色度学基础

光度学和色度学简介

 §1

一、辐射通量

设光源表面S(图3-1)向所有方向辐射出各种波长的光。此光源表面一个面积元dS的辐射情况，可以用单位时间内该面积元dS辐射出来的所有波长的光能量(也就是通过该面积的辐射功率)来表示，这就是面积元dS的辐射通量。可用ε来表示，单位为瓦特。

于光源上任一面积元的辐射通量，不同波长的光在其中所占的相对数值是不同的。为了表示光源面积元所辐射的不同波长的光的相对辐射通量，我们引入分布函数e(λ)的概念。它就是在单位时间内通过光源面λ积的某一波长附近的单e???位波长间隔内的光能量。是波长`λ的函数，它又称谱辐射通量密度。

从光源面积元dS辐射出来的波长在λ到λ+d间的光辐射通量为

光度学基本概念

???e???d?0?于是，从面积元dS发出的各种波长的光的总辐射通量为

d??,??d??e???d?

90

二、视见函数

辐射通量ε代表的是光源面积元在单位时间内辐射的总能量的多少，而我们感兴趣的只是其中能够引起视觉的部分，相等的辐射通量，由于波长不同，人眼的感觉也不相同。为了研究客观的辐射通量与它们在人眼所引起的主观感觉强度之间的关系，首先必须了解眼睛对各种不同波长的视觉灵敏度。人

第二章 基本色度学及相关知识

第一节 CIE标准色度学系统 色刺激(Colour stimulus) 引起颜色知觉的光 。 表色系(Colour specification system) 由于颜色刺激而产生的颜色知觉体系 。 混色系基于心理物理色而建立起来的表色 系，如1931CIE—XYZ系统。 显色系将颜色按照感知色的特征在颜色空 间进行有序排列所构成的系统，如孟塞尔 颜色系统 。

混色系与显色系之间的关系混色系 显色系

颜色的辨别 辨别的基准辨别的依据 表色原理

心理物理色

知觉色

心理物理学概念 心理概念以色感觉建立的 以知感觉建立的 表色系 表色系 光的混合 标准物体色(如 色卡) 色光(包括物体 物体表面色 反射光)CIE光谱三刺激值 色调、明度、饱和度

表色对象表色方法

一、光源

标准照明体 “照明体”:指特定的光谱能量分布，这一光谱能量分布不一定由一个光源直接提供， 也不一定能用特定光源来实现。

“光源”:指真实存在的物理辐射体。 CIE推荐使用过的标准照明体：标准照明体 A、B、C和D 。

标准照明体A 标准照明体A是相当于黑体加温到 2855.6K时所辐射出 的光，它的色度坐 标落在了CIE 1931 色度图的普朗克

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

色度学,与影响相关

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。

色度学,与影响相关

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

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

色度学,与影响相关

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。

色度学,与影响相关

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

光度学与色度学知识点

重庆大学光度学与色度学知识点总结 Page1

1． 光强度的单位是坎德拉，光通量的单位是流明，光照度单位是勒克斯。

2． 人眼通过锥体细胞和杆体细胞来感知外界颜色和明暗。

3． 眼球光学系统的调制传递函数MTF是低通滤波器。

4． 当光源光谱能量分布与黑体不同，而又要求能较精度地修正成满足需要的输出光谱能量分布特性时，不能用现成的色温变换滤光片时，可以用多块组合滤光片实现光谱分布的变换。

5． 颜色是人眼明视觉的主观感受 Page2：

1. 硅光电二极管有无偏压状态和加反向偏压状态两种工作状态，其中无偏压状态是光电池，

反向偏压状态是光电探测器

2. 热探测器是各种探测器中唯一能得到无选择性响应的探测器。 3. 颜色混合可以是颜色光的混合，也可是染料的混合，但是两种混合方法的结果不同的，前者称为颜色相加，后者称为颜色相减

4. 由于获得三刺激值的方式不同，测色仪主要可以分为两类：分光测色仪和色度计 Page3：

1. 颜色方程中，R,G,B分别表示红绿蓝三原色的数量，称为颜色的三刺激值。

2. 积分球并非一个单独的检测设备，它常常和光源、探测器装在一起，作为理想漫射光源

和匀光器，广泛地用于光辐射测量中。

3. 对于某些自身发射辐射的辐射源，其辐亮

篇一：CIE 1931 色度图

从小到大，我们对色彩都要接触到三基色、三原色的概念，由此可以看出，色彩是一个三维函数，所以应该由三维空间表示。如图1就是传统色度学著作常用来表示颜色的纺锤体，图2是按人对颜色分辨能力构造的三维彩色立体。由于人类思维能力和表现能力的限制，三维的坐标系在实际应用中都暴露出了很大的局限性。

显示器的显示采用的是色光加色法，色光三原色是红、绿、蓝三种色光。国际标准照明委员会（CIE）1931年规定这三种色光的波长是：

红色光（R）：700nm

绿色光（G）：546.1nm

蓝色光（B）：435.8nm

自然界中各种原色都能由这三种原色光按一定比例混合而成。

在以上定义的基础上，人们定义这样的一组公式：

r=R/（R+G+B）

g=G/（R+G+B）

b=B/（R+G+B）

由于r+g+b=1, 所以只用给出 r和 g的值, 就能惟一地确定一种颜色。这样就可将光谱中的所有颜色表示在一个二维的平面内。由此便建立了1931 CIE-RGB表色系统

但是，在上面的表示方法中，r和g值会出现负数。由于实际上不存在负的光强，而且这种计算极不方便，不易理解，人们希望找出另外一组原色，用于代替CIE-RGB系统，因此，在1931年CIE组织建立了三种假想的标

JH-YZS04-2016

方法验证报告

方法名称： 水质色度的测定 稀释倍数法

编 制： 谷其双 2016 年6 月 25日

审 核： 年 月 日

批 准： 年 月 日

河南洁泓环保检测科技有限公司

JH-YZS04-2016

一、 适用范围

本法适用于污染较严重的地面水和工业废水的色度的测定。pH值对颜色有较大影响，在测定颜色时应同时测定pH值。 二、 方法原理

将样品用光学纯水稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达颜色的强度，单位为倍。

同时用目视观察样品，检验颜色性质：颜色的深浅(无色，浅色或深色)，色调(红、橙、黄、绿、蓝和紫等)，如果可能包括样品的透明度(透明、混浊或不透明)。用文字予以描述。

结果以稀释倍数值和文字描述相结合表达。 三、 方法步骤及条件 3.1试剂

光学纯水：将0.2μm滤膜(细菌学研究中所采用

西南交通大学物理实验中心

实验报告

学号：20114028 姓名：王涛 班级：物理一班 实验名称： 色度 实 验 组号：

实验时间：2013 年4 月24 日 讲 教师报告箱号： 实验目的： 1. 了解色度学的基本原理。 2. 熟悉WSD-1A型色度仪的实验装置及软件操作界面，并掌握使用方法。 3. 学会用透射或反射方法测量样品的主波长、纯度、色坐标等色度学量。 实验仪器： WSG-8型色度实验装置 光栅光谱仪结构参见仪器说明书。 实验原理： 色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科，现代色度学初步解决了对颜色作定量描述和测量的问题。 颜色可以分为黑白和彩色两个系列，黑灰白以外的所有颜色均为彩色系列。彩色可以用三个参数来表示：明度(亮度或纯度)、色调(主波长或补色主波长)和色纯度(饱和度)。明度表示颜色的明亮程度，颜色越亮明度值越大；色调反映颜色的类别，如红色、绿色、蓝色等。彩色物体的色调决定于在光照明下反射光的光谱成分。例如，某物体在日光下呈现绿色是因为它反射的光中绿色成分占优势，而其它成分被吸收

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方法验证报告

方法名称： 水质色度的测定 稀释倍数法

编 制： 谷其双 2016 年6 月 25日

审 核： 年 月 日

批 准： 年 月 日

河南洁泓环保检测科技有限公司

JH-YZS04-2016

一、 适用范围

本法适用于污染较严重的地面水和工业废水的色度的测定。pH值对颜色有较大影响，在测定颜色时应同时测定pH值。 二、 方法原理

将样品用光学纯水稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达颜色的强度，单位为倍。

同时用目视观察样品，检验颜色性质：颜色的深浅(无色，浅色或深色)，色调(红、橙、黄、绿、蓝和紫等)，如果可能包括样品的透明度(透明、混浊或不透明)。用文字予以描述。

结果以稀释倍数值和文字描述相结合表达。 三、 方法步骤及条件 3.1试剂

光学纯水：将0.2μm滤膜(细菌学研究中所采用

实验三.水中色度的测定

一.实验目的

了解水样色度的概念，掌握铂钴比色法和稀释倍数法测定水和废水颜色方法，不同方法所适用范围。 二.实验原理

天然和轻度污染水可用铂钴比色法测定色度，对工业有色废水常用稀释倍数法辅以文字描述。

1.铂钴比色法：水是无色透明的，当水中存在某些物质时，会表现出一定的颜色。溶解性的有机物，部分无机离子和有色悬浮微粒均可使水着色。pH值对色度有较大的影响，在测定色度的同时，应测量溶液的pH值。

用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色。每升水中含有1mg铂和0.5mg钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位。

如水样浑浊，则放臵澄清，亦可用离心法或用孔径为0.45μm滤膜过滤以去除悬浮物，但不能用滤纸过滤，因滤纸可吸附部分溶解于水的颜色。

2.稀释倍数法：将有色工业废水用无色水稀释到接近无色时，记录稀释倍数，以此表示该水样的色度。并辅以用文字描述颜色性质，如深蓝色、棕黄色等。 3.比色计-网上查 三、实验仪器与试剂

1.实验仪器

50mL具塞比色管，其刻线高度与材质应一致。 2.实验药剂

铂钴标准溶液：称取1.246g氯铂酸钾（K2PtC16）（相当于500mg铂）及1.000g氯化钴（CoCl2〃6H2O）（相当于250