色度学基础
目录
一、色度学概述
二、主要内容
(一)三色学说
(二)颜色的量化
(三)描述颜色的参量
(四)案例分享
一、色度学概述
色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学,涉及多个学科领域,在彩色印刷、摄影、电视、照明工程、计算机图形学等领域广泛应用。
二、主要内容
(一)三色学说
起源与发展
1802 年,英国的托马斯・扬提出人眼视网膜上有三种基本视觉神经纤维,即感红神经纤维、感绿神经纤维、感蓝神经纤维。
后来德国的赫尔曼・赫姆霍尔兹(眼科从业者应该熟悉他)对该学说进行补充。他认为视网膜上存在三类不同细胞,受光刺激产生兴奋,将兴奋值转换为各自视神经固有能量传至大脑,分别形成红、绿、蓝感觉,最终融合成色觉。此学说能很好地解释颜色混合现象,是现代色度学的基础,广泛应用于现代彩色技术领域。
三色学说的最大优点的可以很好地解释说明各种颜色混合现象——在颜色混合中,混合色是三种感色细胞按特定比例兴奋的结果,因此颜色刺激不要求是连续光谱。三色学说可以通过将红、绿、蓝三束单色光混合的实验加以验证。改变红、绿、蓝光比例,将混合出包括白光在内的各种不同色光。三色理论是现代色度学的基础,颜色的定量描述与测量都是以三色理论为指导的。现代的彩色印刷、彩色摄影以及彩色电视技术都是建立在三色学说基础上的。
(二)颜色的量化
颜色匹配实验
20 世纪 20 年代,帝国理工学院的 W.David Wright 和伦敦国家物理实验室的 John Guild 发起一系列颜色匹配实验。实验中,观察者可改变红(625nm)、绿(545nm)、蓝(435nm)三基色强度,直至通过 2° 观察窗口观测到左右两侧颜色无色差,此时记录三基色强度,最终得出每个波长下的三基色强度匹配函数组。该实验基于颜色可加减运算,部分颜色匹配需将原色照射到左侧,在运算上体现为负值。