色度学基本知识剖析.ppt

彩色电视是根据人眼的视觉生理特性，利用电信号的方式，来实现彩色景象的分解、变换、传送和再现的过程。
彩色电视的基本理论是建立在色度学与视觉生理学基础上的。1.3彩色的基本概念图1―22电磁波波谱及可见光光谱从电视角度看,可见光有如下特性:
(1)可见光的波长范围有限,它只占整个电磁波波谱中极小的一部分。
(2)不同波长的光呈现出的颜色各不相同,随着波长由长到短,呈现的颜色依次为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,见图。
(3)只含有单一波长的光称为单色光;包含有两种或两种以上波长的光称为复合光,复合光作用于人眼,呈现混合色。(4)太阳发出的白光中包含了所有的可见光,若把太阳辐射的一束光投射到棱镜上,太阳光会经过棱镜分解成一组按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的连续光谱。图1―23太阳光的棱镜分解2.物体的颜色3.色温和标准光源
(1)色温的概念
色温是以绝对黑体的加热温度来定义的。
绝对黑体：既不反射也不透射完全吸收入射光的物体，但是当它加温时，将以电磁波的方式向外辐射能量，其辐射波谱仅由温度决定。随着温度增加，辐射能量将增大，其功率谱向短波方向移动，
当绝对黑体在某一特定的温度下，所辐射的光谱与某光源的光谱具有相同特性时，则绝对黑体的这一特定温度就定义为该光源的色温，以K表示。
(1)色温的概念
色温是以绝对黑体的加热温度来定义的。
各标准白光源的特点如下:
A光源:相当于2800K钨丝灯所发的光。是一种能实现的基准光源
B光源:相当于中午直射的太阳光，色温4800K。
C光源:相当于白天的自然光，色温6800K。
D光源:相当于白天平均照明光，色温6500K，用它作为照明，被照物体所呈现的颜色更接近于日光下的真实颜色，它可以由彩色显像管的三种荧光粉发出的光适当混配而成。是PAL制的标准白光源
E光源:是一种理想的等能量的白光源，色温5500K。
E白是等能白光源，即当可见光谱范围内所有波长的光具有相等辐射功率时形成的一种白光，在自然界中不存在，是用于彩色电视计算的一种假想光源，简化色度学中的计算。图1―24标准白光源的光谱1.3.2视觉特性
1.相对视敏曲线
在可见光范围内，
同一波长的光，强度不同，人眼的亮度感觉不同，
相同强度，不同波长的光，人眼的亮度感觉不同
图1―25相对视敏曲线结论:
(1)人眼可以感觉到的亮度范围虽然相当宽,但当眼睛适应于某一平均亮度后,能分辨的亮度范围就比以主观感觉“亮”与“暗”为界的范围缩小了。
(2)在不同的环境亮度下,同样的亮度,给人的主观亮度感觉却完全不同。
(3)当人眼适应于不同的平均亮度后,可分辨的亮度范围也不相同。
由此，电视重现景象的亮度无需等于实际景象的亮度，人眼不能觉察出的亮度差别，在重现景物时可不予精确复制，只保持重现图像的对比度，就会有十分逼真的感觉。
3.人的彩色感觉
锥状细胞又分为三类,分别称为红敏、绿敏和蓝敏。如果某束光线只能引起某一种光敏细胞兴奋,而另外两种光敏细胞仅受到很微弱刺激,我们感觉到的便是某一种色光。
总体上，人眼大体能分辨出200多种不同的色调。通过实验，统计上人眼一般能分辨出15～20级的饱和度变化
4人眼彩色细节的分辨力人眼对彩色细节的分辨力比对黑白细节的分辨力低的多。统计结果表明，人眼的彩色分辨角比黑白分辨角大3～5倍。因此，在彩色电视系统传输彩色电视信号时，须用较宽的信号带宽（0～6）MHz传送亮度信息，而可用窄带宽（0～1.3）MHz或（0～1.5）MHz传送色度信息。5人眼对彩色感觉具有空间和时间混色特性人眼彩色感觉具有空间混色特性，是指当人眼对彼此间隔很近的不同色光的小单元组，在适当距离外观看时，不能区分出各个光点的彩色，感觉到的是它们的混合色。彩色显像管的荧光屏即是基于人眼的空间混色特性而制成的。人眼彩色感觉具有时间混色特性，是指当在同一个位置轮流投射两种或两种以上的彩色光，其轮换速度足够高，人眼感觉到的是它们混合后的彩色感觉。1.3.3彩色三要素和三基色原理
1.彩色三要素
对于彩色光通常可由亮度、色调和色饱和度三个物理量来描述,这三个量常被称为彩色三要素。
亮度：表征彩色光对人眼刺激程度的强弱，单位是nit。它与色光的能量及波长的长短有关。彩色三要素三基色原理三基色原理是对颜色进行分解与合成的重要原理，电视系统只需要将要传送的颜色分解为三基色，然后再分别以对应的一种电信号进行传送就可以了。
三基色的选择不是唯一的
选择三种基色光的基本条件：一是它们之间必须是线性无关；二是由它们合成的彩色色域应尽量宽。根据大量的实验认为，用红、绿、蓝三色光作为相加混色的三基色光最为适当。彩色电视即是选用该三基色利用相加混色法显现各种颜色的。3.混色方法图1―26相加混色圆图彩色电视系统中使用是相加混色的方法。
实现相加混色还有如下几种方法:
(1)空间