色彩學復習大綱

光與顏色視覺1.1光輻射1.光：能夠在人眼的視覺系統(tǒng)上引起明亮的顏色感覺的電磁輻射。不同波長的光輻射能不同，在人眼中引起的顏色感覺也不同?？梢姽廨椛浞秶?80-780nm.2.光譜能量分布光譜密度：以波長λ為中心的微小波長范圍內輻射能量與該波長寬度之比。反映了單位波長區(qū)間內輻射能量的大小。光譜分布：光源的光譜密度與波長間的函數關系稱為光譜分布。相對光譜能量分布：實際中以光譜密度的相對值與波長之間的函數關系來描述光譜分布。稱為相對光譜能量分布S(λ)。通常取波長λ=555nm處的輻射能量為100，其它波長處與之比較得出。相對光譜能量分布決定光源的顏色。其絕對值只影響光的強弱，不改變顏色。1.2光與色的關系顏色：是由物體的化學結構所決定的一種光學現象；是光作用于人眼引起除形象以外的視覺特性。顏色的本質：顏色既是光學現象，也是視覺現象。光是顏色形成的先決條件。有光才有色。顏色視覺的形成2.1顏色視覺形成機理1.發(fā)光體的顏色形成：發(fā)光體發(fā)出的光是由各種不同波長的單色光組成，所以不同的發(fā)光體的光譜成分不同，則顏色也就不同。哪種光譜成分的比例較大，則發(fā)光體的顏色就偏向于哪種顏色。2.非發(fā)光體的顏色形成：非發(fā)光體只有在光的照射下才能呈現出顏色。人們所看到的物體的顏色，是物體對照射到自身上的光線進行選擇性吸收之后，剩余的反射光或透射光的顏色。物體對光固定的吸收和反射是物體的光學特征，因此物體便能顯示出固定的顏色。3.顏色感覺形成的四要素：光源、顏色物體、人眼、大腦。這四個要素缺一不可，并且只要其中任一要素變化，顏色感覺也就會變化。2.2顏色視覺的生理基礎2.2.1眼睛視網膜：位于眼球壁的內層，是眼球的感光部分，其上布滿感光細胞（桿體細胞和椎體細胞）錐體細胞：感紅、感綠、感藍色素。對較光亮光線敏感，能分辨物體的顏色和細節(jié)。屬于名視覺器官。桿體細胞：只有一種色素。能對較暗光線敏感，只能分辨物體的明暗和輪廓。屬于暗視覺器官。2.2.2視網膜上的成像過程（1）人眼與照相機的對應關系人眼與照相機的構造的對應關系照相機人眼暗箱鏡頭快門光圈膠片鞏膜和脈絡膜角膜和晶狀體眼皮虹膜視網膜正常的眼睛看眼前25CM處的物體是很清楚的，而且毫不費力，故把這段距離稱為明視距離：25cm2.2.3大腦如果把眼睛看作感受器，那么大腦是識別器。2.3人眼的視覺功能2.3.1明視覺和暗視覺視錐細胞——明視覺器官：視錐細胞只有在亮度達到一定水平才能被激發(fā)起來明視覺：在明亮條件下由視錐細胞作用形成的視覺視桿細胞——暗視覺器官：視桿細胞敏感性高，微弱光線下能有所感受。但只能反映亮度，不能分辨顏色和細節(jié)。暗視覺：在較暗條件由視桿細胞作用形成的視覺2.3.2光譜光視效率光譜光視效率：輻通量相同但波長不同的光在視覺上所產生不同明度感受性的度量,（輻射能轉化為人眼可見光的程度）并且規(guī)定V(555)=1。φv(λ)=KV(λ)φe(λ)其中：φv(λ)光通量：光譜不同波長的光對人眼產生光亮感覺作用的數量特征的度量。φe(λ)輻通量：單位面積光源的輻射能量。K輻射能光當量V(λ)：輻射能轉化為人眼可見光的程度。當明度相同的時候，光視效率與輻通量成反比。當輻通量相同的時候，光譜光視效率與光通量成正比，即感覺越亮的光，其光視效率越大。光譜光視效率：把峰值歸一化1的人眼對不同波長的光能量產生光感覺的效率。2.3.3視覺參數1.視角（α）：物體在眼睛中形成的張角。2．視力（視敏度）：表示視覺辨認物體細節(jié)和空間輪廓的能力。通常用視覺所能分辨的以角度為單位的視角的倒數。3.視場：眼睛視角所對應形成的圓面積。視角越大，對應的視場也越大；視距越大，對應的視場面積也越大。2.4顏色視覺理論1.三色學說：1802年英國T.Yang認為人只有感紅、感綠、感藍三種基本視神經。當光刺激人的視覺器官時，這三種感色細胞分別對不同波長光敏感，從而形成對應的紅色感覺、綠色感覺和藍色感覺。并最終融合成綜合的、完整的色覺。優(yōu)點：色相相同但飽和度不同的顏色：顏料和染料對白光中的紅、綠、藍三色光作波長范圍相同、但比例不同的吸收和反射。規(guī)律：（1）任意兩種原色混合，可以得到任何混合色?；旌仙伾虮壤^大的原色的顏色。（2）三種原色不等量混合，顏色是比例較大的兩原色的混合顏色。但混合色明度降低。在色光加色法中，互補色相加得到白色；在色料減色法中，互補色相加得到黑色。第五章色度學系統(tǒng)5.3CIE1931XYZ標準色度系統(tǒng)所謂1931CIE-XYZ系統(tǒng)，就是在RGB系統(tǒng)的基礎上，用數學方法，選用三個理想的原色來代替實際的三原色，從而將CIE-RGB系統(tǒng)中的光譜三刺激值、、和色度坐標r、g、b均變?yōu)檎怠?931CIE-XYZ系統(tǒng)中，用于匹配光譜三刺激值的(X)、(Y)、(Z)的數量，稱為“CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值”，也叫做“CIEl931標準色度觀察者顏色匹配函數”，簡稱“CIE標準色度觀察者”或“顏色匹配函數”，在物體色色度值的計算中代表人眼的顏色視覺特征參數。記為規(guī)定函數與明視覺光譜光效率函V(λ)一致，即光譜色度坐標已知，由下式即可求出光譜三刺激值：色度圖中點的位置可以代表各種色彩的顏色特征。但是，前面曾經討論過，色度坐標只規(guī)定了顏色的色度，而未規(guī)定顏色的亮度，不能夠唯一地確定一個顏色。由物體三刺激值計算Yxy的公式為下左式：由Yxy計算物體三刺激值下右式：5.4顏色的客觀三屬性1．主波長在x,y色度圖中,將光源的色度點與樣品色的色度點用一直線相連,并從樣品色色度點向外延伸與光譜軌跡相交,這一點處的波長就是樣品色的主波長。注意：對于品紅色區(qū)顏色的主波長，由于無品紅光譜色，所以，用其反向延長線交點主波長的負值表示,稱為補色主波長。2興奮純度顏色的興奮純度是指該顏色接近同一主波長的程度。在x,y色度圖的樣品色主波長線上，用光源色度點至樣品色度點的距離與光源色度點至光譜色度點的距離比值的百分比來表示。3亮度因數亮度因數：印刷品表面的明暗程度。用顏色三刺激值中的Y值百分數來表示，即Y%。顏色的心理三屬性和客觀三屬性是彼此聯系而又相互區(qū)別的表示顏色的兩種方法。5.7均勻顏色空間和顏色色差CIE1931XYZ表色系統(tǒng)在給人們進行定量化研究色彩的同時，卻不能夠滿足人們對顏色的差別量的表示，因為，在研究中發(fā)現，用CIE1931XYZ系統(tǒng)來表示顏色的差別時和人眼的視覺結果差別比較大，也就是說，由于CIE1931XYZ系統(tǒng)的本身的缺陷，不能夠用來計算色差。5．7．1CIELAB均勻顏色空間為了進一步改進和統(tǒng)一顏色評價的方法，1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關色差公式，即CIE1976LAB（或L*a*b*）系統(tǒng)，現在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測色標準。它適用于一切光源色或物體色的表示與計算。XYZ為顏色樣品的三刺激值。X0Y0Z0為CIE標準照明體的三刺激值L*稱為心理計量明度錐體細胞的黑－白反映a*心理計量色度錐體細胞的紅－綠反映b*心理計量色度錐體細胞的黃－藍反映在這一坐標系統(tǒng)中，+a表示紅色，-a表示綠色，+b表示黃色，-b表示藍色，顏色的明度由L的百分數來表示。色差：是指用數值的方法表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別。若兩個色樣樣品都按L*、a*、b*

標定顏色，則兩者之間的總色差△E*ab以及各項單項色差可用下列公式計算：明度差：色度差：總色差：5.7同色異譜現象同色同譜色：兩個物體具有完全相同的光譜分布曲線。同色異譜色：對于特定標準觀察者和特定照明體，具有不同光譜分布而有相同三刺激值的顏色。5.7.1同色異譜條件：第六章顏色的顯色系統(tǒng)表示法顏色的顯色系統(tǒng)（ColorOrdersystem）：是在薈集各種實際色彩的基礎上，根據色彩的外貌，按直觀顏色視覺的心理感受，將色進行有系統(tǒng)、有規(guī)律的歸納和排列；并給各色樣以相應的文字和數字標記，以及固定的空間位置，做到“對號入座”的方法。它是建立在真實樣品基礎上的色序系統(tǒng)。顏色的混色系統(tǒng)表示法（ColorMixingSystem）：不需要薈集設計色彩的樣品，而是基于三原色光（紅、綠、藍）能夠混合匹配出各種不同的色彩所歸納的系統(tǒng)。例如：CIE系統(tǒng)、密度計測色法。印刷工業(yè)中常用的是密度計測色法。6.1孟塞爾系統(tǒng)(1)孟塞爾色相(Hue,記為H)孟塞爾色相是以R、Y、G、B、P五色為基礎,加上它們的中間色相RP、PB、BG、GY、YR形成十個主要色相,再將十個色相各自十等分,總計形成一百個刻度的色相環(huán),叫做國際照明委員會色系。(3)孟塞爾明度(Value,記為V)以色立體的中央軸代表無彩色（消色）軸，并按等明度差從0--10共分11個等級，在0（黑體）和10（完全漫反射體），用N0、N1、N2等表示。(4)孟塞爾彩度(Chroma,記為C)彩度表示顏色離開相同明度值灰色的程度。從0--20之間，按等視覺原則劃分，用2，4，6等表示。(5)孟塞爾系統(tǒng)表色法（HV/C表色法）彩色表示方法：HV/C=色相明度值/彩度如：10Y8/12中性色表示方法：N5/6．4色譜表色法色譜：也稱為色表或色彩圖,是供用色部門參考的色彩排列表。色譜表示法：是一種以有規(guī)律排列的一系列實際色塊作為參考色樣的最直觀、通俗易懂的顏色表色方法。第七章光源的色度學7．1光源的色溫7.1．2黑體絕對黑體：如果一個物體能夠在任何溫度下全部吸收任何波長的輻射，那么這個物體稱為絕對黑體。黑體輻射的發(fā)射本領只與溫度有關。因此我們把任一光源發(fā)出的光的顏色與黑體加熱到一定溫度下發(fā)出的光的顏色相比較，來描述光源的光色。當黑體連續(xù)加熱，溫度不斷升高時，所發(fā)的光帶有一定的顏色，其變化順序是紅-黃-白-藍。(1)定義色溫：當某一種光源的色度與某一溫度下的絕對黑體的色度相同時絕對黑體的溫度。色溫用絕對溫度“K”表示（T(K)=t(oC)+273）7.2標準光源7.2.1標準照明體照明體是指“在影響物體顏色視覺的整個波長范圍內所定義的相對光譜功率分布”；標準照明體是“由CIE用相對光譜功率分布所定義的照明體A、B、C、D65其它照明體D。7.3光源的顯色性光源的顯色性：以日光作標準,將白熾燈等人工光源與其比較,顯示同色差異的能力。定量評價指標：一般顯色性指數≤100，顯色性指數的高低，就表示物體在待測光源下"變色"和"失真"的程度。光源的顯色性以一般顯色性指數Ra值區(qū)分：Ra值為100～75顯色優(yōu)良；75～50顯色一般；50以下顯色性差第八章印刷色彩8.1.油墨性質對顏色的影響光澤決定于鏡面反射能力；透明度取決于投射能力；顏色取決于對各種光譜的吸收比例8.1.3原色油墨顏色的評價指標顏料本身的有害吸收，使得墨色偏離理想狀態(tài)。1.色強度：彩色密度計測量的3個密度中最高的一個密度值。（即主密度）它決定了油墨顏色的飽和度，也影響著套色的間色和復色色相的準確性和中性是否能夠達到平衡。2.色相誤差：描述顏色偏差。由于油墨的顏色不純，使得對光譜的選擇吸收不良，產生不應有密度，從而造成色相誤差。用三個密度中的中間密度與低密度的差值與高密度與低密度差值的比值來表示。色相誤差＝（色相誤差＝（D中－D低）/（D高－D低）*100%3.灰度：不應吸收區(qū)域的最小密度與應吸收區(qū)域的最大密度之比?；叶葘τ湍娘柡投扔绊懞艽?，灰度越小，油墨的飽和度越高?；叶龋交叶龋紻低/D高*100%4。色效率：指顏色對光的正確吸收與不正確吸收的百分比。色效率=1－(D低+D中)/(2×D高)×100%8.2印刷分色原理顏色復制系統(tǒng)按功能分為顏色分解和顏色合成兩個階段。顏色分解使原稿組合的色彩分解為原色，分別制成色料三原色印版。方法：根據減色法原理，用RGB三濾色片對原稿進行拍攝或掃描得到CMY三種分色信息。R濾色片—C陰片G濾色片—M陰片B濾色片—Y陰片顏色合成對分解后的色料三原色版，用三原色油墨涂到對應顏色的印版上，再在紙張逐次疊合再現原稿色彩。方法：分色陰片轉拷成陽片進行曬版后，印刷時分別用各自的CMY三原色油墨著墨，在紙張上逐一疊加，再現原稿彩色。8.3網點與彩色印刷8.3.1網點及其作用1、定義：組成網點圖像的像素，通過面積或墨量變化再現原稿濃淡層次。2、網點的作用網點是表現半色調圖像的最基本單元（并非最小單元）擔負著組織圖像層次、輪廓、色彩的作用網點是制版中轉移原稿階調的基礎2、網點角度網線角度：相鄰網點的連線與水平線的夾角。龜紋：彩色印品有四色或四色以上色版套印，各色版上的網點都是周期性排列的，相互疊加是必然產生莫爾紋，印刷中稱為龜紋。龜紋影響圖像質量避免醒目龜紋的方法：龜紋必然存在，只能盡量減小它對圖像質量的影響加大網線角度以減小莫爾紋間距；四色印刷中網線夾角應不小于22.5°。4、加網和加網線數網點的形成就是由連續(xù)調原稿到半色調的過程，也就是加網的過程。加網線數也叫網屏線數，是指在調幅加網中，單位寬