1、2022-12-1光电子系光电工程专业1信息显示技术原理信息显示技术原理西安邮电学院电子工程学院光电专业2022-12-1光电子系光电工程专业2色彩的属性差越大，注目（图形色彩的属性差越大，注目（图形/文字能否被看清楚）的文字能否被看清楚）的可能性也越高，尤其明度差是决定视认度的最主要因素。可能性也越高，尤其明度差是决定视认度的最主要因素。图形色与底色：图形色与底色：不同色相而明度相似不同色相而明度相似形象模糊。形象模糊。色相一致（加白色相一致（加白/加灰加灰/加黑）而明度变化强烈加黑）而明度变化强烈形象清形象清晰晰/易见度高。易见度高。色的易见度色的易见度2022-12-1光电子系光电工程专
2、业3第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.2 颜色视觉颜色视觉 一、颜色分类和特性 非彩色：白色、黑色和各种深浅不同的灰色组成 的系列。彩色：白黑系列以外的各种颜色。彩色三特性：明度、色调、饱和度。2022-12-1光电子系光电工程专业4第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.2 颜色视觉颜色视觉 彩色光的三个基本参量彩色光的三个基本参量(彩色三要素彩色三要素)：（1）亮度亮度光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。（2）色调色调表示颜色的种类。表示颜色的种类。（3）饱和度饱和度表示颜色的深浅程度。即彩色的表示颜色的深浅程度
3、。即彩色的 纯度，掺入白色的程度。纯度，掺入白色的程度。色度色度色调和饱和度又合称为色调和饱和度又合称为色度色度。色度既说明彩色。色度既说明彩色的类别，又说明彩色的深浅程度。的类别，又说明彩色的深浅程度。亮度取决于人眼感觉的光功率的大小。亮度取决于人眼感觉的光功率的大小。色调取决于进入人眼的光的波长。色调取决于进入人眼的光的波长。饱和度取决于纯色光中混入白光的程度。饱和度取决于纯色光中混入白光的程度。2022-12-1光电子系光电工程专业5第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.2 颜色视觉颜色视觉 彩色光的三个基本参量彩色光的三个基本参量(彩色三要素彩色三要素)：（1）亮度
4、亮度光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。一般来说，彩色光的光功率越大，则感觉越亮。就一般来说，彩色光的光功率越大，则感觉越亮。就物体而言，亮度取决于该物体的反射物体而言，亮度取决于该物体的反射(或透射或透射)光功率。光功率。若功率为定值，则该物体的反射若功率为定值，则该物体的反射(或透射或透射)系数越大，则系数越大，则物体越明亮。例如：黄褐色物体表面在光谱的各波长范物体越明亮。例如：黄褐色物体表面在光谱的各波长范围都比红色物反射更多的辐射，对人眼产生更高的光亮围都比红色物反射更多的辐射，对人眼产生更高的光亮度，故黄褐色物体比红色物体有更高的亮度。度，故黄褐色
5、物体比红色物体有更高的亮度。2022-12-1光电子系光电工程专业6第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.2 颜色视觉颜色视觉 彩色光的三个基本参量彩色光的三个基本参量(彩色三要素彩色三要素)：（2）色调色调表示颜色的种类。表示颜色的种类。色调是颜色彼此区分的特性，通常说的红色、绿色、色调是颜色彼此区分的特性，通常说的红色、绿色、蓝色等，就是色调。可见光谱按其波长不同在视觉上表蓝色等，就是色调。可见光谱按其波长不同在视觉上表现为不同的色调，因此光源的色调决定于光源的光谱成现为不同的色调，因此光源的色调决定于光源的光谱成分。物体的色调决定于投射到物体表面的光源光谱成分分。物体
6、的色调决定于投射到物体表面的光源光谱成分和该物体表面反射和该物体表面反射(或投射或投射)的各波长辐射的比例对人眼的各波长辐射的比例对人眼所产生的感觉。例如，某物体在日光下呈绿色，说明绿所产生的感觉。例如，某物体在日光下呈绿色，说明绿光以外的光谱成分都被吸收了。光以外的光谱成分都被吸收了。2022-12-1光电子系光电工程专业7第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.2 颜色视觉颜色视觉 彩色光的三个基本参量彩色光的三个基本参量(彩色三要素彩色三要素)：（3）饱和度饱和度表示颜色的深浅程度。即彩色的表示颜色的深浅程度。即彩色的 纯度，掺入白色的程度。纯度，掺入白色的程度。对于同
7、一色调的彩色光，其饱和度越高，则颜色越深，对于同一色调的彩色光，其饱和度越高，则颜色越深，如深红、深绿等；可见光谱中的单色光，例如激光具如深红、深绿等；可见光谱中的单色光，例如激光具有最高的饱和度。高饱和度的彩色光冲入白光之后变有最高的饱和度。高饱和度的彩色光冲入白光之后变成低饱和度的彩色光。成低饱和度的彩色光。色调和饱和度又合称为色度，它既说明彩色光的颜色调和饱和度又合称为色度，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。色类别，又说明颜色的深浅程度。2022-12-1光电子系光电工程专业8第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素 颜色视觉颜色视觉HSL彩色模型2022-12-
8、1光电子系光电工程专业9第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.2 颜色视觉颜色视觉 颜色立体图颜色立体图 垂直轴表示黑白亮度的变化，顶端是白色，低端为黑垂直轴表示黑白亮度的变化，顶端是白色，低端为黑色，中间是各种灰度的过渡。色典有水平面的圆周表示，色，中间是各种灰度的过渡。色典有水平面的圆周表示，圆圆周上的个点代表光谱上各种不同的色调。圆周的中心是中周上的个点代表光谱上各种不同的色调。圆周的中心是中灰灰色，则明度和圆周上各种色调的明度相同。从圆周向圆心色，则明度和圆周上各种色调的明度相同。从圆周向圆心过过渡表示颜色饱和度降低。从圆周向上下黑白方向的变化也渡表示颜色饱和度降低
9、。从圆周向上下黑白方向的变化也表表示颜色饱和度降低。示颜色饱和度降低。2022-12-1光电子系光电工程专业10l色彩混合定义色彩混合定义l三原色理论三原色理论l（色光）加色法（色光）加色法l（色料）减色法（色料）减色法l空间混合理论空间混合理论l色彩混和规律色彩混和规律第二章第二章 显示参量与人的因素显示参量与人的因素2.2.3 颜色的混合颜色的混合RGBYMCW2022-12-1光电子系光电工程专业11一、色彩混合定义一、色彩混合定义l所谓色混合是指某一色彩中混入另一种色彩。经验表所谓色混合是指某一色彩中混入另一种色彩。经验表明，两种不同的色彩混合，可获得第三种色彩。在颜明，两种不同的色彩
10、混合，可获得第三种色彩。在颜料混合中，加入的色彩愈多颜色越暗，最终变为黑色。料混合中，加入的色彩愈多颜色越暗，最终变为黑色。反之，色光的三原色能综合产生白色光。反之，色光的三原色能综合产生白色光。2022-12-1光电子系光电工程专业12二、三原色理论二、三原色理论也称三基色，就是指这三种色中的任何一色都也称三基色，就是指这三种色中的任何一色都不能由另外两种原色混合产生，而其它色可由这三色按一定不能由另外两种原色混合产生，而其它色可由这三色按一定的比例混合出来，色彩学上称这三个独立的色为三原色或三的比例混合出来，色彩学上称这三个独立的色为三原色或三基色。基色。原则：原则：a a、能够混合产生的
11、颜色应该尽可能的多；、能够混合产生的颜色应该尽可能的多；b b、三种原色必须互相独立，即不能用其中的任何两、三种原色必须互相独立，即不能用其中的任何两色混合得到第三者。色混合得到第三者。2022-12-1光电子系光电工程专业13三基色的确定三基色的确定l牛顿色散实验：认定七色为原色；牛顿色散实验：认定七色为原色；l物理学家物理学家David Brewster认为原色只是红、黄、蓝三认为原色只是红、黄、蓝三色；色；l1802年，生理学家年，生理学家T.Young根据人眼的视觉生理特征根据人眼的视觉生理特征提出红、绿、紫（蓝紫）提出红、绿、紫（蓝紫）lCIE将色彩标准化，正式确认色光三原色红、绿、
12、蓝将色彩标准化，正式确认色光三原色红、绿、蓝（蓝紫色），色料三原色红（品红）、黄（柠檬黄）、（蓝紫色），色料三原色红（品红）、黄（柠檬黄）、青（湖蓝）青（湖蓝）2022-12-1光电子系光电工程专业14三基色的确定三基色的确定1666年艾萨克.牛顿发现白色太阳光通过三棱镜后被分散为连续色谱：紫色、蓝色、绿色、黄色、橘红色和红色2022-12-1光电子系光电工程专业15色光三原色：红、绿、蓝。色光三原色：红、绿、蓝。色料三原色：品红、黄、青。色料三原色：品红、黄、青。基本颜色基本颜色2022-12-1光电子系光电工程专业16定义：定义：两种或两种以上的色光同时反映于人眼两种或两种以上的色光同时反
13、映于人眼，视觉会产生另一种色光的效果，这种色光混合，视觉会产生另一种色光的效果，这种色光混合产生综合色觉的现象称为色光加色法产生综合色觉的现象称为色光加色法 或称为色或称为色光的加色混合。光的加色混合。在视网膜上的同一个部位，同时射入两种在视网膜上的同一个部位，同时射入两种以上的色以上的色(光光)刺激，感觉出另一种颜色的现象。刺激，感觉出另一种颜色的现象。三、色光加色法2022-12-1光电子系光电工程专业17色光三原色色光三原色色光三原色色光三原色红红R(700nm)、绿绿 546.7nm)、蓝蓝(435.8nm)a 生理学解释眼睛的结构生理学解释眼睛的结构 b 混合其它色光的基本成分混合其
14、它色光的基本成分 c 各自独立、不能再分解成其它色光各自独立、不能再分解成其它色光2022-12-1光电子系光电工程专业18 1、加色混合现象n等量混合等量混合R+G=YR+B=MG+B=CR+G+B=WRRGYRGBYMCW2022-12-1光电子系光电工程专业192、格拉斯曼色彩混合定律、格拉斯曼色彩混合定律（1）人的视觉只能分辨色彩的三种变化：人的视觉只能分辨色彩的三种变化：明度、明度、色调、饱和度色调、饱和度色光加色法色光加色法.avi（2）在由两个成分组成的混合色中，如果一个成在由两个成分组成的混合色中，如果一个成 分连续地变化，混合色的外貌也连续地变化。分连续地变化，混合色的外貌也
15、连续地变化。2022-12-1光电子系光电工程专业20l补色律补色律：两种色光混合产生白色，叫色光互补色。两种色光混合产生白色，叫色光互补色。R+青白青白 G+品红白品红白 B+黄白黄白l中间色律中间色律：任何两个非补色相混合，便产生：任何两个非补色相混合，便产生中间色。中间色。2、格拉斯曼色彩混合定律、格拉斯曼色彩混合定律2022-12-1光电子系光电工程专业21（3）色彩外貌相同的光，不管它们的光谱组成色彩外貌相同的光，不管它们的光谱组成 是否是否样，在色彩混合中具有相同的效果。换样，在色彩混合中具有相同的效果。换 言之，凡是在视觉上相同的色彩却是等效的。言之，凡是在视觉上相同的色彩却是等
16、效的。l代替律：相似色混合后仍相似。代替律：相似色混合后仍相似。如果色彩如果色彩A=色彩色彩B，色彩，色彩C=色彩色彩D，那么那么:色彩色彩A+色彩色彩C=色彩色彩B+色彩色彩D2、格拉斯曼色彩混合定律、格拉斯曼色彩混合定律2022-12-1光电子系光电工程专业22 代替律表明代替律表明:只要在感觉上色彩是相似的，便可以只要在感觉上色彩是相似的，便可以互相代替，所得的视觉效果是同样的。互相代替，所得的视觉效果是同样的。设设A+B=C，而，而 B=X+Y，那么，那么A+(X+Y)=C。这个由代替而产生的混合色与原来的混合色在视觉这个由代替而产生的混合色与原来的混合色在视觉上具有相同的效果。上具有
17、相同的效果。根据代替律，可利用色彩混合方法来产生或代替根据代替律，可利用色彩混合方法来产生或代替某种所需要的色彩。色彩混合的代替律是一条非常重某种所需要的色彩。色彩混合的代替律是一条非常重要的定律，要的定律，现代色度学就是建立在这一定律基础上的。现代色度学就是建立在这一定律基础上的。2、格拉斯曼色彩混合定律、格拉斯曼色彩混合定律2022-12-1光电子系光电工程专业23（4）混合色的总亮度等于组成混合色的各色彩混合色的总亮度等于组成混合色的各色彩光亮度的总和。这一定律叫做光亮度的总和。这一定律叫做亮度相加律亮度相加律。上面所说的格拉斯曼色彩混合定律是色度上面所说的格拉斯曼色彩混合定律是色度学的
18、一般规律，适用于各种色彩光的相加混合。学的一般规律，适用于各种色彩光的相加混合。但这些规律不适用于染料或涂料的混合。但这些规律不适用于染料或涂料的混合。2、格拉斯曼色彩混合定律、格拉斯曼色彩混合定律2022-12-1光电子系光电工程专业24能量的叠加能量的叠加3 3、加色法实质、加色法实质和光学中的衍射干涉现象中的强度分布相同不？和光学中的衍射干涉现象中的强度分布相同不？2022-12-1光电子系光电工程专业25 加合方式：色光连续混合加合方式：色光连续混合 色光混合后色光混合后亮度增加亮度增加。应用于彩色电视、显示器应用于彩色电视、显示器4、加色法的特点2022-12-1光电子系光电工程专业
19、26四、四、色料减色法色料减色法 定义：定义：两种或两种以上两种或两种以上的色料混合后会产生另一种的色料混合后会产生另一种颜色的色料的现象。颜色的色料的现象。YMCRGBK2022-12-1光电子系光电工程专业27色料三原色色料三原色黄黄Y、品、品M、青、青C混合产生其它颜色混合产生其它颜色2022-12-1光电子系光电工程专业28色料混合n 等量混合等量混合CYMCRGBKC+M=BC+Y=GM+Y=RC+M+Y=Bk黄黄Y、品、品M、青、青C2022-12-1光电子系光电工程专业29两种色料混合产生黑色，叫色料互补色。Y+蓝墨黑 M+绿墨黑 C+红墨黑 Y+M+C=黑色料互补色2022-1
20、2-1光电子系光电工程专业30色料减色法的特点色料减色法的特点 加合方式：透明层叠合（印刷）加合方式：透明层叠合（印刷）颜料混合（油漆，绘画颜料等）颜料混合（油漆，绘画颜料等）色料混合后色料混合后亮度降低。亮度降低。2022-12-1光电子系光电工程专业31l有色物体（包括色料）所以能显色，是因有色物体（包括色料）所以能显色，是因为物体对光谱中色光有选择吸收（即减去为物体对光谱中色光有选择吸收（即减去某种颜色）和反射的作用。某种颜色）和反射的作用。l印染的染料、绘画的颜料、印刷的油墨等印染的染料、绘画的颜料、印刷的油墨等色料的混合或透明色的重叠都属于减色混色料的混合或透明色的重叠都属于减色混合
21、。合。吸收某些光波，反射出的其它光波刺激人眼而吸收某些光波，反射出的其它光波刺激人眼而感到颜色。在选择性吸收时是减色法，在进人人眼时感到颜色。在选择性吸收时是减色法，在进人人眼时仍然是加色法。仍然是加色法。2022-12-1光电子系光电工程专业32色料对白光中的红、色料对白光中的红、绿、蓝三色光作等比绿、蓝三色光作等比例的吸收和反射。例的吸收和反射。颜料和染料的呈色原理n中性色中性色2022-12-1光电子系光电工程专业33 颜料和染料对颜料和染料对白光中的红、绿、白光中的红、绿、蓝三色光作不同波蓝三色光作不同波长范围、不同比例长范围、不同比例的吸收和反射。的吸收和反射。颜料和染料的呈色原理n
22、具有不同色相的颜色具有不同色相的颜色2022-12-1光电子系光电工程专业34五、颜色混合五、颜色混合空间混合空间混合l空间混合空间混合指色光同时刺激人眼或快速先后刺激指色光同时刺激人眼或快速先后刺激人眼，从而产生透射光在视网膜上的混合。人眼，从而产生透射光在视网膜上的混合。l 空间混合实质上是加色法混合，所区别的是，空间混合实质上是加色法混合，所区别的是，加色法混合是不同色光在刺激眼睛前的混合，加色法混合是不同色光在刺激眼睛前的混合，它具有客观性，它具有客观性，而空间混合是不同色光在视觉而空间混合是不同色光在视觉过程中的混合，具有主观性。过程中的混合，具有主观性。2022-12-1光电子系光
23、电工程专业35a、时间混合、时间混合l时间混合时间混合：颜色混合转颜色混合转盘实验。不同的颜色快盘实验。不同的颜色快速而连续地刺激人眼，速而连续地刺激人眼，由于人眼的视觉暂留致由于人眼的视觉暂留致使眼睛来不及反应，就使眼睛来不及反应，就会出现视网膜上的混色会出现视网膜上的混色效果。效果。2022-12-1光电子系光电工程专业36b、区域混合、区域混合l把两种或两种以上的颜色点或色线非常密集地把两种或两种以上的颜色点或色线非常密集地并置、交织在一起，在一定的视觉距离外，眼并置、交织在一起，在一定的视觉距离外，眼睛无法分辨颜色反射的光束，从而形成一种视睛无法分辨颜色反射的光束，从而形成一种视网膜上
24、区域性混合。网膜上区域性混合。2022-12-1光电子系光电工程专业37空间混合和加色混合的区别空间混合和加色混合的区别l空间混合和加色混合的原理是一致的。但颜料 不是发光体，其纯度和明度都较低，因此颜色空间混合的光亮度和鲜艳度都不可能完全达到色光的加色混合效果。l色光加色混合时混合色的明度是混合的色光明度之和，比混合色的任何一色都明亮，而颜色旋转混合或并列空间混合，其明度只能达到被混合色的平均明度。2022-12-1光电子系光电工程专业38六、颜色混合规律色光（色料）连续变化规律色光（色料）连续变化规律补色律补色律中间色律中间色律代替律代替律亮度相加（减）律亮度相加（减）律 2022-12-
25、1光电子系光电工程专业39u色光（色料）连续变化规律色光（色料）连续变化规律由两种色光（色料）组成的混合色中，如由两种色光（色料）组成的混合色中，如果一种色光（色料）连续变化，混合色的外貌果一种色光（色料）连续变化，混合色的外貌也连续变化。可以通过色光（色料）的不等量也连续变化。可以通过色光（色料）的不等量混合实验观察到这种混合色的连续变化。混合实验观察到这种混合色的连续变化。2022-12-1光电子系光电工程专业40u补色律补色律 色光：色光：每一个色光都有一个相应的补色光，某每一个色光都有一个相应的补色光，某一色光与其补色光以适当比例混合，便产生白光，一色光与其补色光以适当比例混合，便产生
26、白光，最基本最基本的互补色有三对：的互补色有三对：红红-青，绿青，绿-品红，蓝品红，蓝-黄。黄。补色的一个重要性质：一种色光照射到其补色补色的一个重要性质：一种色光照射到其补色的物体上，的物体上，则被吸收则被吸收。如用蓝光照射黄色物体，则。如用蓝光照射黄色物体，则呈现黑色。呈现黑色。2022-12-1光电子系光电工程专业41l对于色料：两色料相混呈黑色为对于色料：两色料相混呈黑色为互补色料互补色料。黄色料黄色料+蓝色料黑色蓝色料黑色 品色料品色料+绿色料黑色绿色料黑色 青色料青色料+红色料黑色红色料黑色 任何两种非补色光（色料）混合，便产生中间色。任何两种非补色光（色料）混合，便产生中间色。2
27、022-12-1光电子系光电工程专业42u代替律代替律 颜色外貌相同的光，不管它们的光谱颜色外貌相同的光，不管它们的光谱成份是否一样在色光混合中都具有相同的成份是否一样在色光混合中都具有相同的效果。凡是在视觉上相同的颜色都是等效效果。凡是在视觉上相同的颜色都是等效的。即相似色混合后仍相似。的。即相似色混合后仍相似。2022-12-1光电子系光电工程专业43 如果颜色光（色料）如果颜色光（色料）A=B、C=D，那么：，那么：A+C=B+D色光（色料）混合的代替规律表明：只要在感色光（色料）混合的代替规律表明：只要在感觉上颜色是相似的便可以相互代替，所得的视觉效觉上颜色是相似的便可以相互代替，所得
28、的视觉效果是同样的。设果是同样的。设A+B=C，且，且X+Y=B，则，则A+X+Y=C。由代替律产生的混合色光（色料）与原来的混合色由代替律产生的混合色光（色料）与原来的混合色光（色料）在视觉上具有相同的效果。光（色料）在视觉上具有相同的效果。色光（色料）混合的代替律是非常重要的规律。色光（色料）混合的代替律是非常重要的规律。根据代替律，可以利用色光（色料）相加的方法产根据代替律，可以利用色光（色料）相加的方法产生或代替各种所需要的色光（色料）。色光（色料）生或代替各种所需要的色光（色料）。色光（色料）的代替律，更加明确了同色异谱色的应用意义。的代替律，更加明确了同色异谱色的应用意义。u代替律
29、代替律2022-12-1光电子系光电工程专业44u亮度相加（减）律亮度相加（减）律 由几种色光（色料）混合组成的混合色的总亮度由几种色光（色料）混合组成的混合色的总亮度等于组成混合色的各种色光（色料）亮度的总和。等于组成混合色的各种色光（色料）亮度的总和。这一定律叫作色光（色料）的亮度相加律。色光这一定律叫作色光（色料）的亮度相加律。色光（色料）的亮度相加规律，体现了色光（色料）混（色料）的亮度相加规律，体现了色光（色料）混合时的能量叠加关系，反映了色光（色料）加色法合时的能量叠加关系，反映了色光（色料）加色法（减色法）的实质。（减色法）的实质。2022-12-1光电子系光电工程专业45加色法
30、与减色法比较2022-12-1光电子系光电工程专业46l用黄、品、青颜料调出红、绿、蓝三种颜色，注明配制方法和比例，并绘出其呈色原理图，用箭头注明光线方向；2022-12-1光电子系光电工程专业47色料混合色料混合n 等量混合等量混合CYMCRGBKC+M=BC+Y=GM+Y=RC+M+Y=Bk黄黄Y、品、品M、青、青C2022-12-1光电子系光电工程专业48颜料和染料对白光颜料和染料对白光中的红、绿、蓝三中的红、绿、蓝三色光作不同波长范色光作不同波长范围、不同比例的吸围、不同比例的吸收和反射。收和反射。颜料和染料的呈色原理n具有不同色相的颜色具有不同色相的颜色2022-12-1光电子系光电工程专业49 颜料和染料对白光颜料和染料对白光中的红、绿、蓝三中的红、绿、蓝三色光作不同波长范色光作不同波长范围、不同比例的吸围、不同比例的吸收和反射。收和反射。颜料和染料的呈色原理n具有不同色相的颜色具有不同色相的颜色2022-12-1光电子系光电工程专业50M+Y（1：2混合）混合）=橙色橙色 颜料和染料对白光颜料和染料对白光中的红、绿、蓝三中的红、绿、蓝三色光作不同波长范色光作不同波长范围、不同比例的吸围、不同比例的吸收和反射。收和反射。颜料和染料的呈色原理n具有不同色相的颜色具有不同色相的颜色
