3_色度学基础知识及数码影像概述Ver3.0

色度学,与影响相关

数码影像的色彩表示—色彩模型和色域

色度学,与影响相关

内容提要 光和颜色 光和色的本质

– 可见光谱、色温、主波长、色纯度、光强度 颜色和颜色模型概述 与设备无关和与设备相关的颜色模型 三基色理论和基于该理论的颜色模型 CIE色度图 三种最常用的色彩模型 – RGB色彩模型、 CMYK色彩模型、 Lab色彩模型 色域和溢色 灰度系数

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光和颜色 白光是一种复色光，由各种色光混合而成

发光体、透明物体和不透明物体的颜色 – 发光体发出的色光的颜色就是我们感受到的颜色。 – 透明物体吸收或反射掉白光当中的一部分色光，剩 余的色光从中穿透出来，便是我们感受到的颜色。 – 不透明物体吸收掉白色光当中的一部分色光，剩余 的色光从中反射出来，便是我们感受到的颜色。

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光和色的本质 可见光谱 – 光是原子中运动的电子所辐射出来的电磁波 – 我们只能看到电磁波谱中的一小部分。这一 小部分通常称为可见光谱。 可见光谱中，波长越长的色光，颜色越偏红；波 长越短的色光，眼色越偏蓝 连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱 叫做连续光谱 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱

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光和色的本质 色温 – 色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区 和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就 称此光源的色温。 低色温光源的能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称 为“暖光” 高色温光源的能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为 “冷光”

三个色度学名词– 主波长 我们所看到的色光的波长，对应于感知意义上的“色调” – 色纯度 即色彩的饱和度，是纯色光与白色光的比例，纯色光色纯度 为100% – 光强度 一束光量的多少，对应于明度或者辉度

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颜色和颜色模型 颜色模型用数学的方式描述我们看到和处理的

颜色。– 不同的 颜色模型分别表示用于描述颜色和对颜色进 行分类的不同方法。 – 所有颜色模型使用数值表示可见色谱。 – 颜色模型确定各值之间的关系，色彩空间将这些值 的绝对含义定义为颜色。 例如：Apple RGB 和 sRGB就是基于同一个颜色模型的不 同色彩空间

– 色彩空间包含的颜色范围称为色域。

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颜色和颜色模型 与设备无关和与设备相关的颜色模型 – 某些颜色模型有固定的色彩空间(如 Lab 和 XYZ),因为它们与人感知颜色的方式直接 相关。这些模型被视为与设备无关。 – 其他一些颜色模型(RGB、HSL、HSB、 CMYK,等等)可能具有许多不同的色彩空 间。由于这些模型因每个相关的色彩空间或 设备而异，因此它们被视为与

设备相关。

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三基色理论和基于该理论的颜色模型 三色激励理论– 视网膜中有三种颜色感受体，分别对红绿蓝三种颜色最 敏感。实际上，这三种敏感颜色的峰值波长分别为： 440nm(蓝)、545nm(黄绿)、580nm(橙黄)

CIE的XYZ色彩空间：– 1931年，国际照明委员会(CIE)定义了三个标准基色XYZ, 用来在颜色匹配过程中取代红绿蓝。这三种基色是假想 颜色，并同时给出了颜色匹配图。这样所有颜色的定义 都有了国际标准，并且我们有了XYZ颜色模型。

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CIE色度图

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RGB色彩模型– 因为电视机或者计算机监视器的输入需要RGB 三个色彩分量，通过三个色彩分量的不同比例 可在屏幕上合成所需要的任意颜色。 – HSL (HSB)模型直接用色度饱和度和亮度来描 述色彩。HSB和RGB模型相比，它实际上是同 一物理量的不同表示方法。

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CMYK色彩模型– 理论上，纯青色 (C)、洋红 (M) 和黄色 (Y) 色素在 混合后可以吸收所有光线而产生黑色。 – 由于所有的打印油墨都存在一些杂质，因此，在四 色打印中除了使用纯青色、洋红和黄色外，还会使 用黑色 (K)。

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L*a*b*色彩模型– CIE L*a*b* 颜色模型 (Lab) 基于 人对颜色的感觉。 – Lab 从亮度或其明度成分 (L) 及 以下两个色度成分的角度描述颜 色：a 成分(绿色和红色)和 b 成分(蓝色和黄色)。 – Lab 中的数值描述正常视力的人 能够看到的所有颜色。因为 Lab 描述颜色的显示方式，而不是设 备(如显示器、桌面打印机或数 码相机)生成颜色所需的特定色 料的数量，所以 Lab 被视为与设 备无关的颜色模型。 – 色彩管理系统使用 Lab 作为色标， 将颜色从一个色彩空间转换到另 一个色彩空间

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色域和溢色– 色彩空间包含的颜色范围称为色域。 各种不同设备在不同的色彩空间内运行，其色域各不 相同。

– 无法在设备上生成的颜色被视为超出该设备的 色彩空间。换句话说，该颜色超出该设备的色 域而发生了溢色。

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灰度系数– 又称伽马系数、Gamma、γ – 在电视和图形监视器中，显像管发生的电子 束及其生成的图像亮度并不是随显像管的输 入电压线性变化，而是按照指数曲线变化的， 所以，要重现摄像机拍摄的画面，电视和监 视器必须进行伽玛补偿。 – 伽玛校正对彩色还原有着举足轻重的作用。 – 较高的灰度系数值产生总体较暗的图像。 – Windows 系统(通常为 2.2)比 Mac OS 系统 (通常为 1.8)使用的灰度系数值高，因此， 同一图像在 Windows 系统上比在 Mac OS 系 统上要暗一些。

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