置身于一個繽紛的光彩世界之中。只需出去走走,便可發(fā)現(xiàn)園圃里五顏六色的花朵;抬頭眺望,燦爛的朝霞應(yīng)和著碧藍的天空亦或是絢麗的晚霞將云朵染成赤紅,構(gòu)成了一幅幅夢幻般的絕美畫卷。
一、顏色
人類眼睛有對于短波段敏感(blue)、中波段敏感(green)和長波段敏感(red)的細胞,稱為視錐細胞cones -感知色彩;同時,人類還有單色的夜視光感測器---視桿細胞rods-感知明暗(其Z敏感的感知頻譜范圍約在490-495nm)。
看到顏色的三要素:光源、反射物體、眼睛。顏色是人對特定光線到達眼睛后的一種生理感覺。
由于特定的吸收和反射,球是紅色的!此外,還有不同的顏色。
同樣的顏色,個體的感知千差萬別!顏色僅靠目視有大量不確定性:
光源不同
觀察方向不同
大小背景不同
觀察者不同
二、顏色測量
里程碑事件:
CIE XYZ
color space(1931)
Standard
Illuminants A, B, C(1931).
Standard
Illuminants D series(1976)
CIELAB
and CIELUV color space(1976)
Measurement
of LEDs (1997)
顏色測量的優(yōu)勢:
光譜測量比目視檢查要復(fù)雜得多;
所獲得的數(shù)據(jù)可用于計算多項顏色參數(shù);
非接觸式:可以遠距離進行測量,防止損壞樣品并提高靈活性;
可同時測量亮度、功率輸出和顏色等參數(shù)。
1、RGB 色彩空間:RGB色彩空間是一種基于加色法的顏色模型,它使用紅、綠、藍三個基本顏色分量來表示顏色。RGB 色彩空間的表示方法有很多種,如 sRGB、Adobe RGB、ProPhoto
RGB 等,它們的區(qū)別在于顏色的精度和范圍。RGB 色彩空間適用于計算機圖形學(xué)和圖像處理中的顏色表示和處理。RGB 常用于顯示器、攝像頭等設(shè)備的顏色表示。
我們都知道紅綠藍組合可以混合所有顏色,但是紅是什么樣的紅呢?綠是什么樣的綠呢?藍是什么樣的藍呢?CIE規(guī)定:紅色是625nm的紅,綠色是545nm的綠,藍色是435nm的藍。
2、XYZ 色彩空間:XYZ 是一種基于三刺激值的顏色模型,它是由國際照明委員會(CIE)制定的。在 XYZ 顏色空間中,顏色是用 X、Y、Z 三個坐標(biāo)軸上的數(shù)值來表示的。這三個坐標(biāo)軸分別對應(yīng)著顏色的三種特性:X 代表紅色與綠色之間的差異,Y 代表黃色與藍色之間的差異,Z 代表亮度。XYZ 顏色空間可以表示人眼所能看到的所有顏色。常見的YUV、YCbCr 和 CIELAB 色彩空間都是基于 CIE XYZ 顏色模型的表示方法。
3、xyY色彩空間:xyY 是一種基于 CIE XYZ 顏色空間的色彩表示方法,其中 x 和 y 是 CIE XYZ 色彩空間中的兩個坐標(biāo)軸,而 Y 是亮度。xyY 顏色空間主要用于描述顏色的色度信息,而不包括亮度。在 xyY 顏色空間中,每個顏色都有一個唯一的坐標(biāo)點,可以通過 x 和 y 的值來區(qū)分不同的顏色。
把x,y放到直角坐標(biāo)系上,就是下面CIExy色拼圖:
那白色、灰色、黑色的點在哪里呢?我們分解一下:
4、UVW色彩空間1960:UVW 是一種基于 CIE
XYZ 顏色空間的色彩表示方法,其中 U 和 V 是 CIE XYZ 色彩空間中的兩個坐標(biāo)軸,而 W 是亮度。UVW 顏色空間主要用于描述顏色的色度信息,而不包括亮度。在 UVW 顏色空間中,每個顏色都有一個唯一的坐標(biāo)點,可以通過 U 和 V 的值來區(qū)分不同的顏色。
綠色區(qū)域敏感性較差,變化范圍很大,眼睛仍覺得是原來的顏色。
藍色區(qū)域敏感性較高,很小的坐標(biāo)變動就能引起顏色變化的感覺.
1960 CIE-UCS 中的三刺激值是U、V、W:色坐標(biāo)是u、v
與1931 CIE-XYZ顏色系統(tǒng)的x,y的轉(zhuǎn)換關(guān)系是:
5、U*V*W*色彩空間1964:U*V*W* 色彩空間是一種基于CIELUV 色彩空間的表示方法,它使用三個分量(U*、V*、W*)來表示顏色。U*V*W* 色彩空間通常用于顏色測量和顏色管理領(lǐng)域,因為它可以更好地表示顏色的明暗變化,并且具有較好的均勻性和可區(qū)分性。
1960 CIE-UCS顏色空間上面沒有明度坐標(biāo)(CIE y色度圖上面的明度坐標(biāo)是Y)使用CIE 1960顏色空間時,除了要列出u、v之外,還要單獨列出明度Y值,這樣對計算很不方便,
CIE
1964 顏色空間就綜合了亮度和明度。U*、V*代表色度指數(shù),W*代表明度指數(shù).
CIE
1964 顏色空間中的U*、V*、W*與CIE 1960顏色空間的U、V、W轉(zhuǎn)換關(guān)系如下:
綜上所述,XYZ、xyY、UVW、U*V*W* 色彩空間通常用于顏色測量和顏色管理領(lǐng)域。
三、顏色測量設(shè)備搭建
Ocean
HDX 這類通用型光譜儀是顏色測量的理想選擇,而且可以提供多種選擇——包括超級快速的 Ocean FX 和功能強大的 FD-D8R 顏色檢測系統(tǒng)——非常適合工業(yè)用途。使用適合您具體應(yīng)用的光源、采樣光學(xué)附件、反射標(biāo)準(zhǔn)板和操作軟件組合來完善您的系統(tǒng)。
輻射顏色測量(針對發(fā)光物體)
在測量 LED、數(shù)字顯示器或其他發(fā)射源的顏色輸出時,您需要像積分球這類采樣光學(xué)器件,以收集從樣品中發(fā)出的光并將其傳送到光譜儀。此外,您還需要校準(zhǔn)光譜儀,以便對于每個波長上的光譜儀響應(yīng)始終擁有準(zhǔn)確的刻度。
內(nèi)容來源:海洋光學(xué),整理
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