光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光

光度及色度學(xué)基礎(chǔ)5/8/20241光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光什么是光度學(xué)?對電磁輻射能量進(jìn)行客觀計量的學(xué)科稱輻射度學(xué)；在可見光波段內(nèi)，考慮到人眼的主觀因素后的相應(yīng)計量學(xué)科稱為光度學(xué)。5/8/20242光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光度學(xué)的基本概念光通量發(fā)光效率視見函數(shù)發(fā)光強(qiáng)度出射度亮度照度5/8/20243光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光通量（LuminousFlux

單位：lm）

指人眼所能感覺到的輻射能量，它等于單位時間內(nèi)某一波段的輻射能量和該波段的相對視見率的乘積。發(fā)光效率luminousefficiency

白熾燈30lm/W日光燈100lm/WCCFL80lm/WLED35lm/W

5/8/20244光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光人眼（標(biāo)準(zhǔn)電子眼）對光譜的響應(yīng)1、人眼僅能感受到波長為0.38-0.78mm間的光波2、人眼對不同波長的光有不同的響應(yīng)——視見函數(shù)V(λ)5/8/20245光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光立體角solidangle

任意空間曲面對某空間點所張開錐體空間稱為立體角。立體角的單位為球面度（Sr）。立體角的大小：以該空間點（立體角錐頂）為中心，以任意半徑r（小于空間曲面到該空間點的最小距離）作一球面，球面被立體角錐體空間所截得的面積與半徑平方r2之比就稱為立體角的大小。整個球面的立體角為4π（Sr)。5/8/20246光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光發(fā)光強(qiáng)度

（Luminousintensityorangularintensity單位：Candla(cd)） 點光源在某方向上單位立體角內(nèi)的光通量，記作Iv，即聚光膜的作用就是在總的光通量不變的條件下減小光源向空間輻射立體角的大小以增大正視方向上的發(fā)光強(qiáng)度，從而增大該方向上的亮度5/8/20247光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光出射度areaintensity

單位面積光源向整個空間發(fā)出的光通量單位：lm/m25/8/20248光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光亮度（luminance

單位：cd/m2）面光源單位面積向單位立體角空間發(fā)出的光通量其它常見單位：熙提：1sb＝1cd/cm2＝104cd/m2亞熙提：1asb＝0.3182cd/m2法國,朗伯：1L＝3.183×103cd/m2美國英尺朗伯：1ft?la＝1lm/sq?ft＝3.426cd/m2英國燭光每平方英尺：1cd/ft2＝10.76cd/m2英制燭光每平方英寸：1cd/in2＝1550cd/m2英制5/8/20249光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光照度（Illuminance單位：勒克斯lux）定義：單位受照面積上接收到的光通量，單位為流明／米2,稱勒克斯。

發(fā)光強(qiáng)度為Iv的點光源在離光源的距離為r處的照度為現(xiàn)實生活中的照度值：教室中標(biāo)準(zhǔn)照明是指課桌上的照度值不低于50lux白天無陽光直射的自然景物上的照度為1～2萬lux夜間滿月下的照度為10－1lux11晴天室內(nèi)的照度為100～1000lux陰天自然景物上的照度為1000lux

5/8/202410光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光小結(jié)1、光通量是能引起人眼反應(yīng)的那部分輻射通量2、人眼對不同波長的光刺激的反應(yīng)敏感度不同3、光度學(xué)的基本概念：光通量、發(fā)光強(qiáng)度、光出射度、亮度、照度4、光度學(xué)只能表征光明亮程度，不能表征顏色特征5/8/202411光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光色度學(xué)基本知識顏色與光譜光源的色度指標(biāo)色溫顯色性顏色的三個心理特征明度色調(diào)彩度

混色及顏色匹配顏色的同色異譜性5/8/202412光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光顏色與光譜顏色波長范圍(nm)紅620-780橙590-620黃560-590黃綠530-560綠500-530青470-500蘭430-470紫380-4305/8/202413光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光5/8/202414光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光太陽光光譜5/8/202415光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光常用LED顏色對照表5/8/202416光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光色溫和顯色性是光源的兩個重要的色度指標(biāo)色溫是衡量光源色的指標(biāo)（客觀）顯色性是衡量光源視覺質(zhì)量的指標(biāo)（主觀）光源的色度指標(biāo)

5/8/202417光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光同色異譜概念兩種光刺激值的光譜分布可以不同，但是顏色外貌、色坐標(biāo)可以完全相同，這種現(xiàn)象就是同色異譜。與產(chǎn)品設(shè)計的相關(guān)聯(lián)性：5/8/202418光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光黑體概念：絕對黑體，又稱黑體，是一種對任何入射輻射都完全吸收的理想吸收體。黑體對任意波長、任意方向的入射輻射既不反射，也不透過，而是完全吸收。黑體輻射的發(fā)射本領(lǐng)只與溫度有關(guān)。嚴(yán)格地說，一個黑體若被加熱，其表面按單位面積輻射光譜能量的大小及其分布完全決定于它的溫度。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。所以色溫可以定義為："當(dāng)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5/8/202419光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光常見光源色溫光源色溫（K）晴天室外光13000全陰天室外光6500白天直射日光555045°斜射日光4800晝光色、熒光燈6500氙燈5600炭精燈5500～65005/8/202420光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光由于同一個顏色樣品在不同的光源下可能使人眼產(chǎn)生不同的色彩感覺，而在日光下物體顯現(xiàn)的顏色是最準(zhǔn)確的。因此，可以用日光標(biāo)準(zhǔn)（參照光源），將白熾燈、熒光燈、鈉燈等人工光源（待測光源）與其比較，顯示同色能力的強(qiáng)弱叫做該人工光源的顯色性。我國國家標(biāo)準(zhǔn)“光源顯色性評價方法GB5702-85”中規(guī)定用普朗克輻射體（色溫低于5000K）和組合日光（色溫高于5000K）做參照光源。為了檢驗物體在待測光源下所顯現(xiàn)的顏色與在參照光源下所顯現(xiàn)的顏色相符的程度，采用“一般顯色性指數(shù)”作為定量評價指標(biāo)。光源的顯色性

5/8/202421光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光色溫選擇亞洲人喜好-偏黃，暖色調(diào)6500k，(x:0.313y:0.329)

歐洲人喜好-偏藍(lán)，冷色調(diào)9300k,(x:0.281y:0.311)5/8/202422光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光源的顯色性以一般顯色性指數(shù)Ra值區(qū)分：

Ra值為100～75顯色性優(yōu)良

Ra值為75～50顯色性一般

Ra值為50以下顯色性差

顯色性指數(shù)最高為100。顯色性指數(shù)的高低，就表示物體在待測光源下"變色"和"失真"的程度。5/8/202423光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光明度（Value）：表征顏色的明亮程度。明度對應(yīng)于亮度，但明度不等于亮度：亮度是可以用光度計測量的、與人視覺無關(guān)的客觀數(shù)值，而明度則是顏色的亮度在人們視覺上的反映，明度是從感覺上來說明顏色性質(zhì)的。色調(diào)（Hue）是指顏色的基本相貌，它是顏色彼此區(qū)別的最主要最基本的特征，它表示顏色質(zhì)的區(qū)別。色調(diào)對應(yīng)于主波長。彩度（Chroma）：彩度又稱飽和度（Saturation）

，是指彩色的純潔性。顏色的三個心理特征：5/8/202424光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光這個錐體垂直軸表示黑、白系列明度的變化，上端是白色，下端是黑色。色調(diào)用水平面的圓圈表示。圓圈上的各點代表可見光譜中各種不同的色調(diào)，圓形中心是灰色。從圓心向外顏色的飽和度增加。由圓圈向上或向下的方向變化時，顏色的飽和度也降低。在顏色立體的同一水平面上顏色的色相和飽和度的改變，不影響顏色的明度。由于顏色是一個三維函數(shù),所以應(yīng)該在三維空間來表示※但對于某些顏色,人眼對其分辨能力隨亮度而加強(qiáng),直到極亮?xí)r才急遽減少。

這個錐體表示人們在最暗時和最亮?xí)r對顏色的分辨能力較差,中間亮度時分辨能力最強(qiáng)。顏色立體

5/8/202425光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光人眼對色調(diào)、飽和度、明度的辨別能力人眼能辨別的色調(diào)約130種，明度約600級，

飽和度平均約10級：紅色25級、黃色4級但當(dāng)飽和度明顯減小和明度特別大（或?。r，人眼對色調(diào)的辨別大大降低。實際上人眼能辨別的顏色數(shù)目約一萬種。5/8/202426光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光色光加色混色與顏料減色混色色光加色混色：由兩種以上色光相混合，呈現(xiàn)另一種色光的方法，稱為色光加色法；亮度增加最終形成白色。顏料減色混色：紅、綠、藍(lán)任意兩種顏料等量混合，均能吸收絕大部分的輻射光而呈現(xiàn)具有某種色彩傾向的深色或黑色。因此，明度低的顏料調(diào)配不出明亮的顏色，只有明度高的顏料作為原色才能混合出數(shù)目較多的顏色，得到較大的色域。5/8/202427光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光色對比和色適應(yīng)

在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色的相互影響叫做色對比。它包括有明度對比、色調(diào)對比、彩度對比。一般的顏色對比是這三種對比的綜合結(jié)果。對比的結(jié)果是增強(qiáng)了相鄰顏色間的差異。人眼對某一色光適應(yīng)后，觀察另一物體的顏色時，不能立即獲得客觀的顏色印象，而帶有原適應(yīng)色光的補(bǔ)色成份，需經(jīng)過一段時間適應(yīng)后才獲得客觀的顏色感覺，這個過程稱作色適應(yīng)的過程，這種現(xiàn)象稱作色適應(yīng)。5/8/202428光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光顏色匹配

把兩個顏色調(diào)節(jié)到視覺上相同或相等的方法叫做顏色匹配。其中兩個相互匹配的顏色，盡管處在不同條件下，兩個顏色仍始終保持匹配，即不管顏色周圍環(huán)境的變化，或者人眼已經(jīng)對其它顏色光適應(yīng)后再來觀察，視場中兩種顏色始終保持匹配。稱為顏色匹配恒常律。5/8/202429光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光顏色匹配實驗與顏色匹配方程(C)(R)(G)(B)分別代表被配色及三原色的單位量，C、R、G、B分別代表被配色及三原色的數(shù)量。RGBC白屏黑屏人眼黑擋屏配色時，調(diào)節(jié)R、G、B三色的光強(qiáng)度，直到混合色與指定色C相一致。5/8/202430光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光等能白光：假設(shè)一種混合光，它在380-780nm波長范圍內(nèi)，各種波長的輻射通量均相等，其顏色為白色。三原色的色度單位：選一等能白光作標(biāo)準(zhǔn)，在顏色匹配實驗中選用三原色相加混合與之相匹配，達(dá)到匹配時的三原色光通量，各為一個色度單位。E=1(R)+1(G)+1(B)三刺激值：采用色度單位后，顏色匹配方程中各原色的量為刺激值。C(C)≡R(R)+G(G)+B(B)5/8/202431光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光譜色三刺激值：對等能白光中的各單色光進(jìn)行一系列配色實驗，可以得到各波長的等能單色光的一系列三刺激值，稱光譜色三刺激值。光源色物體色5/8/202432光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光色品：在色度學(xué)研究中，將明度與其他兩個特征分開來討論，用色品來代表色調(diào)和飽和度兩方面的特征。對標(biāo)準(zhǔn)白光：5/8/202433光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1931-RGB真實三原色表色系統(tǒng)5/8/202434光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光三原色選擇5/8/202435光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光三原色色度單位量值確定

CIE規(guī)定，當(dāng)三原色與亮度為5.6508cd/m2的等能白光E相匹配時，各原色各具有一個色度學(xué)單位，即：5/8/202436光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光譜色三刺激值確定 配色實驗確定5/8/202437光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光譜色色品坐標(biāo)與色品圖 CIE1931RGB系統(tǒng)色度圖5/8/202438光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE概念引入CIE1931-RGB真實三原色表色系統(tǒng)CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)表色系統(tǒng)及其應(yīng)用說明CIE1976L*a*b*色度空間CIE1960UCS及CIE1976UCS均勻色差圖CIE1964補(bǔ)充色度系統(tǒng)5/8/202439光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光1931CIE-XYZ標(biāo)準(zhǔn)表色系統(tǒng)5/8/202440光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1931-RGB表色系統(tǒng)的不足1、光譜色三刺激值有負(fù)值2、混合色的亮度計算較麻煩5/8/202441光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光XYZ系統(tǒng)三原色的選擇選擇三個理想的原色（三刺激值）X、Y、Z，

X代表紅原色

Y代表綠原色Z代表藍(lán)原色這三個原色不是物理上的真實色，而是虛構(gòu)的假想色。它們在1931CIE-RGB真實三原色表色系統(tǒng)中的色度坐標(biāo)分別為：rgbX1.275-0.2780.003Y-1.7392.767-0.028Z-0.7430.1411.6025/8/202442光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光對與同一色光，在不同色度系統(tǒng)下表示為：C(C)＝R(R)＋G(G)＋B(B)＝X(X)＋

Y(Y)＋Z(Z)C[C]＝R[R]＋G[G]＋B[B]＝X[X]＋

Y[Y]＋Z[Z]規(guī)定等能白光都由單位原色構(gòu)成(W)=1/3(X)+

1/3(Y)+1/3(Z)[W]=1/3[X]+

1/3[Y]+1/3[Z]三刺激值坐標(biāo)變換公式

X=0.490R+0.310G+0.200B

Y=0.177R+0.812G+0.011BZ=0.000R+0.010G+0.990B色品定義及坐標(biāo)變換：

x=（0.490r+0.310g+0.200b）/（0.667r+1.132g+1.200b）

y=（0.117r+0.812g+0.010b）/（0.667r+1.132g+1.200b）

z=（0.000r+0.010g+0.990b）/（0.667r+1.132g+1.200b）5/8/202443光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光譜色三刺激值： 由于XYZ系統(tǒng)中，顏色亮度完全由Y刺激值表示，等能光譜色對應(yīng)亮度也由光譜色三刺激值中的來表示。這樣的值就與光度學(xué)中的視見函數(shù)V(λ)具有相同的含義。CIE規(guī)定：于是：5/8/202444光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光光譜三刺激值及色坐標(biāo)的計算分別為標(biāo)準(zhǔn)觀察者響應(yīng)曲線，為樣品的光譜能量分布，K為常數(shù)系數(shù)。1931色坐標(biāo)計算:x=X/（X+Y+Z）y=Y/（X+Y+Z）三刺激值計算:5/8/202445光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1931-XYZ表色系統(tǒng)應(yīng)用說明5/8/202446光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光馬蹄形曲線上各點代表400～700nm的純光譜色（飽和度最大），各點連線叫光譜軌跡自光源經(jīng)被測點的射線與光譜軌跡的交點表示被測點主波長經(jīng)光源點C畫一條直線交光譜軌跡于兩點，則這兩點的主波長互為補(bǔ)色。三角形ABC內(nèi)各色度點無主波長只有補(bǔ)色波長飽和度光源色度點到被測樣品色度點的距離與光源色度點到主波長色度點距離的比率Pe5/8/202447光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1964補(bǔ)充色度系統(tǒng)1、1931CIE-RGB和1931CIE-XYZ統(tǒng)稱為CIE1931色度系統(tǒng)2、CIE1931色度系統(tǒng)僅適用于小視場(<40)情況下的顏色標(biāo)定；在>100時，光譜三激值在380～460nm區(qū)間數(shù)值偏低3、CIE1964規(guī)定了適用于100視場的光譜色三刺激值和色品圖；三原色為:(R)645.2nm,(G)526.3nm,(B)444.4nm。4、為與CIE1931區(qū)別，所有符號都加下標(biāo)“10”，如：X10,Y10,Z10等。5/8/202448光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1931色度坐標(biāo)空間色差不均勻5/8/202449光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1960UCS均勻色差圖5/8/202450光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1976UCS均勻色差圖5/8/202451光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1976L*a*b*色度空間

從CIE1931RGB系統(tǒng)到CIE1931XYZ系統(tǒng)，再到CIE1960UCS系統(tǒng)，再到CIE1976LAB系統(tǒng)，一直都在向"均勻化"方向發(fā)展。CIE1931XYZ顏色空間只是采用簡單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)系；CIE1960UCS顏色空間將1931xy色度圖作了線形變換，從而使顏色空間的均勻性得到了改善，但亮度因數(shù)沒有均勻化。為了進(jìn)一步改進(jìn)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(guān)色差公式，即CIE1976LAB（或L*a*b*）系統(tǒng)，現(xiàn)在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測色標(biāo)準(zhǔn)。它適用于一切光源色或物體色的表示與計算。5/8/202452光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光CIE1976L*a*b*空間由CIEXYZ系統(tǒng)通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換得到，轉(zhuǎn)換公式為：其中X、Y、Z是物體的三刺激值；X0、Y0、Z0為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值；L*表示心理明度；a*、b*為心理色度。在這一坐標(biāo)系統(tǒng)中，+a*表示紅色，-a*表示綠色，+b*表示黃色，-b*

表示藍(lán)色，顏色的明度由L*

的百分?jǐn)?shù)來表示。

5/8/202453光度學(xué)與色度學(xué)基本概念及應(yīng)用LCDLCMLED背光