙呈現(xiàn)為深紅色。如再將一束白光同時投射到該紙上則人眼雖然仍感覺到紅色色調(diào)，但已變成了淡紅色，即飽和度降低了。投射的第六頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）白光越強，則感到紅色越淡。飽和度下降的程度反映了彩色光被白光沖淡的程度，而飽和度則反映了某種色光的純度。如100飽和度的某色光，就代表完全沒有混入白光的某種純色光。 色調(diào)和飽和度又總稱為色度，它即說明顏色的類別-色調(diào)，又說明顏色的深淺-飽和度。第七頁，共三十五頁。1-1 彩色光三

4、要素（HSB彩色模式）第八頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）3. 亮度（Brighness） 亮度（明度）是指彩色光的明亮程度。即光作用于人眼時所引起的明亮程度的感覺。一般來說，彩色光的光功率大則感覺亮，反之則暗。就物體而言，其亮度決定于由其反射（或透射）的光功率的大小。若照射物體的光功率為定值，則物體反射（或透射）系數(shù)越大，物體越明亮，反之則越暗。對同一物體來說,照射光越強(即光功率越大)，越明亮，反之則越暗。第九頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）4. 三要素相互關(guān)系在無彩色中，明度最高的色為白色，明度最低的色為黑色，中間存在一個從亮到暗的灰色系列。在

5、有彩色中，任何一種純度色都有著自己的明度特征。例如，黃色為明度最高的色，處于光譜的中心位置，紫色是明度最低的色，處于光譜的邊緣，一個彩色物體表面的光反射率越大，對視覺刺激的程度越大，看上去就越亮，這一顏色的明度就越高。第十頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 明度在三要素中具較強的獨立性，它可以不帶任何色相的特征而通過黑白灰的關(guān)系單獨呈現(xiàn)出來。色相與純度則必須依賴一定的明暗才能顯現(xiàn)，色彩一旦發(fā)生，明暗關(guān)系就會同時出現(xiàn)，在我們進行一幅素描的過程中，需要把對象的有彩色關(guān)系抽象為明暗色調(diào)，這就需要有對明暗的敏銳判斷力。我們可以把這種抽象出來的明度關(guān)系看做色彩的骨骼，它是色彩結(jié)構(gòu)的關(guān)

6、鍵。 第十一頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）我們的視覺能辨認出的有色相感的色，都具有一定程度的鮮艷度。比如綠色，當它混入了白色時，雖然仍舊具有綠色相的特征，但它的鮮艷度降低了，明度提高了，成為淡綠色；當它混入黑色時，鮮艷度了降低了，明度變暗了，成為暗綠色；當混入與綠色明度相似的中性灰時，它的明度沒有發(fā)生變化，純度降低了，成為灰綠色。 在人的視覺中所能感受的色彩范圍內(nèi)，絕大部分是非高純度的色，也就是說，大量都是含灰的色，有了純度的變化，才使色彩顯得極其豐富。 純度體現(xiàn)了色彩內(nèi)向的品格。同一個色相，即使純度發(fā)生了細微的變化，也會立即帶來色彩性格的變化。第十二頁，共三十五頁。1

7、-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）彩條信號關(guān)閉了色度信號分量的彩條信號第十三頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）5.相關(guān)名詞色環(huán) 實質(zhì)上就是在彩色光譜中所見的長條形的色彩序列，只是將首尾連接在一起，形成一個圓環(huán)，使紅色連接到另一端的紫色。第十四頁，共三十五頁。1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 色性 色彩基本分為暖色（也稱熱色）和冷色（也稱寒色）兩類。紅、橙、黃為暖色，給人以熱烈、溫暖、外張的感覺；青、藍、紫為冷色，給人以寒冷、沉靜、內(nèi)縮的感覺。 色調(diào)（亦稱調(diào)子） 在一定的色相和明度的光源色的照射下，物體表面籠罩在一種統(tǒng)一的色彩傾向和色彩氛圍之中，這種統(tǒng)一的氛圍就是色調(diào)

8、。 第十五頁，共三十五頁。1-2 三基色原理1. 自然界中任何一種顏色都可分解為 三種基色來反映。2. 用三種基色可以合成自然界中絕大多數(shù)顏色， 合成顏色的亮度由三個基色的亮度之和決定； 合成顏色的色度由三個基色分量的比例決定。3. 三種基色應該是相互獨立的。也就是說，三基 色的任何一種都不能由另外兩種基色合成產(chǎn)生。第十六頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式） 彩色電視技術(shù)中采用的是將紅、綠、藍三種基色光按不同比例相加，從而獲得不同的彩色光的方法，稱為相加混色法，又稱RGB彩色模式，在這種彩色模式中，紅、綠、藍被稱為基色光。紅光+綠光=黃光 紅光+青光=白光綠光+藍光=青光 綠光+

9、紫光=白光藍光+紅光=紫光 藍光+黃光=白光紅光+綠光+藍光=白光補色：與基色相加為白色的彩色，稱為其基色的 補色。紅、綠、藍的補色為青、品（紫）、黃。第十七頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）第十八頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）計色三角形第十九頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）三基色原理為彩色電視奠定了基礎(chǔ)，極大地簡化了彩色圖像的傳輸問題。根據(jù)三基色原理，先把被攝景物的彩色光分解成紅、綠、藍三種基色光，再變換成三個基色電壓予以傳送。在接收端，用三個基色電壓分別控制彩色顯像管中紅、綠、藍三種熒光粉的發(fā)光量，由其合成出被攝景物的彩色。第二十頁，共

10、三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）第二十一頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式） CIE 1931色度圖國際照明委員會（CIE）1931年制定了一個色度圖，用組成某一顏色的三基色比例來規(guī)定這一顏色，即用三種基色相加的比例來表示某一顏色，可寫成方程式： (C)=R (R)+G(G)+B(B)（C）代表某一種顏色，（R）、（G）、（B）是紅、綠、藍三基色，R、G、B是每種顏色的比例系數(shù)，它們的和等于1，即RGB1，“C”是指匹配，即在視覺上顏色相同。第二十二頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）如某一藍綠色可以表達為： (C)=0.06(R)+0.31(G)+0.

11、63(B)任何顏色都用匹配該顏色的三基色的比例加以規(guī)定，每一顏色都在色度圖中占有確定的位置。色度圖中： X軸色度坐標相當于紅基色的比例 Y軸色度坐標相當于綠基色的比例圖中沒有Z軸色度坐標（即藍基色所占的比例），因為比例系數(shù)XYZ1，Z的坐標值可以推算出：即Z 1一（XY）。第二十三頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）色度圖中的弧形曲線上的各點是光譜上的各種顏色即光譜軌跡，是光譜各種顏色的色度坐標。紅色波段在圖的右下部，綠色波段在左上角，藍紫色波段在圖的左下部。圖下方的直線部分，即連接400nm和700nm的直線，是光譜上所沒有的、由紫到紅的系列.靠近圖中心的C是白色，相當于中午陽

12、光的光色，其色度坐標為： X0.3101，Y0.3162。第二十四頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）在實際應用中，如彩色電視、彩色攝影（乳膠處理）或其它顏色復現(xiàn)系統(tǒng)都需要選擇適當?shù)募t（R）、綠（G）、藍（B）三基色，用來復現(xiàn)白色和各種顏色，所選定的（R）、（G）、（B）在色度圖上的位置形成一個三角形。應使（R）、（G）、（B）三角形盡量能包括較大面積，同時（R）、（G）、（B）線應盡量靠近光譜軌跡，以復現(xiàn)飽和度比較高的紅、綠、藍等顏色 。第二十五頁，共三十五頁。1-3 相加混色（RGB彩色模式）亮度方程NTSC 制的亮度方程：Y=0.299R+0.587G+0.114BPAL

13、制的亮度方程：Y=0.222R+0.707G+0.071B第二十六頁，共三十五頁。1-4 相減混色（CMYK彩色模式） 在彩色印刷、彩色影片和彩色繪畫中采用相減混色法。相減混色法是利用顏料、染料的吸色性質(zhì)來實現(xiàn)的。在相減混色法中通常選用： 青（C）、 品（M）、黃（Y）為其三基色， 實際運用中還加上黑色（K），稱為CMYK彩色模式。青、品、黃等比例混合為黑色。第二十七頁，共三十五頁。1-4 相減混色（CMYK彩色模式）第二十八頁，共三十五頁。1-4 相減混色（CMYK彩色模式）加色法與減色法之對比第二十九頁，共三十五頁。 1-5 彩色電視（YUV彩色模式）1. YUV彩色模式（亮度、色差空間）

14、 電視分量信號：亮度信號和兩個色差信號 紅0.63103品0.59161藍0.45347黃0.45167 綠0.59241青0.63283U(B-Y)V(R-Y)0.70.70.70.7色度信號C: 副載波相位:C= U2 + V2 =arctgV/U第三十頁，共三十五頁。 1-5 彩色電視（YUV彩色模式）2. 非線性系數(shù) （Gamma） 輸出= k 輸入 = 1 輸出與輸入為線性變化 圖象正常 1 輸出與輸入非線性變化 亮區(qū)對比度增加， 暗區(qū)對比度減小 1 輸出與輸入非線性變化 亮區(qū)對比度減小， 暗區(qū)對比度增加 = 1 1 1第三十一頁，共三十五頁。附錄： 亮度和明度亮度（Brightne

15、ss）和明度（Lightness） 物體的亮度在計算機內(nèi)都要以整數(shù)的方式表示, 例如最亮的為 100,最暗的就是 0, 中間還有許多過渡亮度。為了計算方便, 計算機通常都以 2 的次方來表示一個亮度范圍。例如 031、063、0127、0255。現(xiàn)在最常用的是 0255, 即 256 級亮度。第三十二頁，共三十五頁。附錄： 亮度和明度由于亮度成了不連續(xù)的過渡, 就很有可能使人查覺出亮度的跳躍。32 級亮度就很容易查覺出跳躍，256 級亮度則很難查覺出跳躍。 如果將 32 級亮度的灰色塊連續(xù)顯示在屏幕上，會發(fā)現(xiàn)較暗的部分跳躍比較厲害，較亮的部分則顯得連續(xù)得多。這個現(xiàn)象很早就被人們發(fā)現(xiàn)了。第三十三頁，共三十五頁。附錄： 亮度和明度測試人員用一組深淺不同的灰卡, 讓被測試者選一張介于最深和最淺之間的灰卡, 結(jié)果大多數(shù)人選出的灰卡亮度只有 18%! 繼續(xù)這種測試, 在黑色和中間灰之中、中間灰和白色之中, 直到人們無法區(qū)分兩種灰卡的深淺為止。將選出的灰卡按由深到淺的順序排好, 再實測它們的亮度, 發(fā)現(xiàn)它的編號 (L) 與亮度 (Y) 的關(guān)系為:L=116(Y/100)