哈尔滨工业大学：《计算机图形学》第8章 颜色科学基础及其应用

第八章 单基 苏小红 哈尔滨工业大学计犷机学院

1 苏小红 哈尔滨工业大学计算机学院

颜色的基本知识(1/6) 什么是颜色? 色彩 是通过光被我们人眼所感知的 光 实际上是一种按波长辐射的电磁能 将不同波长的光波组合在一起,就会产生颜色

2 什么是颜色？ 色彩 ◼ 是通过光被我们人眼所感知的 光 ◼ 实际上是一种按波长辐射的电磁能 将不同波长的光波组合在一起，就会产生颜色 颜色的基本知识（1/6）

颜色的基本知识(2/6) 英国人 Newton,三棱镜实殓 证明了白光是所有可见光的组合。 棱镜 屏幕 光阑 赤 光源 紫 图8-1色散现象

3 英国人Newton，三棱镜实验 ◼ 证明了白光是所有可见光的组合。 颜色的基本知识（2/6） 光源 光阑 三棱镜 屏幕 赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫 图8-1 色散现象

颜色的基本知识(3/6) °光者 spectrum 将白光分解为单色光,并按波长顺序排列 °可见光谱 人眼能看到的光波 波长约350-750纳米的光波 可 见 射鲷x射线 紫外线光红外线 无线电波 波长 0. 00Snm 0lnm Snm 30m7m 04m 10k 色光 对应于不同波长的光波

4 光谱 ◼ spectrum ◼ 将白光分解为单色光，并按波长顺序排列 可见光谱 ◼ 人眼能看到的光波 ◼ 波长约350－750纳米的光波 色光 ◼ 对应于不同波长的光波 颜色的基本知识（3/6）

颜色的基本知识(4/6) 视觉现象 同时对比 同时性颜色对比 继时性颜色对比 对比灵敏度 视觉分辨率 视觉暂留特性 马赫带效应

5 颜色的基本知识（4/6） 视觉现象 ◼ 同时对比 同时性颜色对比 继时性颜色对比 ◼ 对比灵敏度 ◼ 视觉分辨率 ◼ 视觉暂留特性 ◼ 马赫带效应

颜色的基本知识(5/6) 颜色视觉机理 Young-Helmholtz的三原色学说 “在人眼视网膜上存在感受红、绿、蓝色的光接 器(锥状体),分别对红、绿、蓝三种光最敏感 切颜色特性都由这些锥状体的响应量的比例来表 小 Heig的对立颜色学说(四色学说) “在人眼视网膜上存在着响应红-绿、黄-蓝、白-黑 的三种光接受器,所有的颜色特性都由这些光接受 器的响应量的比例来表示

6 颜色视觉机理 ◼ Young -Helmholtz的三原色学说 “在人眼视网膜上存在感受红、绿、蓝色的光接受 器（锥状体），分别对红、绿、蓝三种光最敏感， 一切颜色特性都由这些锥状体的响应量的比例来表 示” ◼ Hering的对立颜色学说（四色学说） “在人眼视网膜上存在着响应红-绿、黄-蓝、白-黑 的三种光接受器，所有的颜色特性都由这些光接受 器的响应量的比例来表示” 颜色的基本知识（5/6）

颜色的基本知识(6/6) 特点 基于经验事实提出 都有心理实验和显微光谱-电生理学测定结果作依据 Young-Helmh0t的三原色学说 缺点是不能满意地解释色盲现象 Hering的立颜色学说(四色学说) ■缺点是不能满意地解释红、绿、蓝三原色能够产生 所有光谱色彩的现象

7 特点 ◼ 基于经验事实提出 ◼ 都有心理实验和显微光谱-电生理学测定结果作依据 Young -Helmholtz的三原色学说 ◼ 缺点是不能满意地解释色盲现象 Hering的对立颜色学说（四色学说） ◼ 缺点是不能满意地解释红、绿、蓝三原色能够产生 所有光谱色彩的现象 颜色的基本知识（6/6）

常用的颜色空间(1/14) 与图形处理相关的颜色空间 RGB颜色空间 CMY颜色空间 与设备无关的颜色空间 CIE XYZ颜色空间 CIE Lab颜色空间 TU-RBT709RGB颜色空间 电视系统颜色空间 European YUV颜色空间 American YIQ颜色空间

8 常用的颜色空间 （1/14） 与图形处理相关的颜色空间 ◼ RGB颜色空间 ◼ CMY颜色空间 与设备无关的颜色空间 ◼ CIE XYZ颜色空间 ◼ CIE Lab颜色空间 ◼ ITU-R BT.709 RGB颜色空间 电视系统颜色空间 ◼ European YUV颜色空间 ◼ American YIQ颜色空间

常用的颜色空间(2/14) RGB模型 R+g+B=w Red(红) G+B=c Green(绿) B+r=M Blue() G+R=y 加色模型 应用 彩色CRT

9 常用的颜色空间 （2/14） RGB模型 ◼ Red（红） ◼ Green（绿） ◼ Blue(兰) ◼ 加色模型 应用 ◼ 彩色CRT G R Y B R M G B C R G B W + = + = + = + + =

常用的颜色空间(3/14) cMY模型 C+m+=K Cyan(青) M+y=R Magenta(品红) Y+C=G Ye!W(黄) C+m=B 减色模型 应用 硬拷贝设备

10 常用的颜色空间 （3/14） CMY模型 ◼ Cyan（青） ◼ Magenta（品红） ◼ Yellow（黄） ◼ 减色模型 应用 ◼ 硬拷贝设备 C M B Y C G M Y R C M Y K + = + = + = + + =