【正文】 人眼的彩色視覺 它們各自的相對視敏函數曲線分別為下頁圖所示的 VR（ λ） 、 VG（ λ） 、 VB（ λ） ， 其峰值分別在580 nm、 540 nm、 440 nm處 。 三條曲線的總和等于相對視敏函數曲線 V（ λ） 。 當混合紅綠光同時作用于視網膜時 ， 分別使紅敏細胞 、 綠敏細胞同時受激勵 ， 只要混合光的比例適當 ， 所引起的彩色感覺 ， 可以與單色黃光引起的彩色感覺完全相同 。 電視技術利用了這一原理 ， 在圖像重現時 ， 不是重現原來景物的光譜分布 ， 而是利用三種相似于紅 、 綠 、 藍錐狀細胞特性曲線的三種光源進行配色 ， 在色感上得到了相同的效果 。 對人眼進行分辨力測試的方法如圖 14所示 ， 在眼睛的正前方放一塊白色的屏幕 ， 屏幕上面有兩個相距很近的小黑點 ， 逐漸增加畫面與眼睛之間的距離 ， 當距離增加到一定長度時 ， 人眼就分辨不出有兩個黑點存在 ， 感覺只有一個黑點 ， 這說明眼睛分辨景色細節(jié)的能力有一個極限值 ， 我們將這種分辨細節(jié)的能力稱為人眼的分辨力或視覺銳度 。 對于正常視力的人 ， 在中等亮度情況下觀看靜止圖像時 ， θ為 1～ ′。 但是亮度過大時 ， 視力不再增加 ， 甚至由于眩目現象 ， 視力反而有所降低 。 在觀看運動物體時 ， 分辨力更低 。 實驗還證明 ， 人眼對不同彩色 ， 分辨力也各不相同 。 ? 因為人眼對彩色細節(jié)的分辨力較差 ， 所以在彩色電視系統(tǒng)中傳送彩色圖像時 ， 只傳送黑白圖像細節(jié) ， 而不傳送彩色細節(jié) ， 這樣做可減少色信號的帶寬 ， 這就是大面積著色原理的依據 。 不引起閃爍感覺的最低重復頻率 ， 稱為臨界閃爍頻率 。 臨界閃爍頻率還與亮度變化幅度有關 亮度變化幅度越大 ， 臨界閃爍頻率越高 。 對于重復頻率在臨界閃爍頻率以上的光脈沖 ， 人眼不再感覺到閃爍 ， 這時主觀感覺的亮度等于光脈沖亮度的平均值 。 描述一種色彩需要用 亮度、色調和飽和度描述。 彩色光輻射的功率越大， 亮度越高， 反之亮度越低。 若照射物體的光強度不變， 物體的反射性能越好， 物體越明亮， 反之越暗。 發(fā)光物體的色調由光的波長決定 ， 不同波長的光呈現不同的色調 ， 不發(fā)光物體的色調由照明光源和該物體的吸收 、 反射或透射特性共同決定 。 同一色調的彩色光 ， 會給人以深淺不同的感覺 ， 深紅 、 粉紅是兩種不同飽和度的紅色 ， 深紅色飽和度高 ， 粉紅色飽和度低 。 高飽和度的彩色光可加白光來沖淡成低飽和度的彩色光 。 譜色光就是純色光 ， 其飽和度為100%。 白光的飽和度為 0。 色飽和度 三基色原理 自然界中絕大多數的彩色可以分解為三基色，三基色按一定比例混合， 可得到自然界中絕大多數彩色。 和藍光最敏感， 所以在紅色、 綠色和藍色光譜區(qū)中 在彩色電視中， 選用了紅、 綠、 藍作為三基色， 分別用 R、 G、 B來表示。 根據人眼的視覺特性，人眼的彩色分辨率閉單色低， 在電視機中重現圖像時并不要求完全重現原景物反射或透射光的光譜成分， 而應獲得與原景物相同的彩色感覺。 三基色原理： 三基色必須是相互獨立的產生。 自然界中的大多數顏色，都可以用三基色按一定比例混合得到；或者說中的大多數顏色都可以分解為三基色。 混合色的亮度等于構成該混合色的各個基色的亮度之和。 三基色原理： 自然界中絕大多數的彩色可以分解為三基色，三基色按一定比例混合， 可得到自然界中絕大多數彩色。 因為人眼的三種錐狀細胞對紅光、 綠光和藍光最敏感， 所以在紅色、 綠色和藍色光譜區(qū)中選擇三個基色按適當比例混色可得到較多的彩色。 國際照明委員會(CIE)選定了紅基色的波長為 700 nm， 綠基色的波長為 nm， 藍基色的波長為 nm?；焐譃?相加混色 和 相減混色 。相減混色中存在光譜成分的相減，在彩色印刷、繪畫和電影中就是利用相減混色。混合顏料時，每增加一種顏料，都要從白光中減去更多的光譜成分，因此，顏料混合過程稱為相減混色?？臻g事法是同時 制彩色電視的基礎。時間混色法是順序制彩色電視的基礎。例如，兩只眼睛分別戴上紅、綠濾波眼鏡，當兩眼 分別單獨觀看時，只能看到紅光或綠光；當兩眼同時觀看 時，正好是黃色，這就是生理混色法。 紅色 +青色 =白色 綠色 +紫色 =白色 藍色 +黃色 =白色 當兩種顏色混合得到白色時， 這兩種顏色稱為互補色。 三個頂點代表三基色。它的三個頂點分別表示 [R]、[G]、 [B]，三角形內任一點都代表自然界的一種顏色，如果設每個頂點到對邊的距離為 1，則三角形內任一點 P到三邊距離之和等于 1（這由幾何知識不難證明）。 麥克斯韋計色三角形 5. 彩色的度量與表示 視場 R B G 待配彩色 光量調節(jié) 三基色光源 觀察者 配色實驗原理圖 RGB計色制 : F=R[R]+G[G]+B[B] Y＝ 0． 06015B XYZ計色制 : F=X[X]+Y[Y]+Z[Z] ? – 彩色圖像的攝?。?將一幅彩色圖像分解為紅、綠、藍三幅基色圖像，以獲得三基色信號電壓 ER、 EG、 EB。 因此仿效人眼三種錐狀細胞 ， 可以任選三種基色 ， 三種基色必須是相互獨立的 ， 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行組合 ， 可得到自然界中絕大多數的彩色 。 三基色原理 ： 自然界中絕大多數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彩色 。 2 .三基色原理 因為人眼的三種錐狀細胞對紅光、 綠光和藍光最敏感， 所以在紅色、 綠色和藍色光譜區(qū)中選擇三個基色按適當比例混色可得到較多的彩色。 國際照明委員會 (CIE)選定了紅基色的波長為 700 nm， 綠基色的波長為 nm， 藍基色的波長為 nm。 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， 這種混合色稱為相加混色。 圖 16 相加混色 紅綠 藍黃 紫青白 ? 紅色 +綠色 =黃色 ? 綠色 +藍色 =青色 ? 藍色 +紅色 =紫色 ? 紅色 +綠色 +藍色 =白色 ? 適當改變三束光的強度 ， 可以得到自然界中常見的彩色光 。 紅與青互為補色 ， 綠與紫互為補色 ， 藍與黃互為補色 。 ? 空間混色法是同時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點上 ， 由于人眼的分辨力有限 ， 能產生三種基色光混合的色彩感覺 。 ? 時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 ， 加之視覺惰性 ， 就能得到相加混色的效果 。 1. 配色實驗 給定一種彩色光 ， 可通過配色實驗來確定其所含三基色的比例 ， 配色實驗裝置如圖 17 所示 。 – 調節(jié)三基色光的強度 ， 直至兩塊白板上彩色光引起的視覺效果完全相同 。 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單位的藍基色加以混合 。 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 ， 又稱為彩色分量 。 圖 17 配色實驗 光量調節(jié)三基色光源RGB待配彩色視場 ? 2. XYZ制色度圖 ? 配色實驗的物理意義明確 ， 但進行定量計算卻比較復雜 ， 實際使用很不方便 ， 為此進行了坐標變換： ? （ X） =（ R） （ G）+（ B） ? （ Y） =（ R） +（ G）+（ B） ? （ Z） =（ R） +（ G）+（ B） (14) ? 在 XYZ計色制中 ， 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為標準三色系數 ， (X)、 (Y)、 (Z)為標準三基色單位 。 當 X=Y=Z時 ， 配出等能白光 E白 。 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準三基色單位的總量 ， 它與光通量有關 ， 對顏色不產生影響； x、 y、 z為相對色度系數 ， 又叫色度坐標 。 這樣就可將由配色實驗得到的數據 ， 換算成 x、 y坐標值 ， 并畫出其平面圖形 ， 即 x y標準色度圖 ， 如圖 18所示 。 曲線上各點的單色光既可用一定的波長來標記 ， 也可用色度坐標來表示 ， 該曲線亦稱為光譜色曲線 。 ? E白 點的坐標為 x=1/ y=1/3, 譜色曲線上任意一點與 E白 點的連線稱為等色調線 。 ? 譜色曲線內任意兩點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的連線上 。 ? 在譜色曲線內 ， 任取三點所對應的彩色作基色混合而成的所有彩色都包含在以這三點為頂點的三角形內 。 因此 ， 彩色電視選擇的三基色應在色度圖上有盡量大的三角形面積 。 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 ， 這會使混合出來的色彩更豐富 ， 同時還要求熒光粉的發(fā)光效率盡可能高 。 NTSC制和 PAL制采用的顯像三基色和標準白光的色度坐標如表 12所示 ， 在色度圖中的位置分別見圖 18中的虛線三角形和實線三角形 。 ? 由表 12可知在 PAL制彩色電視中 ， 選用的顯像三基色和標準白光的色度坐標與 NTSC制不一樣 ， 亮度公式中的系數有所不同 ， 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 。 ? (2) 由不同光譜混合出相同色光的現象叫 _____。 ? (4) 不發(fā)光體的顏色與 _____的光譜和不發(fā)光體對照射光的 _____、 _____特性有關 。 其單位名稱為 _____。 ? (7) 人眼最敏感的光波長為 _____nm， 顏色是草綠色 。 ? (9) 人眼的亮度感覺總是 _____于實際亮度的 ， 這一特性稱為 _____ 。 ? (11) 不引起閃爍感覺的最低重復頻率稱為 _____。 ? (13) 描述一種色彩需要用 _____、 _____和 _____三個基本參量 。 ? (15) 飽和度與彩色光中的 _____比例有關 ， _____比例越大 ， 飽和度越低 。 ? (17) 當兩種顏色混合得到白色時 ， 這兩種顏色稱為 _____。 ? (19) 在 XYZ計色制中系數 _____的數值等于合成彩色光的亮度 , 合成彩色光色度由 _____的比值決定 。 ? 2. 選擇題 ? (1) 下列波長的電磁波不能夠使人眼產生顏色感覺的是 （ ） 。 ? ① 綠色 ② 紅色 ③ 白色 ④ 黑色 ? (3) 光源的色溫單位是 （ ） 。 ? ① 晴天 ② 多云 ③ 月光 ④ 星光 ? (5) 彩色三要素是 （ ） 。 ? ① 紅 、 綠 、 藍 ② 紫 、 青 、