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1、彩色电视机原理第一章第一页，讲稿共三十一页哦第一章第一章 彩色电视色度学基础彩色电视色度学基础 1.1 光的性质光的性质 1.1.1 看见光谱看见光谱 光学和电磁场理论指出：光是属于一光学和电磁场理论指出：光是属于一定波长范围内的一种电磁辐射定波长范围内的一种电磁辐射,可用频率可用频率或波长表示或波长表示.电磁波包括无线电波、红外线、可见光电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、紫外线、X X射线和宇宙射线等。射线和宇宙射线等。第二页，讲稿共三十一页哦图1.1 电磁波辐射波谱第三页，讲稿共三十一页哦第四页，讲稿共三十一页哦可见光频率范围：可见光频率范围：（3.857.89）1014HZ 波
2、长范围波长范围 380780 nm不同波长的光作用于人眼后引起的颜色感觉不同波长的光作用于人眼后引起的颜色感觉不同，按波长从长到短的顺序依次为红、橙不同，按波长从长到短的顺序依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。、黄、绿、青、蓝、紫。单一波长的光叫单色光，太阳光是包含全色单一波长的光叫单色光，太阳光是包含全色谱的复合光。谱的复合光。第五页，讲稿共三十一页哦第六页，讲稿共三十一页哦1.1.2 标准光源标准光源物体呈现的颜色与照射的光源光谱成分不同而存在光色差异，即不同光源的照射，呈现不同的颜色。通常用“色温”来表征各种光源的具体颜色。绝对黑体：指既不反射也不透射而完全吸收入射光的物体。第七页，讲稿共
3、三十一页哦色温色温:当某一光源的相对辐射功率波谱及当某一光源的相对辐射功率波谱及相应颜色与绝对黑体在某一特定热相应颜色与绝对黑体在某一特定热力温度（单位为力温度（单位为K）下的辐射功率）下的辐射功率波谱及颜色相一致时，则绝对黑体波谱及颜色相一致时，则绝对黑体的这一特定热力学温度就是该光源的这一特定热力学温度就是该光源的色温。单位以绝对温度开氏度（的色温。单位以绝对温度开氏度（K）表示）表示.第八页，讲稿共三十一页哦光源的色温并非光源本身的实际温度，而是与光源的相对辐射功率波谱、光色相同的绝对黑体温度，是用来表征光源相对辐射功率波谱与光色的参量。例如，白炽灯光源本身温度为2800K时，其色温是2
4、854K。第九页，讲稿共三十一页哦A、B、C、D65和E白光源的功率波谱E白光第十页，讲稿共三十一页哦1.2 视觉特性1.2.1人眼的亮度视觉人眼对不同颜色光的亮度感觉不一样第十一页，讲稿共三十一页哦1.2.2人眼的色度视觉第十二页，讲稿共三十一页哦1.2.3 人眼的分辨力第十三页，讲稿共三十一页哦第十四页，讲稿共三十一页哦1.2.4 视觉惰性视觉惰性是指人眼亮度感觉视觉惰性是指人眼亮度感觉滞后于实际光信号滞后于实际光信号不引起闪烁感觉的最低重复频率称临界闪烁频率人眼临界闪烁频率:46HZ第十五页，讲稿共三十一页哦人眼受周期性光脉冲照射人眼受周期性光脉冲照射，当重复频率不够高时，当重复频率不够
5、高时，会产生一明一暗的闪烁感会产生一明一暗的闪烁感觉。觉。不引起闪烁感觉的最低重复不引起闪烁感觉的最低重复频率称临界闪烁频率频率称临界闪烁频率人眼临界闪烁频率:46HZ第十六页，讲稿共三十一页哦1.3.1彩色三要素亮度、色调和饱和度称为彩色三要素，由这三个参量亮度、色调和饱和度称为彩色三要素，由这三个参量可以确切地表示任何一种彩色光。可以确切地表示任何一种彩色光。亮度：亮度：指彩色光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。与光的强度、物体的反射有关。色调：色调：彩色的种类，如红、橙、黄、青、蓝、紫等不同颜色。色饱和度色饱和度：指彩色的纯度，即掺入白光的程度，或指颜色的深浅程度。通常把色调与色饱和度通
6、称为色度。第十七页，讲稿共三十一页哦1.3.2 三基色原理第十八页，讲稿共三十一页哦常见相加混色方法第十九页，讲稿共三十一页哦第二十页，讲稿共三十一页哦1.3.3颜色的度量与表示配色实验第二十一页，讲稿共三十一页哦国际规定：波长为国际规定：波长为700nm700nm的红光作为红基色，波长为的红光作为红基色，波长为546.1nm546.1nm的绿光的绿光为绿基色，波长为为绿基色，波长为435.8nm435.8nm的蓝光为蓝基色。的蓝光为蓝基色。配出标准配出标准E E白光所需白光所需R R、G G、B B三基色光通量之比为三基色光通量之比为 1 1：4.59074.5907：0.06010.060
7、1，因此规定：光通量为因此规定：光通量为1 lm1 lm的红基色光作为一个红基色单位，并的红基色光作为一个红基色单位，并用用RR表示；光通量为表示；光通量为4.5907lm4.5907lm的绿基色作为一个绿基色单位，并且的绿基色作为一个绿基色单位，并且GG表示；光通量为表示；光通量为0.0601 lm0.0601 lm的蓝基色光作为蓝基色单位，并用的蓝基色光作为蓝基色单位，并用BB表表示。示。以以RR、GG、BB为单位量进行彩色度量的系统称为为单位量进行彩色度量的系统称为RGBRGB计色制。这三计色制。这三个用实验得到的实际彩色称为物理三基色。于是个用实验得到的实际彩色称为物理三基色。于是E
8、E白光的配色方程可写白光的配色方程可写为为E E白光白光=1R+1G+1B=1R+1G+1B 第二十二页，讲稿共三十一页哦任意一种彩色光的配色方程可用下式表示任意一种彩色光的配色方程可用下式表示 F=RR+GG+BBF=RR+GG+BB 其中，其中，R R、G G、B B表示三基色的三色系数，它们表示三基色的三色系数，它们的比值决定了待配彩色的色调。三基色各分的比值决定了待配彩色的色调。三基色各分量的光通量之代数和等于该彩色光的光通量量的光通量之代数和等于该彩色光的光通量。第二十三页，讲稿共三十一页哦色度图第二十四页，讲稿共三十一页哦 色度是由三色系数色度是由三色系数X X、Y Y、Z Z的相
9、对值确定，与的相对值确定，与X X、Y Y、Z Z的绝对值无关。如不计亮度大小，仅考虑色度值时，可用的绝对值无关。如不计亮度大小，仅考虑色度值时，可用三色系数的相对值表示。三色系数的相对值表示。设彩色光含三基色总单位量设彩色光含三基色总单位量m=X+Y+Zm=X+Y+Z，则标准三基色的相对，则标准三基色的相对色系数分别为色系数分别为 x=x/mx=x/m ，y=y/my=y/m ，z=z/mz=z/m 显然三基色相对系数之和为显然三基色相对系数之和为1 1，即，即 x+y+z=1x+y+z=1 这样，只要知道两个色度坐标，就可以确定彩这样，只要知道两个色度坐标，就可以确定彩色光的色度，所以表示
10、各种彩色光的色度图采用色光的色度，所以表示各种彩色光的色度图采用x x、y y平平面坐标描述，而不必用三维坐标。面坐标描述，而不必用三维坐标。第二十五页，讲稿共三十一页哦 假想的过饱和三基色三基色X、Y、Z位于直角三角形的顶点所有谱色（单色）都位于舌形曲线上，是从波长为400nm的蓝色到波长为700nm的红色的谱色轨迹。舌形曲线底部两端点的连线，表示蓝色和红色相混而获得紫色和紫红色的分布，它不属于谱色。自然界中各种实际彩色都位于舌形曲线内连接R、G、B三点的虚线三角形，表示由物理三基色相加混色所能配出的彩色范围。E点坐标是x=y=z=1/3时的等能量白光第二十六页，讲稿共三十一页哦第二十七页，
11、讲稿共三十一页哦1.3.4显像三基色与亮度方程 一、显像三基色的选择一、显像三基色的选择 重现景物的色彩，通常是依靠彩色显像管屏幕上的红重现景物的色彩，通常是依靠彩色显像管屏幕上的红、绿、蓝三种荧光粉在电子束轰击下发出各处的基色光、绿、蓝三种荧光粉在电子束轰击下发出各处的基色光，并混合成彩色图像的。我们把这三种基色称为显像三，并混合成彩色图像的。我们把这三种基色称为显像三基色基色 选择原则：选择原则：选定的显像三基色在色度图上构成的三角形面积尽可能选定的显像三基色在色度图上构成的三角形面积尽可能大些大些 荧光粉发光效率尽可能高荧光粉发光效率尽可能高 第二十八页，讲稿共三十一页哦彩色电视显像三基
12、色荧光粉第二十九页，讲稿共三十一页哦第三十页，讲稿共三十一页哦采用不同的基色荧光粉和不同白光源，将有不同的亮度方采用不同的基色荧光粉和不同白光源，将有不同的亮度方程。但因为程。但因为NTSCNTSC制使用较早，所以制使用较早，所以PALPAL制沿用了制沿用了NTSCNTSC制的制的亮度方程。亮度方程。NTSCNTSC制亮度方程为制亮度方程为 Y=0.299Re+0.587Ge+0.114BeY=0.299Re+0.587Ge+0.114Be PALPAL制亮度方程为制亮度方程为 Y=0.22Re+0.707Ge+0.071BeY=0.22Re+0.707Ge+0.071Be 亮度方程通常近似写成亮度方程通常近似写成 Y=0.3Re+0.59Ge+0.11BeY=0.3Re+0.59Ge+0.11Be 第三十一页，讲稿共三十一页哦