《视觉特性》PPT课件.ppt
《《视觉特性》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《视觉特性》PPT课件.ppt(90页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第一章 视觉特性与三基色原理,教学目的,1、了解光的特性,掌握人眼的视觉特性。2、理解三基色原理、熟练掌握各种计色制的特点及其描述彩色的方法。3、掌握与彩电相关的显像三基色及彩电重现彩色的原理。,第一章 视觉特性与三基色原理,教学内容,1、光的特性2、人眼的视觉特性。3、三基色原理、色度图,RGB计色制、XYZ计色制4、彩电的显像三基色、显像三基色的色系数方程与亮度方程。5、彩电彩色的重现。,第一章 视觉特性与三基色原理,教学重点难点,1、光的度量,描述彩色的量2、眼睛的视觉范围、分辨力、视觉惰性。3、三基色原理、RGB计色制、XYZ计色制基本原理4、显像三基色、彩色重现的过程。,第一章 视觉
2、特性与三基色原理,1.1 光的特性,电视系统,它的一端是摄像机拍摄景物,另一端是电视接收机产生活动图像,是我们产生视觉。在它的两端都是跟光有关,摄像机拍摄景物是景物反射光线,人看电视,是电视屏幕发光,还原景物,引起人的视觉。因此,要研究电视系统,研究电视传播活动图像的原理,我们有必要先了解光的特性。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 电磁辐射与可见光谱,光的粒子学说 光的波动学说 光是一种电磁波,在整个电磁波的波谱内,可见光的范围是:,光,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 电磁辐射与可见光谱,光的粒子学说 光的波动学说 光是一种电磁波,在整个电磁波的波谱内,可见光的范围是:,光
3、,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 光源,彩色感觉:一定可见光谱成分作用于人眼引起的视觉效果。景物的彩色:光源发出的光谱成分被景物反射(透射)或吸收了某些成分,再作用于人眼,而形成了景物的彩色感觉。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 光源,人眼感觉到的物体的颜色一方面与物体反射(透射)和吸收的特性有关,另一方面与光源所含的光谱成分有关。,色温,当绝对黑体被加热时,将以电磁波形式向外辐射能量,其辐射波谱仅由温度决定。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 光源,色温,当绝对黑体被加热时,将以电磁波形式向外辐射能量,其辐射波谱仅由温度决定。是表征光谱特性的参量,第一章 视觉特性
4、与三基色原理,1.1 1 光源,标准光源,A光源:波谱能量主要集中在红外线区域,相当于钨丝在2800K时发出的光,色温2854K。如白炽灯,B光源:接近正午直射的阳光。色温4800K。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 光源,标准光源,C光源:相当于白天的自然光,色温6770K,含蓝色成分较多,波谱能量集中在400500nm,D65光源:相当与白天平均光照。色温6500K,比B光源、C光源更接近太阳光,常用作照明光源。彩电也是以D65光源作为标准白光。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.1 1 光源,标准光源,E光源:假想的等能白光,可见光谱内所有波长的光都具有等辐射功率时形成的白光,
5、色温接近5500K,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 人眼的视觉特性,眼睛的构造,瞳孔:由虹膜的环状肌肉来调节瞳孔的大小。控制进入人眼的光通量。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 人眼的视觉特性,眼睛的构造,视网膜:由大量的光敏细胞(杆状细胞、锥状细胞)组成。杆状细胞:分布在视网膜边缘,在低照度时,主要由它辨别明暗,对彩色不敏感锥状细胞:分布在视网膜中心,能辨别光的强弱,也能辨别彩色。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 人眼的视觉特性,眼睛的构造,黄斑区:集中了大量锥状细胞,每个锥状细胞连接一个神经末梢,黄斑区的分辩率最高,具有最高清晰度。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 光
6、的度量,视觉光谱光效率曲线,相同辐射功率,不同波长的光波,引起的视觉效果也不同。相同能量的红光、蓝光、紫光、黄绿光相比,人眼感觉红光最暗,蓝光、紫光次之,黄绿光最亮。随着波长的改变,不仅颜色感觉不同,而且亮度感觉也不同。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 光的度量,视觉光谱光效率曲线,为了表示不同波长光与引起视觉亮度感觉的关系,我们引入视觉光谱光效率曲线来说明。,视觉光谱光效率曲线:标准观察者在产生相同亮度感觉的情况下,测出不同波长光的辐射功率Y(),则可以反应出人眼对各种波长光的敏感程度。Y()越大,则表明该波长光对人眼不敏感,即光效率低。因此,把1/Y()作为衡量视觉对波长为的光的敏感
7、程度,即光效能K()。因为这是主观感觉,要有一个相对参考量,选人眼最敏感的黄绿光(555nm)作为参考量进行归一化处理。得到光谱光效率函数V(),第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 光的度量,视觉光谱光效率曲线,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2 光的度量,光学度量单位,发光强度:坎德拉 cd1979年,CIE又对坎德拉规定了新的标准:定义频率为5401012Hz(即波长555nm)的单色光源每单位立体角(1个球面度)辐射能为1683W时的发光强度。这个定义把光强单位和能量绝对单位联系起来了,含义覆盖面更广了。特别规定单色光源的波长,进一步把光的波长和机械能与亮度和光强联系起来。,第一章
8、视觉特性与三基色原理,1.2 光的度量,光学度量单位,光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。但眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度。光通量是按人眼光感觉来度量辐射功率的 光通量指人眼所能感觉到的辐射能量,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视觉光效率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。例如,当波长为55510-7米的绿光与波长为6510-6米的红光辐射功率相等时,前者的光通量为后者的10倍。,光通量:流明
9、,lm,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.3 亮度、彩色与立体感觉,明暗视觉,在白天正常光照下,人眼对不同波长光的敏感程度称为明视觉光谱光效率曲线 在夜晚或微弱光线下,人眼对不同波长的敏感程度称为暗视觉光谱光效率曲线与明视觉光谱光效率曲线有所不同,对波长短的光敏感程度增加。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.3 亮度、彩色与立体感觉,彩色视觉,描述彩色的三个参量:亮度(明度),色调,色饱和度 亮度:光作用于人眼时所引起的明亮程度感觉。色调:反应颜色的类别。彩色物体的色调决定于物体本身的属性(吸收特性和反射特性或透射特性)决定,也与光源特性(光谱分布)有关。透光物体的色调色饱和度:彩色光
10、所呈现的彩色的深浅程度(浓度)高饱和度的彩色光可以因掺入白光而被冲淡,变为低饱和度彩色光,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.3 亮度、彩色与立体感觉,颜色立体视觉模型,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.3 亮度、彩色与立体感觉,人眼彩色视觉假说,不同波长的光会引起不同的彩色感觉,同样的彩色感觉也可以来源不同的波谱成分组合;三基色红绿蓝按不同比例混合可以产生各种彩色感觉。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 眼睛的视觉范围与亮度感觉,视觉范围,人眼所能感觉到的亮度范围非常宽(百分之几cd几百万cd)但人眼适应了某一环境的平均亮度后,视觉范围就小多了。,在适当的平均亮度下,能分辨的最
11、大亮度与最小亮度之比为1000:1在平均亮度很低时,能分辨的最大亮度与最小亮度之比为10:1,对比度:景物和图像中最大亮度Lmax与最小亮度Lmin的比值,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 眼睛的视觉范围与亮度感觉,亮度感觉,人眼察觉亮度变化的能力是有限的,在不同的背景中能察觉的最小亮度变化Lmin是不同的。,在一个均匀的亮度背景下,Lmin/L为一常数,为相对灵敏度阀值。Lmin为可见度阀值。,一般取0.0050.02,当背景很亮或很暗是会达到0.05,观看电视图像时会更大。,电视中灰度级数的确定(影响视频带宽)即是依据此。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空
12、间频率响应,人眼的分辩率,人眼对被观察物体上能分辨的相邻最近两点的视角的倒数称为人眼的分辩率(或视觉锐度),第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空间频率响应,人眼的分辩率,影响人眼分辩率的因素:1、被观察物体在视网膜上的成像位置2、照明强度3、景物相对对比度4、被观察物体运动速度一般情况下约为11.5,彩电扫描行数的确定即是依据此。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空间频率响应,视觉的空间频率响应,空间频率:单位视角(1)内所含黑或白的条纹数空间频率用v表示,单位为:线/度,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空间频率响应,彩色细
13、节分辩率,人眼对彩色细节的分辨能力远比对黑白的分辨能力低,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空间频率响应,彩色细节分辩率,彩电中大面积着色原理即是依据此。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空间频率响应,彩色色调分辩閥,人眼能分辨出色调差别的最小波长变化称为色调分辨閥。色光的波长不同,人眼的色调分辨閥不同。对480-640nm区间的色光分辨力较高。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.4 人眼的分辩率与空间频率响应,彩色饱和度分辨力,对不同颜色,人眼能分辨出彩色饱和度变化的灵敏度是不一样的。黄色区域最低,红蓝色区域最高,第一章 视觉特性与三基色原理
14、,1.2.6 视觉惰性与闪烁感觉,视觉惰性,一定强度的光突然作用于人眼的视网膜时,不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉,而存在一个短暂的过渡过程。当光消失时,亮度感觉也并不瞬时消失,而是按近似指数函数的规律逐渐减小。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.2.6 视觉惰性与闪烁感觉,视觉闪烁,视觉闪烁感觉:是指低频断续光刺激,使人产生一明一暗的感觉,当光脉冲重复频率达到一定值以上,人眼不产生闪烁光源的感觉,则这个临界值称之为临界闪烁频率,临界闪烁频率 主要与光脉冲亮度有关,电视机场频的选择,隔行扫描思想的提出,均与之相关,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3 三基色原理与色度图,三基色原理,在自然界中
15、,绝大多数的彩色光都可以分解为红(Red)、绿(Green)、篮(Blue)三种基色光;相反,利用红、绿、篮三种基色光按不同比例混合,又可以模拟出自然界的绝大多数的彩色。这个规律称为三基色原理。,彩色电视系统最基本的原理,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3 三基色原理与色度图,三基色原理,特点:三基色的选择不是唯一的。在彩色电视中选择红、绿、篮作为三基色是因为人眼对这三种基色的光最敏感。三基色必须是相互独立的,即其中任一种基色不能由另两种基色混合产生。合成后的彩色的色调和饱和度由三基色的比例决定;它的亮度等于三基色亮度的总和。,彩色电视系统最基本的原理,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3
16、三基色原理与色度图,混色方法,在彩色电视中采用相加混色法。相加混色法有直接混色法和间接混色法两种,直接混色法:是把三种等量的基色光同时投射到一个白屏幕上,会得到不同的颜色,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3 三基色原理与色度图,混色方法,间接混色法是利用人眼视觉的特性进行混色的。通常可分为时间混色法和空间混色法,时间混色法:将三种基色的光轮交替的投射到白屏幕上,只要色轮的转速够快,利用人眼视觉暂留特性,可得到与直接混色法相同的效果,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3 三基色原理与色度图,混色方法,时间混色法:将三种基色的光轮交替的投射到白屏幕上,只要色轮的转速够快,利用人眼视觉暂留特性,可
17、得到与直接混色法相同的效果,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3 三基色原理与色度图,混色方法,空间混色法:将三种基色光点同时投射到白屏幕上的三个相邻点上,当三个点足够近时,利用人眼的分辨力有一定限度的特性,就能产生与直接混色法相同的效果,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3.2 RGB计色制,三基色的选定,选择三种基色光的基本条件:一是它们之间必须是线性无关;二是由它们合成的彩色色域应尽量宽。根据大量的实验认为,用红、绿、蓝三色光作为相加混色的三基色光最为适当。彩色电视即是选用该三基色利用相加混色法显现各种颜色的。,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3.2 RGB计色制,三基色的选定,CIE
18、规定三基色波长各为:标准红基色的波长选为700nm,标准绿基色光选为546.1nm,标准蓝基色光为435.8nm 称为物理三基色,第一章 视觉特性与三基色原理,1.3.2 RGB计色制,配色实验,通过配色实验,确定配出各种色调的彩色光,所需的红绿蓝三基色的比例。CIE还规定:1个单位的上述红、绿、蓝三基色光混合时,恰能产生出等能白(即E白)光。FE白1(R)+1(G)+1(B)这时的红、绿、蓝的单位量称基色单位,并用符号(R)、(G)、(B)标记。三个基色单位(R)、(G)、(B)的光通量之比为1:4.5907:0.0601 这样,任意一种彩色光F可用下式表示:F=R(R)+G(G)+B(B)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 视觉特性 视觉 特性 PPT 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5603656.html