1、遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS内容提要：内容提要：（本章是第（本章是第2 2章的继续章的继续)光与色觉光与色觉 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色的表示与度量颜色的表示与度量重点和难点：重点和难点：光与色的关系与区别，颜色光光与色的关系与区别，颜色光学合成的基本理论与方法，孟塞尔颜色系统，学合成的基本理论与方法，孟塞尔颜色系统，CIE标准色度学系统。标准色度学系统。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩可见光可见光 电磁辐射中能引起视觉反映的一定波电磁辐射中能引起视觉反映的
2、一定波长范围的波段称为长范围的波段称为可见光谱或可见辐射可见光谱或可见辐射，简称光。，简称光。波长范围一般为波长范围一般为0.380.76。色彩色彩 可见光作用到人眼，刺激色觉神经而产可见光作用到人眼，刺激色觉神经而产生的主观感觉称生的主观感觉称色彩色彩。可见光的波长不同，产生的色觉不同，其颜可见光的波长不同，产生的色觉不同，其颜色决定于进入人眼的可见光谱不同波长辐射的相色决定于进入人眼的可见光谱不同波长辐射的相对功率分布。对功率分布。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩 可见光可见光色光色光 可见光可以分解成各种色光，最常用的
3、可见光可以分解成各种色光，最常用的分解方式是棱镜色散。分解方式是棱镜色散。光谱色光谱色 不能被棱镜再分解的、单一波长的光不能被棱镜再分解的、单一波长的光叫叫单色光（光谱色）单色光（光谱色），它仅表现为一种颜色。，它仅表现为一种颜色。自然界中的光是各种色光的混合。自然界中的光是各种色光的混合。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩 物体的颜色物体的颜色发光体发光体 发光体的颜色由它所发出的可见辐射发光体的颜色由它所发出的可见辐射的波长而定。的波长而定。非发光体非发光体 非发光体的颜色则取决于它们对可非发光体的颜色则取决于它们对可见光
4、所固有的吸收、反射和透射性能。见光所固有的吸收、反射和透射性能。消色物体消色物体 对入射的白光没有分解能力，呈无对入射的白光没有分解能力，呈无选择吸收和反射的物体。消色物体的颜色用从白选择吸收和反射的物体。消色物体的颜色用从白到黑组成的系列到黑组成的系列灰阶灰阶表示：白、灰白、淡灰、表示：白、灰白、淡灰、浅灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、浅黑、黑。浅灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、浅黑、黑。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩 物体的颜色物体的颜色彩色物体彩色物体 对入射的白光有分解能力，呈选择对入射的白光有分解能力，呈选择性吸收和反射的物
5、体。性吸收和反射的物体。彩色物体的反射光与入射光相比，光谱成分彩色物体的反射光与入射光相比，光谱成分有所改变，变成了与入射光各波段辐射强度比例有所改变，变成了与入射光各波段辐射强度比例不同的色光，结果使物体呈现出色彩。不同的色光，结果使物体呈现出色彩。彩色感觉彩色感觉是物体选择吸收和反射入射光引起是物体选择吸收和反射入射光引起的，光源颜色的，光源颜色(色光成分色光成分)对物体颜色有很大影响对物体颜色有很大影响遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩 彩色的特性彩色的特性 色别色别(Hue)也叫也叫色调色调，指彩色的类别，是彩，指彩色
6、的类别，是彩色彼此相互区分的特性。可见光谱中不同波长的色彼此相互区分的特性。可见光谱中不同波长的辐射，在视觉上表现为各种色调辐射，在视觉上表现为各种色调。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩 彩色的特性彩色的特性饱和度饱和度(Chroma)也叫也叫彩度彩度，指彩色的纯洁性，指彩色的纯洁性，表示彩色的浓淡程度。表示彩色的浓淡程度。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 可见光与色彩可见光与色彩 彩色的特性彩色的特性 明度明度(Value)颜色的明暗程度，决定于发光颜色的明暗程度，决定于发光体的
7、辐射强度和物体表面对光反射率的高低。体的辐射强度和物体表面对光反射率的高低。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉 视觉的生理基础视觉的生理基础 眼睛的构造眼睛的构造 人眼睛是一个人眼睛是一个前后直径大径前后直径大径 23 mm的似近球状体，的似近球状体，由眼球内容物和眼由眼球内容物和眼球壁构成。球壁构成。如右图如右图 人眼的构造图脉络膜睫状肌角膜视轴玻璃状液体巩膜虹膜前房视网膜水晶体视网膜中央窝盲点视神经遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉 视网膜像的形成视网膜像的形成 物体发出的光线通过角膜、
8、房水、晶体及物体发出的光线通过角膜、房水、晶体及玻璃体，聚焦在视网膜上；玻璃体，聚焦在视网膜上；视网膜的感光细胞接受光刺激，转化为神视网膜的感光细胞接受光刺激，转化为神经冲动；经冲动；经视神经到丘脑的外侧膝状体，再传导经视神经到丘脑的外侧膝状体，再传导到大脑枕叶皮层的高级视觉中枢；到大脑枕叶皮层的高级视觉中枢；产生物体大小、形状和颜色的感觉。产生物体大小、形状和颜色的感觉。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉 视网膜像的形成视网膜像的形成 视网膜成像的基本原理相似于透镜成像视网膜成像的基本原理相似于透镜成像物体在视网膜上的成像遥遥 感感 原原
9、理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉视觉现象视觉现象 明视觉与暗视觉明视觉与暗视觉 视觉有视觉有两重功能两重功能：明视觉和暗视觉。：明视觉和暗视觉。在光亮条件下，锥体细胞能够分辨颜色和物在光亮条件下，锥体细胞能够分辨颜色和物体的细节；杆体细胞只在较暗条件下起作用，适体的细节；杆体细胞只在较暗条件下起作用，适宜于微光视觉，不能分辨颜色和细节。宜于微光视觉，不能分辨颜色和细节。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉视觉现象视觉现象光谱效率函数光谱效率函数V()人对不同波长的可见光的感受性不同，即同人对不同波长的可见光的
10、感受性不同，即同样功率的辐射在不同的光谱段表现为不同的明亮样功率的辐射在不同的光谱段表现为不同的明亮程度，通常用光谱效率函数程度，通常用光谱效率函数V()来表示来表示 V()in式中式中:in和和分别为波长分别为波长min（产生相同明（产生相同明亮感觉时所需辐射量最小的波长）和亮感觉时所需辐射量最小的波长）和的辐射通的辐射通量。量。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉视觉现象视觉现象光谱效率函数光谱效率函数V()光谱光效率光谱光效率V()是在特定的光度条件是在特定的光度条件下，当波长下，当波长min和波和波长长的单色光的明亮的单色光的明亮感觉相
11、等时，二者辐感觉相等时，二者辐射通量之比。射通量之比。明视觉与暗视觉的光谱光效率遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 视觉视觉视觉现象视觉现象暗适应暗适应 在黑暗中视觉感受性逐步增强的过程叫做暗在黑暗中视觉感受性逐步增强的过程叫做暗适应。照明条件改变时，眼睛可以通过一定的生适应。照明条件改变时，眼睛可以通过一定的生理过程对光的强度进行适应，以获得清晰的视觉。理过程对光的强度进行适应，以获得清晰的视觉。两种生理过程：两种生理过程：瞳孔大小的变化瞳孔大小的变化 视网膜感光化学物质的变化视网膜感光化学物质的变化遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1
12、 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉现象颜色视觉现象辨色区域辨色区域 具有正常视觉的人的视网膜中央能分具有正常视觉的人的视网膜中央能分辨各种颜色，这一区域称辨各种颜色，这一区域称颜色区。颜色区。由中央向外围过渡，对颜色的分辨能力逐渐由中央向外围过渡，对颜色的分辨能力逐渐减弱，直到对颜色的感觉消失，先丧失红、绿色减弱，直到对颜色的感觉消失，先丧失红、绿色的感受性，视觉呈红绿色盲，形成的感受性，视觉呈红绿色盲，形成红绿盲区红绿盲区，后，后丧失蓝、黄色的感受性，而成为丧失蓝、黄色的感受性，而成为全色盲区全色盲区，在盲，在盲区只有明暗感受，颜色被看成不同明暗的灰色。区只有明暗感受，颜色
13、被看成不同明暗的灰色。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉现象颜色视觉现象辨色辨认辨色辨认颜色视觉正常的人在光亮条件下能感颜色视觉正常的人在光亮条件下能感受到可见光谱的各种颜色，但是看到的颜色和波受到可见光谱的各种颜色，但是看到的颜色和波长的关系并不是完全固定的，随着光强的变化而长的关系并不是完全固定的，随着光强的变化而变化。变化。光谱上除了光谱上除了三点，黄三点，黄(572)、绿、绿(503)和蓝和蓝(478)是不变颜色是不变颜色之外，其它颜色在光强之外，其它颜色在光强度增加时，都略向红色或蓝色变化。度增加时，都略向红色或蓝色
14、变化。对颜色的辨别能力在不同波谱段也不相同。对颜色的辨别能力在不同波谱段也不相同。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉现象颜色视觉现象图3-4 各种波长的恒定颜色线视网膜照度（楚兰德)黄 波长（nm）绿蓝2000100040001002010不变颜色点遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉现象颜色视觉现象颜色对比颜色对比 在视场中，相邻区域不同颜色的互相在视场中，相邻区域不同颜色的互相影响叫做颜色对比，每一颜色都在其周围诱导出影响叫做颜色对比，每一颜色都在其周围诱导
15、出其补色。其补色。颜色适应颜色适应 人眼在颜色刺激的作用下所造成的颜人眼在颜色刺激的作用下所造成的颜色视觉变化，叫颜色适应。色视觉变化，叫颜色适应。对某一颜色光适应以后再观察另一颜色时，而带对某一颜色光适应以后再观察另一颜色时，而带有适应光的补色成分。一般对某一颜色光适应后，再有适应光的补色成分。一般对某一颜色光适应后，再观察其它颜色，则其它颜色的明度和饱和度都会降低。观察其它颜色，则其它颜色的明度和饱和度都会降低。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉理论颜色视觉理论三色学说三色学说 假设在视网膜上有三种神经纤维，假设在视网膜上
16、有三种神经纤维，每种神经纤维的兴奋都引起一种原色的感觉，光每种神经纤维的兴奋都引起一种原色的感觉，光作用于视网膜上能同时引起三种纤维不同比例的作用于视网膜上能同时引起三种纤维不同比例的兴奋，产生相应的色觉。兴奋，产生相应的色觉。优点优点：能充分说明各种颜色的混合现象，使颜：能充分说明各种颜色的混合现象，使颜色混合得到满意解释，构成现代色度学的基础。色混合得到满意解释，构成现代色度学的基础。缺点缺点：不能解释色盲现象。：不能解释色盲现象。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉理论颜色视觉理论对立颜色学说对立颜色学说 也叫也叫四色学说
17、四色学说，根据眼睛观察到的，根据眼睛观察到的颜色现象，假定视网膜中有三对视素：颜色现象，假定视网膜中有三对视素：白白黑黑、红红绿绿、黄黄蓝蓝。光刺激破坏白。光刺激破坏白黑视素，产生白色感觉，黑视素，产生白色感觉，无光刺激时产生黑色感觉。对红无光刺激时产生黑色感觉。对红绿视素，红光起破绿视素，红光起破坏作用，绿光起建设作用。对黄坏作用，绿光起建设作用。对黄蓝视素，黄光起破蓝视素，黄光起破坏作用，蓝光起建设作用。三种视素的对立过程的组坏作用，蓝光起建设作用。三种视素的对立过程的组合产生各种颜色的混合现象。合产生各种颜色的混合现象。优点优点：能对色盲现象作出很好的解释。：能对色盲现象作出很好的解释。
18、缺点缺点：不能解释三原色能够产生一切颜色的现象。：不能解释三原色能够产生一切颜色的现象。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉理论颜色视觉理论现代颜色视觉理论现代颜色视觉理论阶段论学说阶段论学说 视网膜上的锥体细胞分为三种感色单元，每种视网膜上的锥体细胞分为三种感色单元，每种单元的细胞有选择地吸收光谱不同波长的辐射，分单元的细胞有选择地吸收光谱不同波长的辐射，分别对红色、绿色和蓝色敏感，同时又可单独产生白别对红色、绿色和蓝色敏感，同时又可单独产生白和黑的反应和黑的反应(第第1阶段，三色学说阶段，三色学说)。在神经兴奋向视觉中枢的传
19、导过程中，这些反在神经兴奋向视觉中枢的传导过程中，这些反应重新组合，形成三对对立性的神经反应，即红或应重新组合，形成三对对立性的神经反应，即红或绿、黄或蓝、白或黑反应绿、黄或蓝、白或黑反应(第第2阶段，四色学说阶段，四色学说)。最后在大脑皮层中枢进行合成，产生颜色感觉最后在大脑皮层中枢进行合成，产生颜色感觉遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.1 3.1 光与色觉光与色觉 颜色视觉颜色视觉颜色视觉理论颜色视觉理论现代颜色视觉理论现代颜色视觉理论 光谱效率（）光谱效率（）夜 昼 人眼的视觉光谱人眼的视觉光谱 颜色视觉机制示意图颜色视觉机制示意图遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法R
20、S3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色合成的基本理论颜色合成的基本理论三基色原理三基色原理 根据色觉理论，光谱相同的光引起相同的色根据色觉理论，光谱相同的光引起相同的色觉，而光谱不同的光，也能引起相同的色觉。觉，而光谱不同的光，也能引起相同的色觉。三基色或三原色三基色或三原色:三种独立的色，其它色都三种独立的色，其它色都可由它们匹配出来。反过来说，任何一种颜色都可由它们匹配出来。反过来说，任何一种颜色都可以分解为三基色或三原色。可以分解为三基色或三原色。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色合成的基本理论颜色合成的基本理论三
21、基色原理三基色原理三基色的选择条件三基色的选择条件：三个基色中的任何一个不能由其余两个相加混三个基色中的任何一个不能由其余两个相加混合出来；用它们合成颜色方法简单、稳定，合成的合出来；用它们合成颜色方法简单、稳定，合成的颜色较多。颜色较多。三基色标准三基色标准：红基色光红基色光(R)波长波长0.7绿基色光绿基色光(G)波长波长0.5461蓝基色光蓝基色光(B)波长波长0.4358遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色合成的基本理论颜色合成的基本理论格拉斯曼混色定律格拉斯曼混色定律u 人的视觉只能分辨颜色的三种变化：色别、饱和度人的视觉只能
22、分辨颜色的三种变化：色别、饱和度和明度。和明度。u 两种颜色混合时，一种颜色比例增大，混合色也发两种颜色混合时，一种颜色比例增大，混合色也发生变化。生变化。补色律补色律：每一种颜色都有一个对应的补色。如果：每一种颜色都有一个对应的补色。如果将一种颜色与其补色混合，便将一种颜色与其补色混合，便 产生白色或灰色；产生白色或灰色；中间色定律中间色定律：任何两个非补色混合，便产生中：任何两个非补色混合，便产生中间颜色；间颜色；u 色貌相同的光，在颜色混合时，可以相互代替。色貌相同的光，在颜色混合时，可以相互代替。u 色光合成的总亮度是混合色中各种颜色亮度之和。色光合成的总亮度是混合色中各种颜色亮度之和
23、。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色匹配颜色匹配颜色匹配实验颜色匹配实验颜色匹配颜色匹配是指把两个颜色调到视觉上相同或相是指把两个颜色调到视觉上相同或相等的方法。等的方法。配色实验通过三基色相加混合的方法，改变一配色实验通过三基色相加混合的方法，改变一个或两个基色的色调、饱和度和明度三特性，使个或两个基色的色调、饱和度和明度三特性，使二者颜色达到相同。二者颜色达到相同。配色实验配色实验颜色转盘颜色转盘 颜色光配色。颜色光配色。刺激值刺激值 配色实验中，为了匹配某一特定颜色配色实验中，为了匹配某一特定颜色所需的三原色数量叫做所需的三原色
24、数量叫做“刺激值刺激值”。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色匹配颜色匹配颜色匹配实验颜色匹配实验 颜色转盘配色实验 颜色光的匹配实验RBGHBHGRGHBR遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色匹配颜色匹配颜色匹配实验颜色匹配实验颜色匹配方程颜色匹配方程 将颜色匹配的关系用代数式描将颜色匹配的关系用代数式描述，所得到的等式叫颜色匹配方程。述，所得到的等式叫颜色匹配方程。H R（R）G（G）B（B）式中，式中，“”代表匹配，即视觉上相等。代表匹配，即视觉上相等。代表被匹配的颜色，代
25、表被匹配的颜色，(）、（）、（）代）、（）、（）代表红、绿、蓝三原色，、分别代表红、表红、绿、蓝三原色，、分别代表红、绿、蓝匹配时的数值绿、蓝匹配时的数值(刺激值刺激值)。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色匹配颜色匹配颜色匹配实验颜色匹配实验三基色的单位三基色的单位 根据颜色匹配实验根据颜色匹配实验 lm(W)0.30lm(R)0.59lm(G)0.11lm(B)CIE规定：规定：1单位红单位红1T(R)=0.30流明，流明，1单位单位绿绿1T()=0.59流明，流明，1单位蓝单位蓝1T()=0.11流明流明 1T(W)T(R)T(G
26、)T(B)即匹配等能白光的即匹配等能白光的R、G、B的亮度值各为的亮度值各为一个单位。一个单位。(1流明是光强度为流明是光强度为1坎德拉的均匀点光坎德拉的均匀点光源在单位立体角内发出的光通量，源在单位立体角内发出的光通量，1坎德拉坎德拉1/683(w/sr)遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色匹配颜色匹配色度坐标色度坐标色度坐标色度坐标 三原色各自在三原色各自在RGB总量中的相对比例总量中的相对比例叫做叫做色度坐标色度坐标:r=R/(R+G+B)g=R/(R+G+B)b=R/(R+G+B)由于由于r+g+b=1，只用和即可表示一个颜，只
27、用和即可表示一个颜色，某一特定颜色的一个单位色，某一特定颜色的一个单位()的方程可写的方程可写成：成：1（H）r（R）g（G）b（B）遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色光学合成的方法颜色光学合成的方法相加混色相加混色定义定义 两种或两种以上的基色光同时作用于人两种或两种以上的基色光同时作用于人眼，产生另一种色觉的方法，叫做色光的相加或眼，产生另一种色觉的方法，叫做色光的相加或相加混色。相加混色。基本原理：混合色的三刺激值为各组成色三刺激值基本原理：混合色的三刺激值为各组成色三刺激值各自之和。各自之和。基本规律：基本规律：RRR GGG
28、 BBB 如如R1、G1、B1为第一个色光的三刺激值，为第一个色光的三刺激值，R2、G2、B2为第二个色光的三刺激值，为第二个色光的三刺激值，R、G、B为两色光混合后为两色光混合后的三刺激值。的三刺激值。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色光学合成的方法颜色光学合成的方法相加混色相加混色原色光混合原色光混合 两种原色光等量相加混合得另一两种原色光等量相加混合得另一原色光的补色光，三原色光等量相加得消色。原色光的补色光，三原色光等量相加得消色。RGY GBC RBM RGBW 间色光混合间色光混合 两个间色光混合得另一间色光的两个间色光混
29、合得另一间色光的补色光补色光 复色光。复色光。YMR YCG CMB YMCW 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色光学合成的方法颜色光学合成的方法相加混色相加混色互补色光混合互补色光混合 互补色光混合得白互补色光混合得白(消消)色光色光 BY=W GM=W R+C=W遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色光学合成的方法颜色光学合成的方法相减混色相减混色定义定义 相减混色相减混色指两种或三种颜色的物质重叠指两种或三种颜色的物质重叠后产生的反射光谱作用于眼睛后产生色觉的方法。后产生的
30、反射光谱作用于眼睛后产生色觉的方法。本质本质:每种颜色的物质从白光中吸收一种色每种颜色的物质从白光中吸收一种色光，几种物质混合，从白光中减去几种色光，剩光，几种物质混合，从白光中减去几种色光，剩余的色光被反射出来，形成混合后的颜色。余的色光被反射出来，形成混合后的颜色。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色光学合成的方法颜色光学合成的方法相减混色相减混色相减混色的三原色相减混色的三原色 相减混色的三原色选择红、绿、蓝的补相减混色的三原色选择红、绿、蓝的补色色 青、品红、黄色。青色吸收红色光谱，黄青、品红、黄色。青色吸收红色光谱，黄色吸收蓝
31、色光谱，品红色吸收绿色光谱：色吸收蓝色光谱，品红色吸收绿色光谱：YWB MWG CWR遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.2 3.2 颜色的光学合成颜色的光学合成 颜色光学合成的方法颜色光学合成的方法相减混色相减混色相减混色规律相减混色规律 YMWBGRYCWBRGCMWGRB YMCWRGB DYMCWR少少G少少 B少少 H遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统孟赛尔孟赛尔(Munsell)颜色立体：颜色立体：用颜色立体模型表用颜色立体模型表示颜色系统，使颜色的划分更为标准化。示颜色
32、系统，使颜色的划分更为标准化。系统参数系统参数 明度明度 色调色调 饱和度饱和度遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统系统参数系统参数明度明度 孟塞尔颜色立体的中央轴线代表无彩色孟塞尔颜色立体的中央轴线代表无彩色黑白系列中性色的明度等级，白色在顶部黑色在黑白系列中性色的明度等级，白色在顶部黑色在底部，称为孟塞尔明度值。底部，称为孟塞尔明度值。它把明度值分成它把明度值分
33、成10共共11个在感觉上等距个在感觉上等距离的等级。每一明度值等级都对应于在日光下颜离的等级。每一明度值等级都对应于在日光下颜色样品的一定亮度因数。色样品的一定亮度因数。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统系统参数系统参数色调色调 颜色立体水平剖面上的各个方向代表孟塞颜色立体水平剖面上的各个方向代表孟塞尔色调，共尔色调，共0种基本色调种基本色调 五种主要色调：、五种主要色调：、(紫紫)五种中间色调：五种中间色调：YR、GY、BG、PB和和RP 每种基本色调又分成每种基本色调又分成10个等级，从个等
34、级，从10。每种色调的主波长色调都定为每种色调的主波长色调都定为5，共有，共有100种色调。种色调。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统系统参数系统参数饱和度饱和度 又称又称色度或彩度色度或彩度，表示具有相同明度，表示具有相同明度值的颜色离开中性灰色的程度。值的颜色离开中性灰色的程度。孟塞尔颜色系统中，一般将彩度分成孟塞尔颜色系统中，一般将彩度分成14个等个等级，个别最饱和颜色的彩度可达到级，个别最饱和颜色的彩度可达到20。颜色立体上用颜色立体上用离开中央轴线的水平距离离开中央轴线的水平距离代代表
35、彩度的变化，中央轴线上的中性色的彩度为表彩度的变化，中央轴线上的中性色的彩度为0，离开中央轴愈远，彩度数值愈大。离开中央轴愈远，彩度数值愈大。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统颜色的标定颜色的标定颜色标定颜色标定 颜色立体上的色调、彩度和明度值这三项颜色立体上的色调、彩度和明度值这三项指标进行表示，并给以一定的标号。指标进行表示，并给以一定的标号。彩色标定的方法彩色标定的方法 先写出色调，然后写明度值，在斜线先写出色调，然后写明度值，在斜线后写彩度：后写彩度：HVC=色调色调明度值彩度明度值彩度
36、遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统颜色的标定颜色的标定消色标定的方法消色标定的方法 消色用表示，在后面给消色用表示，在后面给出明度值，斜线后不写彩度出明度值，斜线后不写彩度 NV中性色中性色明度值明度值低彩度色标定的方法低彩度色标定的方法 彩度低于彩度低于0.3的颜色，通的颜色，通常标定为中性色，如果需要对其作精确标定，采常标定为中性色，如果需要对其作精确标定，采用以下形式用以下形式 NV(HC)中性色中性色明度值明度值(色调色调彩度彩度)在此情况下，色调只用在此情况下，色调只用10个基本色调。
37、个基本色调。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统孟塞尔颜色图册孟塞尔颜色图册在孟塞尔颜色系统中，用纸片制成许多标准颜在孟塞尔颜色系统中，用纸片制成许多标准颜色样品，汇编成图册，用它来标定物体的颜色。色样品，汇编成图册，用它来标定物体的颜色。每块每块颜色样品尺寸颜色样品尺寸1.82.1cm，颜色立体各，颜色立体各色调垂直剖面的颜色样品列入图册的一页，每页色调垂直剖面的颜色样品列入图册的一页，每页包括同一色别的不同明度和不同彩度的样品。包括同一色别的不同明度和不同彩度的样品。遥遥 感感 原原 理理 与
38、与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 颜孟塞尔颜色系统颜孟塞尔颜色系统孟塞尔颜色图册孟塞尔颜色图册 最新版本的颜色图册包括两套样品：最新版本的颜色图册包括两套样品：有光泽样品版有光泽样品版(1974年年)分上下两册，共包括分上下两册，共包括1450块颜色样品，附有块颜色样品，附有一套由白到黑共一套由白到黑共37块中性色样品。块中性色样品。无光泽样品版无光泽样品版(1973年年)包括包括1150块颜色样品，附有块颜色样品，附有32块中性色样品。块中性色样品。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法
39、CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统系统参数系统参数 CIE是国际照明委员会的简称。是国际照明委员会的简称。CIE标准色度学系统标准色度学系统:现代颜色科学采用现代颜色科学采用CIE所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法。所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法。两套表色方法：两套表色方法：RGB系统和系统和XYZ系统。系统。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIERGB系统系统 RGB系统是以系统是以R（700nm）、）、G（546.1nm）、）、B（435.8nm
40、）作为三原色标定颜色。作为三原色标定颜色。1931年年CIE根据莱特和吉尔德的视觉实验结果，根据莱特和吉尔德的视觉实验结果，定出匹配等能光谱色的光谱三刺激值定出匹配等能光谱色的光谱三刺激值(R、G、B)，绘出色度图。绘出色度图。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIERGB系统系统 一个颜色只要知道其三刺激值，经过色度计一个颜色只要知道其三刺激值，经过色度计算就可确定出它在算就可确定出它在RGB系统的位置。如系统的位置。如 颜色颜色
41、 qr()qg()qb()那么那么 在在RGB系统的色度坐标为系统的色度坐标为 rq qr/Q gq qg/Q bq qb/Q 遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIEXYZ系统系统 1931CIERGB系统向系统向XYZ系统的转换系统的转换 1931年年CIE在在RGB系统的基础上，改用三个系统的基础上，改用三个设想的原色设想的原色X、Y、Z建立了一个新的色度学系统。建立了一个新的色度学系统。X、Y、Z三原色在三原色在RGB系统色度图上的色度系统色度图上的色度坐标为：坐标为
42、：X：1.2750 0.2278 0.0028 Y：1.7392 2.7671 0.0279 Z：0.7431 0.1409 1.6022遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIEXYZ系统色度图系统色度图 以以XYZ三点为顶点，组成三点为顶点，组成XYZ三角形色度图。三角形色度图。将将XYZ三角形经过转换，得到目前国际通用的三角形经过转换，得到目前国际通用的1931CIEXYZ系统色度图。系统色度图。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS1931 CIEXYZ系统色度图
43、x图中曲线为光谱轨迹图中曲线为光谱轨迹遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIEXYZ系统色度图系统色度图u光谱线光谱线 上图中的舌形曲线即为光谱线，曲线上上图中的舌形曲线即为光谱线，曲线上各点与可见光波段内各谱线一一对应。各点与可见光波段内各谱线一一对应。光谱轨迹曲线以及连接光谱轨迹两端所形成光谱轨迹曲线以及连接光谱轨迹两端所形成的马蹄形内的点所代表的颜色是自然界存在的真的马蹄形内的点所代表的颜色是自然界存在的真实颜色，可用三原色光匹配得到；实颜色，可用三原色光匹配得到；曲线
44、外的点所代表的颜色是自然界不存在的曲线外的点所代表的颜色是自然界不存在的颜色，无法用三原色匹配得到。颜色，无法用三原色匹配得到。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIEXYZ系统色度图系统色度图u彩色三要素彩色三要素 图中是等能白光点，由三原色各图中是等能白光点，由三原色各三分之一产生，其色度坐标为三分之一产生，其色度坐标为EEE0.3333。点是。点是CIE标准光源，相当于中午的阳光。标准光源，相当于中午的阳光。任何颜色在色度图上都占一确定位置，表明任何颜色在色度图上都占一
45、确定位置，表明了该色的色调、饱和度及明度。了该色的色调、饱和度及明度。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 CIE CIE标准色度学系统标准色度学系统 1931CIEXYZ系统色度图系统色度图u颜色混合颜色混合 从从色度图色度图可推算出两种颜色混合所得可推算出两种颜色混合所得的中间色。的中间色。和相加，得出和相加，得出QS直线上的各种过渡颜色。以为直线上的各种过渡颜色。以为例，例，CT与光谱曲线与光谱曲线572nm相交，该波长的颜色即为的色相交，该波长的颜色即为的色调，与之间的距离决定的饱和度。调，与之间的距离决定的饱和度。540
46、700nm光谱范围内的任何光谱色都可通过光谱范围内的任何光谱色都可通过540和和700nm二种波长的色光以一定比例混合产生。二种波长的色光以一定比例混合产生。380540nm范围内一对光谱色混合不能产生二者之范围内一对光谱色混合不能产生二者之间的光谱色；两个光谱色之间的距离愈远，混合色的饱和间的光谱色；两个光谱色之间的距离愈远，混合色的饱和度愈低。度愈低。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 1960 CIE 1960 CIE均匀色度标尺图与均匀色度标尺图与CIECIE均匀颜色空间均匀颜色空间颜色宽容量颜色宽容量 在在CIE色度图
47、上，每一点都代表某一确定的色度图上，每一点都代表某一确定的颜色，即每种颜色在色度图上是一个点。颜色，即每种颜色在色度图上是一个点。而对视觉来说颜色实际上是一个范围，在这而对视觉来说颜色实际上是一个范围，在这个范围内坐标位置的变化在视觉上感觉不出，是个范围内坐标位置的变化在视觉上感觉不出，是等效的。把这个人眼感觉不出的颜色变化范围叫等效的。把这个人眼感觉不出的颜色变化范围叫做做颜色的宽容量颜色的宽容量。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 1960 CIE 1960 CIE均匀色度标尺图与均匀色度标尺图与CIECIE均匀颜色空间均匀
48、颜色空间颜色宽容量颜色宽容量 在色度图的不同位置，颜色的宽容量不一样。在色度图的不同位置，颜色的宽容量不一样。如蓝色部分宽容量最小，绿色部分则最大。如蓝色部分宽容量最小，绿色部分则最大。即在色度图蓝色部分的同样空间内，人眼能分辨即在色度图蓝色部分的同样空间内，人眼能分辨出较多数量颜色；而在绿色部分的同样空间，人出较多数量颜色；而在绿色部分的同样空间，人眼只能看出较少数量的颜色。色度图光谱轨迹蓝眼只能看出较少数量的颜色。色度图光谱轨迹蓝色端的颜色密度（恰可分辨的颜色数量）是绿色色端的颜色密度（恰可分辨的颜色数量）是绿色端密度的端密度的300400倍。倍。遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法R
49、S颜颜 色色 宽宽 容容 量量 图3-17 麦克亚当的颜色椭圆形宽容量范围遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 1960 CIE 1960 CIE均匀色度标尺图与均匀色度标尺图与CIECIE均匀颜色空间均匀颜色空间1931CIE色度图的缺点色度图的缺点视觉不均匀性视觉不均匀性 CIE 1931色度图不是一个理想的色度图色度图不是一个理想的色度图:色度空间在视觉上是不均匀色度空间在视觉上是不均匀 不能正确反映颜色的视觉效果不能正确反映颜色的视觉效果 考虑不同颜色之间的关系时，给人们造考虑不同颜色之间的关系时，给人们造成错误印象成错误
50、印象 影响到颜色的匹配和复现影响到颜色的匹配和复现遥遥 感感 原原 理理 与与 方方 法法RS3.3 3.3 颜色的表示与度量方法颜色的表示与度量方法 1960 CIE 1960 CIE均匀色度标尺图与均匀色度标尺图与CIECIE均匀颜色空间均匀颜色空间CIE 1960均匀色度标尺图均匀色度标尺图 1960年年CIE制定了制定了CIE 1960均匀色度标尺图，均匀色度标尺图，简称简称CIE 1960 UCS图图:横坐标为，纵坐标为。横坐标为，纵坐标为。与与CIE 1931色度图色度图x、y、z之间的关系为：之间的关系为：u4x/(-2x+12y+3)4X/(X+15Y+3Z)6y/(-2x+1
