色度計(jì)脏答、照度計(jì)尖淘、亮度計(jì)相關(guān)術(shù)語(yǔ)詳解

正文

色度計(jì)豪诲、照度計(jì)、亮度計(jì)相關(guān)術(shù)語(yǔ)詳解

1 明度

明度（brightness）是眼睛對(duì)光源和物體表面的明暗程度的感覺挂绰，主要是由光線強(qiáng)弱決定的一種視覺經(jīng)驗(yàn)屎篱。一般來(lái)說(shuō)，光線越強(qiáng)葵蒂，看上去越亮交播；光線越弱，看上去越暗践付。

明度是一個(gè)整體概念秦士，它會(huì)使整個(gè)畫面變亮或者變暗∮栏撸可以從圖中形象的看出隧土。

明度的ji致是白與黑提针。以下三張圖分別代表調(diào)節(jié)明度及亮度后的效果圖〈瓮荩可以看見明度過高也會(huì)降低畫面的可識(shí)別度关贵。而高亮度不會(huì)影響畫面細(xì)節(jié)的識(shí)別。

通過以下六張圖卖毁，可以形象的看出明度與亮度的區(qū)別。

2 亮度

3 照度

光照強(qiáng)度指單位面積上所接受可見光的光通量落萎。簡(jiǎn)稱照度 亥啦，單位勒克斯（Lux或lx）。用于指示光照的強(qiáng)弱和物體表面積被照明程度的量练链。即“我在某個(gè)地方得到了多少光”翔脱。

照度和被照物是無(wú)關(guān)的，拿我們的手掌舉例媒鼓，無(wú)論是手心還是手背届吁，在同等條件下，得到的光是一樣多的绿鸣，即照度是一樣的疚沐。但是，我們?nèi)庋劭瓷先ナ遣灰粯拥某蹦＃中目偸菚?huì)比手背感覺上亮一點(diǎn)亮蛔，這就是亮度不一樣。

為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢擎厢？亮度和反射率有關(guān)的究流，手心手背的反射率不一樣，從而導(dǎo)致了亮度的明暗之別动遭。

人眼從一個(gè)方向觀察光源芬探，在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所“見到”的光源面積之比，定義為該光源單位的亮度厘惦，即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度偷仿。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是指“這里看上去有多亮”，它的計(jì)量單位是坎德拉每平方米（cd/㎡）绵估。

照度和亮度對(duì)生活有什么影響炎疆？可以說(shuō)所有室內(nèi)空間照明都需要考核作業(yè)面的水平照度，但要注意照度與色溫的適配性国裳。例如我們工作中形入，辦公室單改變光色是不夠的，還要注意照度缝左。

照度高色溫低會(huì)令人感覺很悶熱亿遂，而照度低色溫高則會(huì)令人產(chǎn)生陰郁疲倦情緒浓若，導(dǎo)致工作效率降低。那么為什么用照度而不是亮度作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)呢蛇数？

“我們?nèi)搜勰苤庇^感受的是亮度啊挪钓，為什么卻要用照度來(lái)評(píng)估照明設(shè)計(jì)呢？”很多時(shí)候耳舅，我們對(duì)于空間里面究竟會(huì)有什么材料是不清楚的碌上。guo家標(biāo)準(zhǔn)沒有直接告訴我們也沒有辦法告訴我們：“如果教室里的桌子是白色的，亮度應(yīng)該是多少浦徊×笥瑁”“如果教室里的桌子是深色的，亮度是多少盔性∠忌ィ”

所以國(guó)標(biāo)只能比較籠統(tǒng)地去規(guī)定“照度”：在這樣的條件下你應(yīng)該獲得多少光。然后根據(jù)一個(gè)大量的統(tǒng)計(jì)冕香，去統(tǒng)計(jì)一般學(xué)校學(xué)生的眼睛蛹尝、課本、課桌的情況悉尾，總結(jié)出：它應(yīng)該是得到 300 lx 的光就滿足學(xué)生的讀書需要了突那。

這是一個(gè)能夠用大量的數(shù)據(jù)來(lái)獲得一個(gè)容易被測(cè)量的值。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師焕襟，他就會(huì)利用照度和接受面來(lái)判斷亮度到底行不行陨收。

除此之外，還有一個(gè)原因：照度容易測(cè)鸵赖，一個(gè)照度表一百來(lái)塊已經(jīng)能夠買到一個(gè)不錯(cuò)的了务漩。而一個(gè)亮度計(jì)呢，zui低檔次的也要一萬(wàn)以上它褪，稍微好一點(diǎn)的饵骨，三萬(wàn)五萬(wàn)的那都不是事，所以亮度的測(cè)量是不易做到的茫打。所以居触，基于很多我們不知道被照物是什么的情況，我們只能用一個(gè)平均的數(shù)值去衡量老赤。反之轮洋，我們就可以用亮度去衡量。

照度和亮度能否換算抬旺？

那么照度和亮度之間能不能換算呢弊予？能。但公式復(fù)雜开财，那么有沒有簡(jiǎn)單的方法呢汉柒，下面了解一個(gè)zui簡(jiǎn)單粗略的方法误褪。L=R×E [公式] 。

式中L為亮度碾褂、R為反射系數(shù)兽间、E為照度

4 色坐標(biāo)

顯示行業(yè)離不開色度學(xué)，對(duì)于顯示行業(yè)的光學(xué)知識(shí)正塌，屏幕總是要看發(fā)光的嘀略，發(fā)光總是離不開色度，所以传货，如果身處顯示行業(yè)屎鳍，不了解色度，那是萬(wàn)萬(wàn)不行滴问裕！

今天我給大家講一講色度學(xué)中的色坐標(biāo)圖的來(lái)源。

自古以來(lái)孵坚，我們的眼睛都能接受到光粮宛，而光是有顏色的，我們可以分辨不同的顏色卖宠，大自然很神奇巍杈，我們的眼睛更神奇。

自從牛頓用三棱鏡把白色光分解成單色光以后扛伍，我們才真正知道筷畦，原來(lái)世間的光，只有紅橙黃綠青藍(lán)紫是單色的刺洒，麥克斯韋完成電磁理論鳖宾，我們才意識(shí)到，原來(lái)光是電磁波逆航，只是波段不同鼎文，顯示的顏色不同。于是有人說(shuō)了因俐，紅色和藍(lán)色明顯不一樣拇惋，他們差異多大呢，能不能像1+1＝2一樣抹剩，寫在書本上呢撑帖。當(dāng)然不可以，他們是顏色啊澳眷，顏色怎么用數(shù)字去表示呢胡嘿？于是有人去這樣研究了。

如何把光的顏色的差異展示在數(shù)學(xué)式子中境蔼，是一個(gè)很漫長(zhǎng)的過程灶平。

起初有人說(shuō)伺通，人的眼睛是由紅綠藍(lán)細(xì)胞組成的，世jie上任何的光都有紅綠藍(lán)細(xì)胞接收逢享，然后傳到中樞神經(jīng)罐监，給大腦造成視覺響應(yīng)，當(dāng)

然瞒爬，在之前這是很難證明的弓柱，后來(lái)在20世紀(jì)才由解剖學(xué)證明，但這是后來(lái)的事了侧但。

紅綠藍(lán)三種細(xì)胞的提出矢空，并不是毫無(wú)依據(jù)的，那之前人們發(fā)現(xiàn)禀横，紅綠藍(lán)三種顏色以不同的亮度配比屁药，可以混合成很多種顏色，甚至世jie上的五顏六色柏锄，都可以有RGB三原色以不同配比方式組成酿箭，那么人們開始了更深沉次的研究。

于是有一個(gè)很有名但又不太出名的實(shí)驗(yàn)出來(lái)了趾娃，如下圖所示缭嫡，當(dāng)一個(gè)人看一個(gè)暗盒中的一個(gè)白紙時(shí)，白紙的一側(cè)用一個(gè)待測(cè)顏色照亮抬闷，這個(gè)顏色可以是任何一種顏色妇蛀，比如他是紫色。那么另一側(cè)用RGB三種顏色照亮笤成，當(dāng)RGB三種顏色的亮度進(jìn)行不斷地調(diào)節(jié)時(shí)评架，可以調(diào)節(jié)出和待測(cè)顏色相同的顏色，使我們的眼睛看上去兩邊顏色一樣疹启，以至于我們不能分辨出這張白紙的兩側(cè)是用不同的燈照亮的古程。

那么可以給這樣的顏色畫一個(gè)等號(hào)；也即是待測(cè)顏色C=R?+G(G)+B(B)喊崖，其中的括號(hào)內(nèi)的為顏色挣磨，括號(hào)外的R,G,B為系數(shù)，可以暫時(shí)理解為亮度荤懂，因?yàn)槲覀兛隙ㄒ妹總€(gè)顏色的亮度去表示的茁裙，待測(cè)顏色也是有亮度的。那么如果我們?nèi)〈郎y(cè)顏色的亮度為1节仿，也就是歸一化晤锥，亮度守恒，那么R+G+B系數(shù)相加肯定也是等于1的，那此時(shí)有：

其實(shí)R+G+B=1矾瘾，這個(gè)式子仍然沒有變化女轿，還是和原來(lái)的那一個(gè)是一樣的，只是寫的另一種形式壕翩。

那有沒有RGB的三個(gè)系數(shù)其中為負(fù)數(shù)的時(shí)候呢蛉迹，其實(shí)是有的，自然界的顏色多種多樣放妈，我們的三原色并不是萬(wàn)能的北救，他可以混合成多種多樣的顏色，但確有部分顏色也是無(wú)能為力的芜抒，這個(gè)時(shí)候珍策，RGB中的系數(shù)一旦為負(fù)值，也就意味著宅倒，這種顏色任憑我們RGB三色如何變化攘宙，也混合不出來(lái)這種顏色。這個(gè)后面再說(shuō)拐迁；

那以上的說(shuō)明還請(qǐng)大家記住模聋，這個(gè)就是傳說(shuō)中的三刺激值：在三色系統(tǒng)中，與待測(cè)光達(dá)到色匹配所需的三種原刺激的量唠亚。傳說(shuō)中的實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)：

我們的RGB三原色，顏色不變持痰，但亮度灶搜，也就是我們所說(shuō)的那個(gè)系數(shù)，這個(gè)是到處變化的工窍，不同的待測(cè)顏色割卖，那么這個(gè)RGB的三個(gè)顏色的亮度系數(shù)（以下我們稱為系數(shù)）也不同。首先我們需要定義一下RGB的顏色波長(zhǎng)患雏，因?yàn)镽GB顏色都是一個(gè)范圍鹏溯，如果RGB不確定，那么這個(gè)三刺激值也就無(wú)從確定淹仑，所以丙挽，這三個(gè)RGB必須是確定的波長(zhǎng)；

三原色波長(zhǎng)分別為700nm (R）匀借、546.1nm (G）颜阐、435.8nm (B）（好像是汞弧光燈濾波出來(lái)的）以這三種單色光作為RGB的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)衡量待測(cè)顏色吓肋。

我們的顏色有很多種凳怨，我們知道光的顏色是由于光的波長(zhǎng)不同，從可見光的380nm-760nm，每個(gè)波長(zhǎng)的光都是一種不同的顏色肤舞。

我們把這個(gè)實(shí)驗(yàn)的待測(cè)試的顏色紫新，從380nm到760nm的可見光，一一的測(cè)試出來(lái)李剖，每個(gè)波長(zhǎng)的光都對(duì)應(yīng)一組RGB的系數(shù)芒率，那么從

380nm-760nm全部測(cè)試完之后，R光的系數(shù)也從380nm-760nm對(duì)應(yīng)出一條曲線杖爽，GB也是一樣的敲董，那么畫出圖來(lái)，就是這樣的一

張慰安；

這一張圖中我多畫了一條直線腋寨，也就是600nm處的黑色的直線，如果不理解化焕，我再說(shuō)一下萄窜，比如600nm處的那條黑色的線，也就是說(shuō)待測(cè)的顏色是600nm處的顏色撒桨，差不多是橙紅色查刻，黑色的線和RGB三個(gè)曲線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)，就是我們需要的RGB三原色的量凤类，也就是剛才我們說(shuō)的系數(shù)穗泵，那么這個(gè)600nm的顏色，是可以用這么多的量的RGB組成混合而成谜疤；所以佃延，可見光的每個(gè)波長(zhǎng)，都可以由RGB三色混合夷磕，其中有一些顏色履肃，我們發(fā)現(xiàn)紅色的光譜竟然是負(fù)的，也就是剛才我們說(shuō)的坐桩，這個(gè)顏色混合不成尺棋，不過別在意，后面還有說(shuō)明绵跷，他總會(huì)解決的膘螟，因?yàn)槲覀兪锹斆鞯娜祟悺?/p>

那么有一個(gè)定義出來(lái)了：光譜三刺激值：在三色系統(tǒng)中，等能單色輻射的三刺激值抖坪。

用我們的大白話萍鲸，也就是從380nm-760nm的可見光階段每個(gè)單色光對(duì)應(yīng)的三組RGB的系數(shù)所組成的三條曲線，也就是我們上圖中的三條曲線擦俐，這三條曲線就是我們的光譜三刺激值脊阴，他們是相輔相成的，必須同時(shí)出現(xiàn)，才有意義嘿期。

說(shuō)到這里我們應(yīng)該已經(jīng)了解品擎，在色度學(xué)中經(jīng)常看到的那三條曲線了备徐。重點(diǎn)來(lái)了萄传，令：

首先看看這個(gè)式子，是不是很熟悉蜜猾，我盡量少用公式秀菱，這個(gè)rgb就是剛才我們的系數(shù)，是每個(gè)RGB以700nm (R）蹭睡、546.1nm (G）衍菱、435.8nm (B）為標(biāo)準(zhǔn)色的光譜三刺激值的系數(shù)，當(dāng)然可以確定的是r+g+b=1肩豁，這個(gè)等式不用說(shuō)脊串，大家動(dòng)筆一算就可以得到。

那么總有r+g=1-b清钥，所以只要確定了r和g琼锋，那么b也就確定了，所以我們用r為一個(gè)坐標(biāo)軸祟昭，g為另一個(gè)坐標(biāo)軸缕坎，做一個(gè)二維坐標(biāo)系，每個(gè)r對(duì)應(yīng)一個(gè)g篡悟，把這些點(diǎn)全部在二維坐標(biāo)系中可以畫出一個(gè)離散點(diǎn)的圖形來(lái)念赶，那么離散點(diǎn)的圖形就是單色光對(duì)應(yīng)的系數(shù)，也就是對(duì)應(yīng)的r和g恰力，離散點(diǎn)連起來(lái)，就是下圖旗吁，好像很近了踩萎，是不是。

大家可以從這個(gè)圖形上很钓，這個(gè)扁的馬蹄形的周圍的邊香府，對(duì)應(yīng)就是單色光；

由于這個(gè)色坐標(biāo)圖形里面是有負(fù)的數(shù)據(jù)码倦，不利于我們理解企孩，所以就有了后來(lái)的1931馬蹄圖，就是我們?nèi)粘Ｓ玫模?/span>

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