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1、第一章 视觉特性与计色制电视是提供给人眼的视觉感观的，在讨论电视信号之前对光、色彩、人眼的视觉特性等进行讨论。1.1 光学基础1.1.1 可见光谱: 光是一种电磁波电磁辐射的波长范围很宽， 按波长 从长到短的顺序排列， 依次是无线电波 、 红外线、 可见光、 紫外线、 X射线 和宇宙射线等。波长在380780 nm范围内的电磁波能够使人眼产生颜色感觉， 称为可见光。单色光：单一波长的光，具有一种确定的颜色。n 波长700nm的光为红光；n 波长546nm的光为绿光；n 波长436nm的光为蓝光；复合光：两种以上波长的光混合成的混合色光 。太阳光包含全部可见光谱， 给人以白色感 觉。 41075
2、10761077107112 光源 1，物体的颜色物体分为发光体和不发光体。发光体的颜色由它本身发出的光谱（波长）所 确定， 如白炽灯发黄光和荧光灯发白光， 各 自有其特定的光谱色。 不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体对 照射光的反射、 透射特性有关。 2，光源辐射功率波 谱 或称光谱分布 相对辐射功率随 不 同波长的分布， 如 图所示太阳的辐 射 功率谱。图11 太阳的辐射功率波谱绝对黑体与色温绝对黑体全辐射体，是指不反射， 不透射，完全吸收入射辐射的物体。 光源的色温光源的可见光谱与某温度的 绝对黑体辐射的可见光谱相同时，绝对黑 体的温度称为该光源的色温，单位以绝对 温度开氏度（K）表
3、示。色温与光源的实际温度无关。3，标准光源在电视节 目 摄制时，比较 讲 究色温，它关 系 到色彩的还原 性。(1)A光源 色温为2854 K的白光， 光谱偏红， 相 当于充气钨丝灯所产生的光。 (4) D65光源 色温为6504 K的白光，相当于白天的 平均光照（荧光灯），它是PAL制彩色电视的 白光标准光源。 113 人眼的光学特性与视觉光谱光 效率 曲线人眼的构造 视神经视觉光谱光效率V（）曲线(视觉灵敏度 )人眼对光的 敏感程度即亮度 感觉，不仅与光 的辐射功率有关 ， 而且与光的波长 有关。 人眼最敏感的光波长为555 nm， 颜色是 草绿色， 人眼看起来省力， 不易疲劳。114 光
4、度学中的基本参量1.发光强度是光源在给定方向上的辐射强度。用符号Iv表示。 其单位名称为cd. 坎德拉。 2光通量光通量是按人眼光感觉来度量光的辐射功 率。用符号表示。 其单位名称为流明(lm) 。 n 40 W的钨丝灯泡输出的光通量为468 lm n 40 W的日光灯可以输出2100 lm的光通量国际际通用的光通量的单单位是流明。1瓦 辐辐射功率的555毫微米波长长的单单色光（绿绿）所 产产生的光通量为为683流明。 那么，1光瓦683流明 1流明光瓦3 . 照度Ev光照度Ev表示被照明的物体表面单 位面积上所接收光通量。 单位勒(克斯), 符号为lx。1勒(克斯)等于1流明的光通量均匀分布
5、在1 平方米面积上的光照度。n1 lm/m2=1 lx亮度是指发光面在 指定方向的发光强度与 发光面在垂直于所取方 向的平面上的投影之比 。 4. 亮度Lv AO若Iv1cd，dS=1m2， 则亮度的单位是1cd/m2（1尼特）。实验表明，人眼觉察亮度变化的能力是 有限的，而且对不同亮度L能觉察的最小亮度 变化也不同。Lm是人眼刚好能区分中央小块 和背景时二者的亮度差别，称为可见度阈值 ，或亮度辨别阈值。L1.2 人眼视觉的基本特性 121 人眼的亮度感觉特性 2人眼觉察亮度变化的能力与亮度感觉人眼的亮度感觉差别决定于相对亮度变化 ，亮度感觉S与亮度L的对数成线性关系，即亮度增加到10倍，亮度
6、感觉才增加1倍。这一规 律称为韦勃费赫涅尔定律（Weber-Fechner Law）。 最大亮度Lmax与最小亮度Lmin之比人眼的明暗感觉是相对的，并不由绝对亮度来决 定。重现的图像亮度无需与景物的实际亮度相等， 只需保持二者的对比度C不变，在屏幕前人眼就可 以获得与景物相同的主观亮度感觉。对对比度C122 人眼的分辨率人眼的分辨力 人眼对景物细节的 分 辨能力。眼睛分辨景色细节的能力有一个极限值， 我们将这种分辨细节的能力称为人眼的分 分辨力。人眼进行分辨力测试的方法 分辨力（视觉锐视觉锐 度）等于1/ 它的量纲纲是1/分。人眼在日间视觉间视觉 下， 视视敏角大约为约为 左右。1. 2.
7、3 视觉的时间响应特性1. 视觉暂留与闪烁实验证明，当一定强度的光突然作用 于 人眼时，不能在瞬间形成稳定的主观亮度感 觉，而有一个短暂的过渡过程。视觉暂留如果作用于人眼的光突然消失后，则主观 亮度感觉并不立即消失， 而是按近似指数规律下降。人眼的主观亮度感 觉总是在时间上滞后于 实际亮度的改变，这一 特性称为视觉惰性或视 觉暂留。实际亮度亮度感觉L0mLmt人眼在周期性光脉冲的刺激下，当频率 选 择不当（偏低）时，人眼会产生一明一暗的 感觉闪烁。临界闪烁频率不产生闪烁的最低重 复 频率。fc45.8Hz。13 彩色视觉与三基色原理131 彩色视觉 1）同谱异色:同一彩色刺激，或者同一光辐射，
8、 会引起不同的彩色感觉； 2）异谱同色:不同彩色刺激，或者不同光辐射， 会引起相同的彩色感觉； 电视和彩色电视中就是根据或利用了人眼的这些 视觉特性而设计的132描述彩色的三个基本参量描述彩色视觉采用三个基本参量亮度、 色调、色饱和度彩色的三种特性。亮度光作用于人眼所产生的明暗程 度的感觉（与光通量有关）。彩色光辐射的功率越大， 亮度越高。 不发光物体的亮度取决于它反射光功率的大 小。 若照射物体的光强度不变， 物体的反射 性能越好， 物体越明亮， 反之越暗。色调颜色的类别发光物体的色调由光的波长决定， 不同波 长的光呈现不同的色调；不发光物体的色调由照明光源和该物体的 吸收、 反射或透射特性
9、共同决定。 色饱和度彩色的深浅程度饱和度与彩色光中的白光比例有关， 白光 比例越大， 饱和度越低；白光比例越少， 饱 和度越高。 完全不含白光的彩色饱和度最高称为纯色 或饱和色。 谱色光就是纯色光， 其饱和度为 100%。 色饱和度和色调合称为色度， 它表示 彩色的种类和彩色的深浅程度。 人眼有三种感色细胞：红敏细胞，绿敏细胞，兰敏细胞。 某种彩色光作用于人眼时，三种感色细胞吸收 不同的光通量：R ,G ,B 人眼对该彩色光的感觉为：亮度感觉由总的光通量R G B决定 ；色度感觉由三者比例决定。1.3.3 人眼的彩色分辨力 1人眼对彩色细节的分辨力人眼对彩色细节的分辨能力较差，对黑白 细节的分
10、辨力较强。人眼对不同色调细节的分辨力也不相同。 即在同样的照度条件下，能分清绿色细节时 ，对红、兰细节就往往分不清 。n思考题：n1、视频技术有哪些主要应用方式？ n2、在红光照射下，白纸、红纸、绿纸各 呈什么颜色？带上绿色眼镜呢？n3、电视画面换幅频率过低或过高会造成 什么影响？ 134 三基色原理与相加混色1.三基色原理自然界中，绝大多数的彩色都可以由三种 基色按不同的比例相加混合得到。 三种基色彼此独立， 其中一种基色不能 用其它两种基色混合得到。2.相加混色：在彩色电视中， 选用了红、 绿、 蓝作为三 基色， 分别用R、 G、 B来表示。混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例 决定，
11、混合色的亮度等于三种基色亮度之和。 三基色原理是彩色电视技术的基础， 摄像机把图 像分解成三基色信号， 电视机又用三基色信号 还原出原图像的色彩。 三基色光相混合得到的 彩色光的亮度等于三种基色亮度之和， 这种混 合称为相加混色。红黄白绿品青蓝相加混色混色规律： 红绿黄红兰紫绿兰青红绿兰白n当两种颜色混合得到白色时， 这两 种颜色称为互补色。 红与青互为补 色， 绿与紫互为补色， 蓝与黄互为 补色。 n 红色+青色=白色 n 绿色+紫色=白色 n 蓝色+黄色=白色3. 混色方法1时间混色法：三种基色交替出现； 2空间混色法：三种基色同时出现； 3生理混色法：两只眼睛分别观看不 同色彩； 4全反
12、射法：三种基色同时投射在一 块反射面上；14 RGB计色制与色度图所谓计色制，就是如何用基色 来 描述（表示）彩色。解析表示配色方程图解表示色度图1.配色实验： 选定三种基色 ： 波长700nm红光波长546.1nm绿光波长435.8nm蓝光1.4.1 配色实验与配色方程光量调节三基色光源 RGB待配彩色视场配色实验原理图 采用实验的方法进行测定，配标准白光，三基 色光的光通量比例为2. 配色方程：1个红基色单位：1R光通量为1lm的红 光 1个绿基色单位：1G光通量为4.5907lm的绿光 1个蓝基色单位：1B 光通量为0.0601lm的蓝光对于标准白光可表示为，对于任意颜色的配色结果为： （配色方程）R、G、B为三色系数，三者之比决定F的色度（颜色）。三色单位R、G、B三色分量RR、GG、BB1. 6 彩色的分解与正确重现1. 彩色的分解与重现： 分解合成2. 亮度方程由显像三基色配出的任意彩色光的亮度 为Y=0.3R+0.59G+0.11B亮度公式可用于彩色光的亮度计算。 R、G、B为三色系数； Y为由三基色合成的彩色光的亮度。n思考题：黄色、青色和红色相加混合后是 什么颜色？n作业：P41: 1.6题,1.7题.
