光

光是一種電磁輻射?？梢姽馐菍儆谝欢úㄩL范圍內(nèi)的一種電磁波。正常范圍為380-780nm。不同波長光對人眼的刺激使人產(chǎn)生不同的顏色感受。

眼球中的視網(wǎng)膜有視覺感光細胞——錐體細胞和干體細胞。錐體細胞分為S、M、L三種類型，分別對應(yīng)短波、中波和長波的光刺激。從而使人產(chǎn)生藍色、綠色和紅色三種感受。桿體細胞主要感受光的強弱，使人在黑暗下看到物體，但無法感受到顏色。

貝楚德-樸爾克效應(yīng)（Becher-Pauli effect）

對于某些波長的光，看到的顏色與波長的關(guān)系不固定，會受到光強度的影響。其中，除了黃（572nm）、綠（503nm）、藍（478nm）三點顏色不變，其它顏色會隨著光強增加，略微向紅色或者藍色變化。

顏色分類

彩色和非彩色

非彩色是指白色、黑色和灰色，叫做黑白系列。除了黑白系列的所有顏色稱之為彩色。彩色有三要素。即明度（L）、色調(diào)(H)、飽和度(S)。

孟塞爾顏色空間

如圖5所示，明度自下而上逐漸增大，飽和度自中心向邊緣逐漸增大，色調(diào)在四周按紅橙黃綠青藍紫分布。

格拉斯曼混合定律

中間色律：任何顏色都何以合成它們之間的任一中間過渡色，過渡色取決與兩種顏色的相互比例。

補色律：對任意顏色，均存在另一種顏色與其適當(dāng)混合后產(chǎn)生白色或者灰色，定義二者互為補色。

代替律：指由于人眼識別存在惰性，不同顏色混合可以實現(xiàn)相同的視覺效果。因此不同顏色混合可以相互替代。

亮度相加定律：指混合色的總亮度等于組成混合色的各個顏色亮度的總和。

格拉斯曼顏色混合定律是色度學(xué)計算的理論依據(jù)，雖然寥寥幾句話，但卻十分重要。

CIE 1931RGB色度學(xué)系統(tǒng)

光譜三刺激值，根據(jù)格拉斯曼混合定律，為了匹配相等能量光譜色的三基色數(shù)量稱之為光譜的三刺激值。三基色選擇不唯一，只要三種顏色中，每一種顏色都無法用另兩種顏色混合而成即可選擇作為三基色。通常的三基色選擇紅（R）、綠（G）、藍（B）三種顏色。其中的匹配公式為:

CIE更根據(jù)光譜色的顏色匹配試驗結(jié)果得到CIE1931 RGB標(biāo)準色度觀察者光譜三刺激值曲線。

色度坐標(biāo)：某一個待測光可以用三刺激值表征。但為了便于計算，通常采用三刺激值占據(jù)總刺激值比例即色度坐標(biāo)來表示。圖7中可以看到500nm波長左右的光存在r為負值，表示，該波段下的顏色無法用紅綠藍三基色實現(xiàn)匹配。需要在光源色上加上紅色，才可以實現(xiàn)匹配。這導(dǎo)致在CIE 1931 RGB色度系統(tǒng)中，如圖8所示。有大部分顏色在r的負半軸。

根據(jù)格拉斯曼顏色相加定律，任意的光源三刺激值，應(yīng)該是匹配該光源各個波長光譜色的三刺激值各自之和。計算方法是將待測光的光譜功率分布按波長加權(quán)光譜三刺激值，得到每一波長下的三刺激值，再進行積分。計算R、G、B三刺激值的公式如下：

其中為常數(shù)，為光譜功率分布函數(shù)。

則該光源的色度坐標(biāo)可以按如下公式表示：

此外對于單波長的光的色度坐標(biāo)則直接根據(jù)RGB標(biāo)準觀察者光譜三刺激值，下面稱為rgb三刺激值。按照如下公式計算。

需要注意的是，理論上沒有單個波長的光，在通常的計算中，rgb三刺激值的計算色度坐標(biāo)時，取的波段為1nm、5nm或者10nm。

最后的CIE1931 RGB色度圖如圖所示：

哎，敲字太幸苦了！

使用RGB色度系統(tǒng)有很多的不方便之處，所以在色度學(xué)計算中，直接的應(yīng)用較少。更多的是使用CIE 1931XYZ色度系統(tǒng)進行計算，比如顯示面板行業(yè)中的色坐標(biāo)，亮度和相對色溫等計算都是基于XYZ色度系統(tǒng)進行計算的。但是XYZ色度系統(tǒng)是基于RGB色度系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過來的，所以RGB色度系統(tǒng)的了解還是十分必要的。

文字太長就不叫總結(jié)了，看著也讓人煩躁。下一篇我會總結(jié)一下XYZ色度系統(tǒng)，并舉一下相關(guān)的計算案例。