【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 +Z[Z] ? – 彩色圖像的攝?。?將一幅彩色圖像分解為紅、綠、藍(lán)三幅基色圖像，以獲得三基色信號(hào)電壓 ER、 EG、 EB。 – 彩色圖像的重現(xiàn)： 根據(jù)人眼的視覺(jué)特性 ， 在電視機(jī)中重現(xiàn)圖像時(shí)并不要求完全重現(xiàn)原景物反射或透射光的光譜成分 ， 而應(yīng)獲得與原景物相同的彩色感覺(jué) 。 因此仿效人眼三種錐狀細(xì)胞 ， 可以任選三種基色 ， 三種基色必須是相互獨(dú)立的 ， 任一種基色都不能由其他兩種基色混合得到； 將它們按不同比例進(jìn)行組合 ， 可得到自然界中絕大多數(shù)的彩色 。 具有這種特性的三個(gè)單色光叫基色光 ， 這三種顏色叫三基色 。 三基色原理 ： 自然界中絕大多數(shù)的彩色可以分解為三基色 （ 分解 ） ， 三基色按一定比例混合 （ 混合 ） ， 可得到自然界中絕大多數(shù)彩色 。 混合色的色調(diào)和飽和度由三基色的混合比例決定 （ 調(diào)色 ） ， 混合色的亮度等于三種基色亮度之和 （ 效果 ） 。 2 .三基色原理 因?yàn)槿搜鄣娜N錐狀細(xì)胞對(duì)紅光、 綠光和藍(lán)光最敏感， 所以在紅色、 綠色和藍(lán)色光譜區(qū)中選擇三個(gè)基色按適當(dāng)比例混色可得到較多的彩色。 在彩色電視中， 選用了紅、 綠、 藍(lán)作為三基色， 分別用 R、 G、 B來(lái)表示。 國(guó)際照明委員會(huì) (CIE)選定了紅基色的波長(zhǎng)為 700 nm， 綠基色的波長(zhǎng)為 nm， 藍(lán)基色的波長(zhǎng)為 nm。 ?三基色原理 是彩色電視技術(shù)的基礎(chǔ)， 攝像機(jī)把圖像分解成三基色信號(hào)， 電視機(jī)又用三基色信號(hào)還原出原圖像的色彩。 三基色光相混合得到的彩色光的亮度等于三種基色亮度之和， 這種混合色稱(chēng)為相加混色。 將三束等強(qiáng)度的紅、 綠、 藍(lán)圓形單色光同時(shí)投射到白色屏幕上， 會(huì)出現(xiàn)三基色的圓圖，其混合規(guī)律如圖所示。 圖 16 相加混色 紅綠 藍(lán)黃 紫青白 ? 紅色 +綠色 =黃色 ? 綠色 +藍(lán)色 =青色 ? 藍(lán)色 +紅色 =紫色 ? 紅色 +綠色 +藍(lán)色 =白色 ? 適當(dāng)改變?nèi)獾膹?qiáng)度 ， 可以得到自然界中常見(jiàn)的彩色光 。 ? 紅色 +青色 =白色 ? 綠色 +紫色 =白色 ? 藍(lán)色 +黃色 =白色 ? 當(dāng)兩種顏色混合得到白色時(shí) ， 這兩種顏色稱(chēng)為互補(bǔ)色 。 紅與青互為補(bǔ)色 ， 綠與紫互為補(bǔ)色 ， 藍(lán)與黃互為補(bǔ)色 。 ? 在彩色電視技術(shù)中 ， 常用兩種相加混色法 。 ? 空間混色法是同時(shí)將三種基色光分別投射到同一表面上彼此相距很近的三個(gè)點(diǎn)上 ， 由于人眼的分辨力有限 ， 能產(chǎn)生三種基色光混合的色彩感覺(jué) 。 空間混色法是同時(shí)制彩色電視的基礎(chǔ) 。 ? 時(shí)間混色法是將三種基色光輪流投射到同一表面上 ， 只要輪換速度足夠快 ， 加之視覺(jué)惰性 ， 就能得到相加混色的效果 。 時(shí)間混色法是順序制彩色電視的基礎(chǔ) 。 1. 配色實(shí)驗(yàn) 給定一種彩色光 ， 可通過(guò)配色實(shí)驗(yàn)來(lái)確定其所含三基色的比例 ， 配色實(shí)驗(yàn)裝置如圖 17 所示 。 實(shí)驗(yàn)裝置是由兩塊互成直角的理想白板將觀察者的視場(chǎng)一分為二 ， 在一塊白板上投射待配色 ， 另一塊白板上投射三基色 。 – 調(diào)節(jié)三基色光的強(qiáng)度 ， 直至兩塊白板上彩色光引起的視覺(jué)效果完全相同 。 記下三基色調(diào)節(jié)器上的光通量讀數(shù) ， 便可寫(xiě)出配色方程 － F＝ R(R)+G(G)+B(B) （ 13） ? 式中 ， F為任意一個(gè)彩色光 ， (R)、 (G)、 (B)為三基色單位量 ， R、 G、 B為三色分布系數(shù) 。 要配出彩色量 F， 必須將 R單位的紅基色 、 G單位的綠基色和 B單位的藍(lán)基色加以混合 。 R、 G、 B的比例關(guān)系確定了所配彩色光的色度 (含色調(diào)和飽和度 )， R、 G、 B數(shù)值確定了所配彩色光的光通量 （ 亮度 ） 。 R(R)、 G(G)、 B(B)分別代表彩色量 F中所含三基色的光通量成分 ， 又稱(chēng)為彩色分量 。 ? 配成標(biāo)準(zhǔn)白光 E白所需紅 、 綠 、 藍(lán)三基色的光通量比為1∶ ∶ , 為了簡(jiǎn)化計(jì)算 ， 規(guī)定紅基色光單位量的光通量為 1 lm， 綠基色光和藍(lán)基色光單位量的光通量分別為 lm和 lm。 圖 17 配色實(shí)驗(yàn) 光量調(diào)節(jié)三基色光源RGB待配彩色視場(chǎng) ? 2. XYZ制色度圖 ? 配色實(shí)驗(yàn)的物理意義明確 ， 但進(jìn)行定量計(jì)算卻比較復(fù)雜 ， 實(shí)際使用很不方便 ， 為此進(jìn)行了坐標(biāo)變換： ? （ X） =（ R） （ G）+（ B） ? （ Y） =（ R） +（ G）+（ B） ? （ Z） =（ R） +（ G）+（ B） (14) ? 在 XYZ計(jì)色制中 ， 任何一種彩色的配色方程式可表示為 ? F=X（ X） +Y（ Y） +Z（ Z） （ 15） ? 式中 ， X、 Y、 Z為標(biāo)準(zhǔn)三色系數(shù) ， (X)、 (Y)、 (Z)為標(biāo)準(zhǔn)三基色單位 。 在 XYZ計(jì)色制中標(biāo)準(zhǔn)三色系數(shù)均為正數(shù) ， 系數(shù) Y的數(shù)值等于合成彩色光的全部亮度 ， 系數(shù) X、 Z不包含亮度 , 合成彩色光色度仍由 X、 Y、 Z的比值決定 。 當(dāng) X=Y=Z時(shí) ， 配出等能白光 E白 。 ? 色度是由三色系數(shù) X、 Y、 Z的相對(duì)值確定的 ， 與 X、 Y、 Z的絕對(duì)值無(wú)關(guān) ， 如果僅考慮色度值時(shí) ， 可以用三色系數(shù)的相對(duì)值表示 。 m X Y ZXXxX Y Z mYYyX Y Z mZZzX Y Z m? ? ?????????????(16) ? 式中 , m為色模 ， 表示某彩色光所含標(biāo)準(zhǔn)三基色單位的總量 ， 它與光通量有關(guān) ， 對(duì)顏色不產(chǎn)生影響； x、 y、 z為相對(duì)色度系數(shù) ， 又叫色度坐標(biāo) 。 由式 (16)可知 x + y + z=1 (17) 式 (17)表明 ， 當(dāng)某一彩色量 F的相對(duì)色度系數(shù) x、 y已知時(shí) ， 則 z也為已知 ， 即 z是一個(gè)非獨(dú)立的參量 。 這樣就可將由配色實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù) ， 換算成 x、 y坐標(biāo)值 ， 并畫(huà)出其平面圖形 ， 即 x y標(biāo)準(zhǔn)色度圖 ， 如圖 18所示 。 圖 18 標(biāo)準(zhǔn)色度圖和顯象三基色 y0 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 90 . 1 0 . 3 0 . 5 0 . 7 0 . 9 x700600620590570550530520510505500490470440E白 ? 在 xy色度圖中所有光譜色都在所示的舌形曲線上 。 曲線上各點(diǎn)的單色光既可用一定的波長(zhǎng)來(lái)標(biāo)記 ， 也可用色度坐標(biāo)來(lái)表示 ， 該曲線亦稱(chēng)為光譜色曲線 。 舌形曲線下面不是閉合的 ， 用直線連接起來(lái) ， 則自然界中所有實(shí)際彩色都包含在這封閉的曲線之內(nèi) 。 ? E白 點(diǎn)的坐標(biāo)為 x=1/ y=1/3, 譜色曲線上任意一點(diǎn)與 E白 點(diǎn)的連線稱(chēng)為等色調(diào)線 。 該線上所有的點(diǎn)都對(duì)應(yīng)同一色調(diào)的彩色 ， 線上的點(diǎn)離 E白點(diǎn)越近 ， 該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彩色的飽和度就越小 。 ? 譜色曲線內(nèi)任意兩點(diǎn)表示了兩種不同的彩色 ， 這兩種彩色的全部混色都在這兩點(diǎn)的連線上 。 合成光的點(diǎn)離該兩點(diǎn)的距離與這兩種彩色在合成光中的強(qiáng)度成反比 。 ? 在譜色曲線內(nèi) ， 任取三點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的彩色作基色混合而成的所有彩色都包含在以這三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形內(nèi) 。 三角形外的彩色不能由此三基色混合得到 。 因此 ， 彩色電視選擇的三基色應(yīng)在色度圖上有盡量大的三角形面積 。 ? 顯像三基色和亮度公式 ? 1. 顯像三基色 ? 彩色電視重現(xiàn)圖像是靠彩色顯像管屏幕上三種熒光粉在電子束轟擊下發(fā)出紅 、 綠 、 藍(lán)三種基色光混合而得到的 ， 這三種基色稱(chēng)為顯像三基色 。 我們希望選出的顯像三基色在色度圖上的三角形面積盡可能大些 ， 這會(huì)使混合出來(lái)的色彩更豐富 ， 同時(shí)還要求熒光粉的發(fā)光效率盡可能高 。 ? 不同彩色電視制式所選用的顯像三基色是不同的 ， 選用標(biāo)準(zhǔn)白光也不一樣 。 NTSC制和 PAL制采用的顯像三基色和標(biāo)準(zhǔn)白光的色度坐標(biāo)如表 12所示 ， 在色度圖中的位置分別見(jiàn)圖 18中的虛線三角形和實(shí)線三角形 。 表 12 顯像三基色和標(biāo)準(zhǔn)白光的色度坐標(biāo) ? 2. 亮度公式 ? 由顯像三基色和標(biāo)準(zhǔn)白光的色度坐標(biāo)經(jīng)線性矩陣變換可導(dǎo)出 NTSC制中顯像三基色 Re Ge Be1和 X、 Y、 Z之間的關(guān)系式為 ? X=++ ? Y=++ ? Z=++ ? 式中 ， Y代表彩色的亮度 ， 由顯像三基色配出的任意彩色光的亮度為 ? Y=++ （ 19） ? 通常簡(jiǎn)化為 ? Y=++ （ 110） ? 式 （ 110） 稱(chēng)為亮度公式 。 ? 由表 12可知在 PAL制彩色電視中 ， 選用的顯像三基色和標(biāo)準(zhǔn)白光的色度坐標(biāo)與 NTSC制不一樣 ， 亮度公式中的系數(shù)有所不同 ， 但是兩者差別不大 ， 所以在PAL制中也采用式 (110)作為亮度公式 。 思考題和習(xí)題 ? 1. 填空題 ? (1) 波長(zhǎng)在 _____nm范圍內(nèi)的電磁波能夠使人眼產(chǎn)生顏色感覺(jué) ， 稱(chēng)為 _____。 ? (2) 由不同光譜混合出相同色光的現(xiàn)象叫 _____。 ? (3) 發(fā)光體的顏色由它本身所發(fā)出的 _____確定 。 ? (4) 不發(fā)光體的顏色與 _____的光譜和不發(fā)光體對(duì)照射光的 _____、 _____特性有關(guān) 。 ? (5) 光通量是按人眼的光感覺(jué)來(lái)度量的輻射功率 ， 用符號(hào) _____表示 。 其單位名稱(chēng)為 _____。 ? (6) 光照度 E， 單位為 _____， 符號(hào)為 _____。 ? (7) 人眼最敏感的光波長(zhǎng)為 _____nm， 顏色是草綠色 。 ? (8) 桿狀細(xì)胞 _____很高 ， 但對(duì)彩色不敏感 。 ? (9) 人眼的亮度感覺(jué)總是 _____于實(shí)際亮度的 ， 這一特性稱(chēng)為 _____ 。 ? (10) 視力正常的人視覺(jué)暫留時(shí)間約為 _____s。 ? (11) 不引起閃爍感覺(jué)的最低重復(fù)頻率稱(chēng)為 _____。 ? (12) 若照射物體的光強(qiáng)度不變 ， 物體的反射性能越好 ， 則物體越 _____。 ? (13) 描述一種色彩需要用 _____、 _____和 _____三個(gè)基本參量 。 ? (14) _____反映彩色光的深淺程度 。 ? (15) 飽和度與彩色光中的 _____比例有關(guān) ， _____比例越大 ， 飽和度越低 。 ? (16) 色飽和度和色調(diào)合稱(chēng)為 _____。 ? (17) 當(dāng)兩種顏色混合得到白色時(shí) ， 這兩種顏色稱(chēng)為 _____。 ? (18) 譜色曲線上任意一點(diǎn)與 E白點(diǎn)的連線稱(chēng)為 _____。 ?