现代光学基础-光学教程（东南大学）光学报告.docVIP

辐射光谱测量演示实验 实 验 报 告 姓 名： 姜彬 学 号： 专 业： 电子科学与技术 实验目的……………………………………………3 实验原理……………………………………………3 实验仪器……………………………………………6 实验数据……………………………………………6 实验结果……………………………………………7 实验分析……………………………………………9 一．实验目的 理解色度学基础的相关基本概念； 了解1931CIE-XYZ标准色度系统； 计算1931CIE-XYZ标准色度系统辐射谱的色度坐标； 学会利用相关辐射谱测量仪器进行辐射谱的测量。 二．实验原理 1. 2. CIE-RGB系统与CIE-XYZ系统的转换关系 选择三个理想的原色（三刺激值）X、Y、Z，X代表红原色,Y代表绿原色,Z代表蓝原色,这三个原色不是物理上的真实色，而是虚构的假想色。 在XYZ系统中所得到的光谱三刺激值、 、、和色度坐标x、y、z将完全变成正值。经数学变换，两组颜色空间的三刺激值有以下关系： X=0.490R+0.310G+0.200BY=0.177R+0.812G+0.011B 　　Z=0.010G+0.990B  两组颜色空间色度坐目标相互转换关系为：x=（0.490r+0.310g+0.200b）/（0.667r+1.132g+1.200b）y=（0.117r+0.812g+0.010b）/（0.667r+1.132g+1.200b）z=（0.000r+0.010g+0.990b）/（0.667r+1.132g+1.200b）　　这就是我们通常用来进行变换的关系式，所以，只要知道某一颜色的色度坐标r、g、b，即可以求出它们在新设想的三原色XYZ颜色空间的的色度坐标x、y、z。 由图看出该光谱轨迹曲线落在第一象限之内，所以肯定为正值，这就是目前国际通用的CIE1931xy色度图。 图5-28 CIE xy色度图 3. CIE-XYZ光谱三刺激值 CIE-XYZ 光谱三刺激值是由CIE-RGB光谱三刺激值经过式（5-9）光谱色度坐标之间的转换得到的，记为 、 、 。CIE-RGB光谱三刺激值 、 、 ，从图5-25可以看出，由、 、 分别乘以单位量得到的相对亮度与人眼的明视觉光谱光视效率函数 相同，为了直观的表示颜色的亮度，CIE规定 = ，因此 不仅表达待配色（等能光谱色）中绿原色的数量，而且还表示待配色色光的亮度，用于计算颜色的亮度特性。由于符合明视光谱光视效率函数，所以CIE-XYZ 光谱三刺激值 、 、 又称为CIE 1931标准色度观察者光谱三刺激值，简称CIE标准色度观察者，在物体色色度值的计算中代表人眼的颜色视觉特征参数。由色度坐目标定义知: 且 + + =1又因为规定 =所以光谱三刺激值的计算公式为  计算结果如图5-29所示，其数值见表5-3。 图5-29光谱三刺激值 　　图中 、 、 各曲线所包含的总面积，分别表示X、Y、Z。表5-3中CIE1931标准观察者等能光谱各波长的 总量、 总量和 总量是相等的，都是21.371，即X=Y=Z=21.371。这个数是个相对数，没有绝对意义，它仅仅表明：一个等能白光（E光源）是由相同数量的X、Y、Z组成的。但是，由于刺激值 =，符合明视觉光谱效率函数，所以，用 曲线可以计算一个颜色的亮度特性。例：波长λ =500nm光谱色的色度坐标为:x(λ)=0.0082,y(λ)=0.5384，明视觉光谱光视效率函数 =0.323，则其光谱三刺激值为： 三．实验仪器 1.PC电脑（荧光灯背光） 2.发光二极管（LED背光） 3.Iphone手机（白光背光） 4.三星手机（自发光） 5.荧光灯 6.辐射谱测量仪器 四．实验数据 显示设备 颜色 x y 电脑显示屏 红 0.5858 0.3521 绿 0.3099 0.5557 蓝 0.1639 0.1671 发光二极管 红 0.6919 0.3055 绿 0.1758 0.7242 蓝 0.1415 0.0480 白光背光LED 红 0.6124 0.3443 绿 0.3181 0.5676 蓝 0.1519 0.1272 白光自发光LED 红 0.6585 0.3387 绿 0.1759 0.7228 蓝 0.1452 0.0440 荧光灯 0.3193 0.3380 白炽灯 0.4596 0.4112 五．实验结果： 显示屏色度图： LED灯色度图： Iphone手机色度图： Samsung手机色度图：