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1、2023/6/16,光电子系光电工程专业,1,信息显示技术原理,西安邮电学院电院光电工程专业,2023/6/16,光电子系光电工程专业,2,第二章 显示参量与人的因素,2.2 色度学基础,需要掌握的：色度学理论模型有哪些？其优缺点？建立颜色模型目的？建立模型的基础？就你平时所接触到的现象，能否用相关模型来分析？,2023/6/16,光电子系光电工程专业,3,2.2 色度学基础,有色素，中央的小孔叫瞳孔,透明有弹性，像双凸透镜，能折射光线,无色，透明，可以透过光线,光线的通道,白色，坚固，保护眼球的内部结构（俗称白眼珠）,含有许多对光线敏感的细胞，能感受光的刺激,透明胶状物质,2023/6/16
2、,光电子系光电工程专业,4,2.2 色度学基础,2023/6/16,光电子系光电工程专业,5,信息（裂缝 丢失）,中间层细胞,刺激-,刺激-,信息（裂缝 获得）,到大脑,杆体,锥体,许多杆体细胞具有共同的神经纤维（视网膜周围）,每个锥体细胞具有自己的神经纤维（中央窝）,锥体细胞与杆体细胞和中间层细胞的联系图解,第二章 显示参量与人的因素,2023/6/16,光电子系光电工程专业,6,第二章 显示参量与人的因素,Purkinje效应年发现，在日光下看起来明度相等的红花和蓝花，到了黄昏时，即光度变弱时，两种花的色调都变淡了，但蓝花看起来却比红花显得亮些。这种现象，即当照度降低，使锥体视觉转换到杆体
3、视觉时，眼睛对光谱短波部分感受性提高的效应叫做Purkinje效应（荆其诚，1987）。几个例子：1、三原色2、色球实验室3、视觉错觉,2023/6/16,光电子系光电工程专业,7,第二章 显示参量与人的因素,2023/6/16,光电子系光电工程专业,8,第二章 显示参量与人的因素,2023/6/16,光电子系光电工程专业,9,第二章 显示参量与人的因素,2.2 色度学基础,在没有颜色的显示设备中，只能靠线型、位置、尺寸和亮度的不同来表示各种不同类型的数据，如果在系统中引入颜色，那么依靠颜色可以进一步表示更多的信息。显然，彩色显示比黑白显示具有更好的显示效果。因此，进一步了解色度学方面的知识很
4、有必要。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,10,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型：(1)三色学说(2)四色学说(3)阶段学说,2023/6/16,光电子系光电工程专业,11,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 三色学说,1807年，杨(T.Young)和赫姆霍尔兹(H.L.F.von Helmholtz)根据红、绿、蓝三原色可以产生各种色调及灰色的颜色混合规律，假设在视网膜上有三种神经纤维，每种神经纤维的兴奋都 引起一种原色的感觉。光作用于视网膜上别然能同时引起三种纤维的兴奋，但由于光的波 长特性，其中一种纤维的兴奋特别强烈。例如
5、，光谱长波端的光同时刺激“红”、“绿”、“蓝”三种纤维，但“红”纤维的兴奋最强烈，而有红色感觉。中间波段的光引起“绿”纤 维最强烈的兴奋，而有绿色感觉。依同理，短波端的光引起蓝色感觉。光刺激同时引三种纤 维强烈兴奋的时候，就产生白色感觉。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,12,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 三色学说,当发生某一颜色感觉时，虽然一种纤维兴奋强烈，但另外两种纤维也同时兴奋，也就是有三种纤维的活动，所以每种颜色都有白光成份，即有明度感觉。1860年赫姆霍尔兹补充杨的学说，认为光谱的不同部分引起三种纤维不同比例的兴奋。对光谱的每一波长，三种纤维
6、都有其特有的兴奋水平，三种纤维不同程度的同时活动就产生相应的色觉。“红”和“绿”纤维的兴奋引起橙黄色感觉，“绿”和“蓝”纤维的兴奋引起 蓝紫色感觉。这个学说现在通常称为杨-赫姆霍尔兹学说，也叫做三色学说。,杨-赫姆霍尔兹学说的最大优越性是能充分说明各种颜色的混合现象。赫姆霍尔兹用简明的三种神经纤维的假设，使颜色实践中颜色混合这一核心问题得到满意的解释现代色度学的根源立方追溯到杨-赫姆霍尔兹的三色学说。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,13,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 三色学说,2023/6/16,光电子系光电工程专业,14,第二章 显示参量与人的因素
7、,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 三色学说,2023/6/16,光电子系光电工程专业,15,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型四色学说,赫林(E.Hering)的对立颜色学说也叫做四色学说。1878年赫林观察到颜色现象总是以红-绿，黄-蓝，黑-白成对关系发生的，因而假定视网膜中有三对视素：白-黑视素、红-绿视素、黄-蓝视素。这三对视素的代谢作用包括建设(同化)和破坏(异化)两种对立的过程。光刺激破坏白-黑视素，引起神经冲动产生白色感觉。无光刺激时白-黑视素便重新建设起来，所引起的神经冲动产生黑色感觉。对红-绿视素，红光起破坏作用，绿光起建设作用。对黄-蓝视素，黄光起
8、破坏作用，蓝光起建设作用。因为种种颜色都有一定的明度，即含有白色成份，所以每一颜色不仅影响其本身视素的活动，而且也影响白-黑视素的活动。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,16,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 四色学说,当补色混合时，某一对视素的两种对立过程形成平衡，因而不产生与该视素有关的颜色感觉，但所有颜色都有白色成份所以引起白-黑视素的破坏作用而产生白色或灰色感觉。同样情 形，当所有颜色都同时作用到各种视素时，红-绿、黄-蓝视素的对立过程都达到平衡，而只有白-黑视素活动，就引起白色或灰色感觉。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,17,第二章
9、显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 四色学说,当视网膜的一部分正在发生某一对素的破坏作用，其相邻部分便发生建设作用，而引起同时对比 色盲是由于缺乏一对视素(红-绿或黄-蓝)或两对视素(红-绿、黄-蓝)的结果。这一解释与色盲常是成对出现(即红-绿色盲或蓝-黄色盲)的事实是一致的，缺乏两对视素时便产生全色盲。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,18,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 四色学说,2023/6/16,光电子系光电工程专业,19,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 四色学说,2023/6/16,光电子系光电工程专业,20,颜色视觉机理Y
10、oung-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”,第二章 色觉机制,2023/6/16,光电子系光电工程专业,21,2.2 色度学基础,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
11、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,2023/6/16,光电子系光电工程专业,22,2.2 色度学基础,视觉的形成：外界物体反射的光线，经晶状体折射，通过视网膜（形成物象）、视神经，进入大脑皮层的视觉中枢，形成视觉。,如果某人的锥状体与杆状体这些感光神经纤维不健全，那么他的色觉就不能准确地分辨各种颜色，就会产生色盲或色弱等色觉缺陷现象。如果没有杆状体感受器功能而只有锥状体感受器功能，就只能够在白天判别色彩，但到了晚上则是夜盲；只有杆状体感受器功能而没有锥状体感受器功能，则称全色盲（日盲），只能判断明暗以辨别物体；有杆状体感受器功能但锥状体感受器功能异常者，称色弱或色盲。,
12、2023/6/16,光电子系光电工程专业,23,2.2 色度学基础,如在色弱者中对光谱中的红色和绿色区域的颜色分辨能力较差，在照明较暗的环境下，他们可能将红色和绿色相互混淆，如果对红色的辨别能力差，就属于红色弱（protanomalous vision）；如果对绿色的辨别能力差，就属于绿色弱（deuteranomalous vision）。对红绿色均无辨别能力的红绿色盲者，只能看到整个可见光谱蓝和黄两种颜色，红色和绿色都被看成是纯度较低的黄色。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,24,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 阶段学说,颜色视觉过程可以分成几个阶段。
13、第一阶段，视网膜有三组独立的锥体感色物质，它们有选择地吸收光谱不同波长的辐射，同时每一物质又可单独产生白和黑的感应。在强光作用下产生白的反应，无外界刺激时是黑的反应。第一阶段，在神经兴奋由锥体感受器向视觉中枢的传导过程中，这三种反应又重新组合，最后形成 三对对立性的神经反应，即红或绿、黄或蓝、白或黑反应。总之，颜色视觉的机制很可能在视网膜感受器水平是三色的，符合杨-赫姆霍尔兹的学说；,2023/6/16,光电子系光电工程专业,25,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 阶段学说,而在视网膜感受器以上的视觉传导通路水平则是四色的，符合赫林的学说。颜色视觉机制的最后阶段发生
14、在大脑皮层的视觉中枢。在这里产生种颜色感觉。颜色视觉过程的这种设想常叫做“阶段”学说。我们看到，两个似乎完全对立的古老颜色学说，现在终于由颜色视觉的阶段学说统一在一起了。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,26,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,色觉的理论模型 阶段学说,总之，色觉信息是按层次加工的：在视网膜水平上是按扬亥姆霍兹三原色而发生的；冲动在视觉通路上的编码传递过程是按黑林的拮抗过程说而进行的。色觉神经机制的最后阶段发生在大脑皮质视区，目前这方面我们仍知道得很少。,2023/6/16,光电子系光电工程专业,27,2.2 色度学基础,2023/6/16,光电子系光电工程专业,28,2.2 色度学基础,2023/6/16,光电子系光电工程专业,29,2.2 色度学基础,2023/6/16,光电子系光电工程专业,30,第二章 显示参量与人的因素,颜色测试,2023/6/16,光电子系光电工程专业,31,颜色测试,2023/6/16,光电子系光电工程专业,32,第二章 显示参量与人的因素,2.2.1 色觉,参考资料：1 xlxdl/200810/t20081013_522715.htm作业：1、色度学理论模型有哪些？就你平时所接触到的现象，能否用相关模型来分析？2、为什么要建立相关的颜色模型？建立模型的基础是什么？,
