色度坐標(chromaticity coordinate)是2018年公布的計算機科學技術名詞。色度坐標(chromaticity coordinate),就是顏色的坐標。也叫表色系。
對于發光材料我們通常會用發光顏色來描述。由于心理和生理方面的影響,人們對顏色的感官不會完全相同.即使是正常視覺的人眼判斷也不完全相同。要定量地對一種顏色進行描述,并用物理方法代替人眼來測量顏色,就要用到色度圖。熒光體的顏色一般用色坐標來表示,任何一種顏色H0可以用三基色,即藍色(x0)、綠色(y0)和紅色(z0)定量表示出來:
常用的顏色坐標,橫軸為 x ,縱軸為 y 。有了色坐標,可以在色度圖上確定一個點。 這個點精確表示了發光顏色。即:色度坐標精確表示了顏色。 因為色度坐標有兩個數字,又不直觀,所以大家喜歡用色溫來大概表示照明光源的發光顏色。
(1.1)
而x,y,z的值與平面方程有關:
(1.2)
其中只有兩個值是彼此獨立的。因而一般用(x,y)來表示一種顏色,稱之為色坐標。NTSC(National TelevisionSystems Committee)規定,標準紅色色坐標為(0.67,0.33),標準綠色色坐標為(0.21,0.71),標準藍色色坐標為(0.14,0.08)。純正的白光色坐標為(0.33,0.33)。
色度坐標圖
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圖中的顏色,包括了自然所能得到的顏色。這是個二維平面空間圖,由x-y直角標系統構成的平面。為了適應人們習慣于在平面坐標系中討論變量關系,而設計出來的。在設計出該圖的過程中,經過許多數學上的變換和演算。此圖的意義和作用,可以總結成兩句話:(1)表示顏色視覺的基本規律。(2)表示顏色混合與分解的一般規律。
坐標系——x ,y直角坐標系
x——表示與紅色有關的相對量值。
y——表示與綠色有關的相對量值。
z——表示與藍色有關的相對量值。并且z=1-(x+y)
形狀與外形輪廓線
形狀——舌形,有時候也稱“舌形曲線”圖。由舌形外圍曲線和底部直線包圍起來的閉合區域。舌形外圍曲線——是全部可見光單色光顏色軌跡線,每一點代表某個波長單色光的顏色,波長從390nm到760nm。在曲線的旁邊。標注了一些特征顏色點的對應波長。例如圖中510nm——520nm——530nm等。? 底部直線——連接390nm點到760nm點構成的直線,此線稱為紫紅線。
色彩
這是一個彩色圖,區域內的色彩,包括了一切物理上能實現的顏色。
應用價值——顏色的定量表示
用(x,y)的坐標值來表示顏色。白色應該包含在“顏色”這個概念范圍內。
色度坐標圖幾個特征點的意義
(1)E點—等能白光點的坐標點,E點是以三種基色光,以相同的刺激光能量混合而成的。但三者的光通量并不相等。E點的CCT=5400K。
(2)A點—CIE規定一種標準白光光源的色度坐標點? ?這是一種純鎢絲燈,色溫值CCT=2856。
(3)B點—CIE規定的一種標準光源坐標點? ?B點的CCT=4874K,代表直射日光。
(4)C點—CIE確認的一種標準日光光源坐標點(晝光)? C點的CCT=6774K。
(5)D點—有時候也標為? ?D光源稱為典型日光,或重組日光;CCT=6500K。??
三條特殊線
(1)黑體色溫軌跡線:在舌形曲線的中部,跨過白色區,有一條向下彎的曲線,這就是黑體色溫軌跡線。這條曲線表示黑體在不同溫度下發光顏色的變化軌跡。色溫的變化范圍從1000K到無窮大。但實際上常用的是1000K-1400K范圍。
(2)單色光軌跡線:即色度坐標圖中的舌形曲線,可見光的波長所對應顏色的軌跡線。曲線上的任意一點,表示一種光的波長,及其表現的顏色。
(3)紫紅線:連接舌形曲線兩端的直線。表示紅色和紫色混合后顏色的軌跡稱為紫紅線。
?色度坐標分區??
在舌形曲線所包圍的區域內,被分成20個顏色區域。在每個區域內,被認為顏色基本相同,每個顏色區都是一個平均主波長,或者補色主波長,而且還有相應的英文名稱。它們的英文—中文名,對照如下:
1. Red—紅色2. Pink—粉紅色3. Reddis Orange—橙紅色4.Yellishpink—粉黃色5.Orange—橙色6.Orange-Yellow—橙黃色7.Yellow—黃色8.reenish Yellow—黃綠色9.Yellow Green—綠黃色10.Yellowish Green—淡黃綠色11.Green—綠色12.Bluish Green—淡藍綠色13、Greenish Blue—淡綠藍色14.Blue—藍色15.Purplish Blue—淡紫藍色16. Purple Violet—紫羅蘭的紫色17.Reddish Purple—淡紅紫色18. Purplish Pink—淡紫粉紅色19. Purplish Red—紫紅20.中心區—白光區
光色的互補
若兩種顏色的光,按一定比例混合后可得到白光,則這兩中色光稱之為互補。在色度坐標圖中,凡是穿過白色區的直線,都可以找到一對互補的顏色光。當然,穿過等能白光點E點的直線兩端,也能找到一組互補的顏色光。? 在色度坐標圖中,任意兩點的光色,連接兩點的直線,則這種光色混合的結果光色也總在這條直線上的某一點。假如該直線不穿過白色區,這兩點的光色不能稱為互補。
白光與其他顏色光的混合—主波長和補色主波長
將白光和一種適當的光譜色混合,可配得所需要的任何顏色光。若所選擇的白光是E點等能白光。選擇任意一點C,連接CE并延長,交于單色軌跡線上的,則C’單色光的波長,稱為C點光的主波長。主波長λ代表線上各點光譜色的主色調。若選擇FEN三角形內的A點,連接EA,但不能向A的方向延長,而應將線向左上方延長,交于單色軌跡線上的A’點,則A’點的波長,稱為A點的補色主波長。補色主波長,也是表示AA’線上各點顏色的主色調。
顏色深淺的定量表示法??
顏色領域的色調,類似于音樂中的間調。音樂中的一首曲子,有C調,F調等,色度學中則用主波長表示色調。音樂中的發音調有高音調,低音調。色度學中對應有顏色深淺。顏色的深淺是用興奮純度Pe來表示的。(參照第11節中的圖)顯然,在線上,C’點的顏色最深,以后就逐漸變淡,到了E點就完全變成白色了。
顏色光的混合
利用x y色度坐標圖,可以用來表示任意兩種顏色光的混色關系。
是色度坐標上的兩個光譜色。要把兩種光進行混合,只要連接兩個點,即可得到直線,混色的結果顏色點也必然在該直線上的某個點。
顏色的寬容度
在xy的色度坐標圖上,每一點都代表一種確定的顏色。任何一個點和周圍相鄰點的顏色,應該是不相同的。但是點之間若靠得比較近,人的眼睛是不能分辨的。只有當兩點之間的距離足夠大,我們才能感覺到它們的差別。人眼感覺不出顏色變化的最大范圍,稱為顏色寬容量。有人研究表明,在色度坐標圖上的不同位置,顏色的寬容量并不是相同。藍色區的寬容量最小,綠色區的寬容量最大。也就是說,色度圖的不同區域,相等的距離并不能代表視覺上的相等色度差。這是色度坐標圖的一種缺陷。
色溫、色度坐標計算方法
先計算色坐標。方法是,必須先有光譜P(λ)。
然后光譜P(λ),與三刺激函數X(λ)、Y(λ)、Z(λ),分別對應波長相乘后累加,得出三刺激值,X、Y、Z。
那么色坐標 x=X/(X+Y+Z)、Y/(X+Y+Z)
一般,光譜是從380nm到780nm,間隔5nm,共81個數據。
X(λ)、Y(λ)、Z(λ),是CIE規定的函數,對應光譜,各81個數據,色度學書上可以查到。
再計算色溫,例如色度坐標x=0.5655,y=0.4339。
用“黑體軌跡等溫線的色品坐標”有麥勒德、色溫、黑體軌跡上的(xyuv)、黑體軌跡外的(xyuv)。我們用xy的數據來舉例。
一、為了方便表達,把黑體軌跡上的x寫成XS、y寫成YS,黑體軌跡外的x寫成XW、y寫成YW。
先把每一行斜率K算出,K=(YS-YW)/(XS-XW),寫在表邊上。
例如:
麥勒德530斜率K1=(.4109-.3874)/(.5391-.5207)=1.3352
麥勒德540斜率K2=(.4099-.3866)/(.5431-.5245)=1.2527
麥勒德550斜率K3=(.4089-.3856)/(.5470-.5282)=1.2394
二、找出要計算的x=.5655、y=.4339這個點,在哪兩條等溫線之間,就是這點到兩條等溫線距離一正一負。
如果不知道它的大概色溫,計算就繁了;因為你說是鈉燈,那么它色溫在1800到1900K之間。
用下公式算出這點到麥勒德530,1887K等溫線的距離D1
D1=((x-YS)-K(y-XS))/((1+K×K)開方)
=((.4339-.4109)-1.3352(.5655-.5391))/((1+1.3352×1.3352)開方)
=(.023-.03525)/(1.6682)=-.0073432
再計算出這點到麥勒德540,1852K等溫線的距離D2
D2=((.4339-.4099)-1.2527(.5655-.5431))/((1+1.2527×1.2527)開方)
=(.024-.02806)/(1.6029)=-.0025329
因為D1、D2都是負數,沒找到。
再計算出這點到麥勒德550,1818K等溫線的距離D3
D3=((.4339-.4089)-1.2394(.5655-.5470))/((1+1.2394×1.2394)開方)
=(.025-.02293)/(1.6029)=+.0013005
D2負、D3正,找到了。D2對540麥勒德記為M2、D3對550麥勒德記為M3
三、先把距離取絕對值。按比例得出這點麥勒德M,公式是
M= M2+D2(M3-M2)/(D2+D3)
=540+.0025329(550-540)/(.0025329+.0013005)
=540+.025329/.0038334
=540+5.607=545.607
(相關)色溫=1000000/545.607=1833K
四、答:x=.5655、y=.4339這個點的(相關)色溫為1833K