色彩的基本知识总结

1、色彩的基本知识介绍 目录目录 颜色的物理特性颜色的物理特性 颜色的定量表示颜色的定量表示 相关计算原理相关计算原理 色彩表现的机理1 颜色来源于光,从显现方式上可分别光源色和物体色光源色和物体色。 光源色：光源就是能发光的物理辐射体光源就是能发光的物理辐射体，如灯、太阳，如灯、太阳、发光、发光的物面等的物面等。光源辐射的多个单色光对应的辐射能量不同，引起的颜色视觉不同。 物体色：当光源作用在物体上，通过物体的吸收、透射，最终由物体反射给观察者，再由观察者作出视觉反应。2 光是一种电磁波光是一种电磁波,具有能量，是由电子经激发跃迁产生的。 可见光是由原子的外层电子受激发而产生的光，是人类眼睛所能

2、观察到的一种辐射。3 光的颜色是由频率频率决定的，某一种光的颜色对应着一定的频率。一般的，用真空中的波长表示。光源的颜色一般是由光源色表光源色表( (灯光的表观颜色灯光的表观颜色) )、显色性、显色性来表示。物体的颜色是由明度、色相、饱和度明度、色相、饱和度三者共同决定。 注意：注意：明度、色相、饱和度明度、色相、饱和度是颜色的三个特性，是颜色的三个特性，光源颜色光源颜色也可用其表示！也可用其表示！ 各种颜色特性1 光颜色 各种颜色特性2 光源颜色1）光源的色表在照明应用中，常用色温或相关色温定量描述光源的色表。一般地：800-900K辐射呈红色，3000K为黄白色，5000K左右呈白色，80

3、00-10000K为淡蓝色。2）显色性光源显色的优劣用显色指数定量来评价。光源的色表和显色性都取决于光辐射的光谱组成。但光源可能有相同的色表（同色异谱同色异谱），而显色性有很大差异。 各种颜色特性3 颜色分类与属性可分为无彩色和有彩色无彩色和有彩色两大类： 无彩色：黑 灰 白三色。当物体表面的光反射比在80-90%以上时，物体为白色；反射比均在4%以下时，物体为黑色。 无彩色只有无彩色只有明度明度特性！特性！ 发光物体发光强度越高，明度越高； 非发光物体反射比（透射比）越高，明度越高。 有彩色：指黑白灰以外的颜色。有彩色的表观颜色有三种独立的属性，即即明度、明度、色相色相（色调）（色调）、饱、

4、饱和度和度（彩度）（彩度） 明度：指颜色相对明暗的特性。反射比大的颜色明度高，反之明度低。 色调：各种单色光在白色背景下呈现的颜色，就是光谱的色调。 彩度：指彩色的纯洁性。单色光彩度最高，掺入白光成分愈多，彩度愈低。 不同波长的单色光表现为各种色调； 发光物体（光源）的色调决定于它的光辐射的光谱组成。 非发光物体的色调决定于照明光源的光谱组成和物体自身的光谱反射（透射）特性。饱和度（彩度）饱和度（彩度） 可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色； 物体色的饱和度决定于物体反射（透射）特性物体反射光的光谱带越窄，其饱和度越高孟塞尔颜色立体模型色立体坐标 同色异谱指颜色相同而光谱组成不同两个光谱反射率不

5、同的物体A和B，在日光下颜色相同，在照明光源A下颜色则不同。比如：在黄灯下观察一张黄色纸和一张白色纸的颜色是相同的；在商场的白炽灯/LED灯具下精心挑选的衣服颜色走到太阳光下有时会发生变化。这些都是同色异谱现象。产生同色异谱现象的必要条件：两个样品的光谱曲线至少有三个交点 颜色的定量表示1 1931年CIE-RGB系统 用700nm、546.1nm和435.8nm作为R、G、B三原色，是因为700nm是可见光谱的红色末端，546.1nm和435.8nm是两个较为明显的汞亮线谱，三者都比较容易的精确产生出来。标准色度观察者光谱三刺激值（匹配等能光谱色需要的三原色数量）曲线该曲线是由莱特和吉尔德的

6、光谱色匹配实验结果（2视场）得出的，即是从实验得出从实验得出的！该坐标系的缺陷是该坐标系的缺陷是：用于标定光谱色的原色出现负值出现负值，计算不方便，且不便于理解)(x)(x)(y)(z2 1931年CIE-XYZ系统在CIE RGB系统的基础上，改用三个设想的原色X、Y、Z建立的新的色度图。 CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值这里规定： 与明视觉光谱光效率函数一致。)(y)(x)(y)(z分别代表匹配各波长等能光谱刺激所需要的红（645.2nm）、绿(526.3nm)、蓝（444.4nm）三原色的量。该标准系统适用于2 2视场视场的中央视觉观察条件（视场范围1-4）主要是中央窝锥体细胞起

7、作用。三刺激值XYZ的计算原理700400)()(:dxX任意任意)(700400)()(:dyY700400)()(:dzZdxkX)()(dykY)()(dzkZ)()(dxSk)()(/100 光源亮度调整为光源亮度调整为100单位单位 为任意光谱分布为任意光谱分布 ( ()一般采用一般采用CIECIE规定的标准照明规定的标准照明体的光谱分布体的光谱分布）（色品图性质1）色品图中心为等能白点（非彩色点）2）边缘轨迹上的点代表不同波长的光谱色，饱和度最高。越接近色品图中心（白点），颜色的饱和度越低。3）围绕色品图中心不同的角度，颜色的色调不同4）连接400nm与700nm光谱坐标点的直线不

8、是光谱色，称为紫红线5）从540nm到700nm的光谱轨迹位于x+y=1的直线上ZYXZzZYXYyZYXXx色坐标与三刺激值的关系：3 1964年CIE补充色度学系统由观察者在10视场的实验条件下总结出来的1010o o标准观察者标准观察者1010o o标准观察者标准观察者相同与不同之处：两者的光谱轨迹在形状上很相似；但是相同波长的光谱色在各自光谱轨迹上的位置有较大差异注意在色度测量与计算中要根据观察视场大小，选择对应的标准色度数据（光谱三刺激值）来代表人眼的平均颜色视觉特性。 各种三刺激值XYZ的计算方法 以1931年CIE-XYZ系统为例 zSkZySkYxSkX ySk100ZYXYyZYXXx色品坐标1 1 光源光源颜色三刺激值的计算：颜色三刺激值的计算：k其中： 为光源的光谱分布 为比例系数 Sk zSkZySkYxSkX)()()( ySk100ZYXYyZYXXx色品坐标其中： 为光源的光谱分布 为物体的反射率分布 为比例系数 Sk）（2 2 反射物体颜色反射物体颜色三刺激值的计算：三刺激值的计算： zSkZySkYxSkX)()()( ySk100ZYXYyZYXXx色品坐标其中： 为光源的光谱分布 为物体的透射率分布 为比例系数 Sk）（3 3 透射物体颜色透射物体颜色三刺激值的计算：三刺激值的计算：总结：总结： 为了计算光源色