色度学实验及应用
作者:李立仙 指导老师:颉录有, 王翠花
届别:2005届 专业:物理学 班级:(4)班 学号:6号
摘要
本文在深入研究实验原理的基础上,完成了包括颜色相加减,任意复色光与汞灯的色坐标,色调,色饱和度的测量及三原色滤色片的透过滤测定等各项实验内容.其中,复色光的计算分别用了精确算法与粗略算法,最后对实验结果进行了客观的分析,并对色度学的应用进行了相应的介绍.
关键词:色度学,色坐标,色饱和度,三刺激值
Abstract
Based on the principle of chromaticity,we have measured the coordinate,tone and saturated degree of Hg lamp and multiple colors.Both precision arithmetic and coarse arithmetic were used in the process of calculating multiple colors'factors.An introduction about the application of chromaticity was given at the end of the thesis.
Keyword:Chromaticity,color coordinate,color saturated degree,tristimuluse values
1.引言
色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科,是颜色科学领域里的一个重要部分.颜色感觉与听觉,嗅觉,味觉等都是外界刺激使人感觉器官产生的感觉.光经过物体反射或透射后刺激人眼,人眼产生了此物体的光亮度和颜色的感觉信息,并将此信息传至大脑中枢,在大脑中将感觉信息进行处理,于是形成了色知觉.人们就可辨认出此物体的明亮程度,颜色类别,颜色纯洁的程度(明度,色调,饱和度).外界光刺激——色感觉——色知觉是个复杂的过程,它涉及光学,光化学,视觉生理,视觉心理等各方面间题,要想度量色知觉量是很复杂的.心理物理学就是研究知觉量与外界刺激量之间关系而发展起来的一门学科.色度学要解决颜色的度量问题首先必须找到外界光刺激与色知觉量之间的对应关系,以便能用对光物理量的测最间接地测得色知觉量,因此应用了心理物理学的方法,通过大量的科学实验,建立了现代色度学.它是一门以光学,视觉生理,视觉心理,心理物理等学科为签础的综合性科学,也是一门以大量实验为基础的实验性科学.现代色度学初步解决了对颜色作定量描述和测量的问题.
描述颜色最简单的方法是用颜色名词.给每种颜色一个固定的名称,并冠以适合的形容词,将这些名词汇编成颜色名词词典,为人们互相交流色知觉信息提供了一种简单,古老的方式,但它不能定量地表示色知觉量.人们还用制作标准色卡的方式来描述颜色,色卡可以有不同分类及排队方式,因而形成了不同的表色系统.例如孟塞尔表色系统[1],它是按照色知觉的明度,色调及饱和度这三个特征量的大小排队,井按各特征量的差值相同的原则来制作色卡,给每个色卡一定的标号,以此种色卡作为目视测量颜色的标准.用这种系统来测量颜色,在一定条件下反映了人的色知觉量.用心理物理学方法经过大量实验,研究了人眼的视觉规律而建立起来的国际照明协会的CIE色度系统[1],可以用数字量来表示颜色,井可用物理仪器代表人眼来测量颜色.这部分内容是色度学中最基本的内容.用CIE色度系统度量的颜色是心理物理最,尚不能完全反映人们的色知觉.
色度学这门科学最早开创于牛顿,他引入了颜色环的概念从而开创了建立颜色图的思想,他还提出了颜色混合中用重心原理来确定混合色结果的方法.19世纪,科学家格拉斯曼(Grassmann),麦克斯韦(Maxwell),赫姆霍尔兹(Helmholtz)等对色度学的进一步发展作出了巨大的贡献.奠定现代色度学基础的科学家有吉尔德(GuiId),贾德(Judd ),麦克亚当(Macadam),司梯鲁斯(Stiles),莱特(Wright)和维泽斯基(Wyszecki).从1931年CIE色度学系统建立至今的50多年,色度学已取得了巨大的成绩.在工农业生产,科学技术和文化事业等部门色度学得到广泛利用,它的理论指导着彩色电视,彩色摄影和彩色印刷,染料,纺织,造纸,交通信号,照明技术等部门的工作,各色各样的侧色仪器都在产品检验和生产质量控制中获得了广泛应用.
但是现代色度学测量颜色的结果,是在一定简化的条件下进行的,有它的局限性,还不能完全代表人们的色知觉.色度学的最终目标是要解决在复杂环境中物体颜色外貌的度量问题,目前距离此目标尚很遥远,有待色度工作者不懈的努力.

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