光学基础知识:白光、颜色混合、RGB、色彩空间

来源:百度文库 编辑:16楼社区 时间:2021/08/03 18:29:59
1665年,牛顿(Isaac Newton)进行了太阳光实验,让太阳光通过窗板的小圆孔照射在玻璃三角棱镜上,光束在棱镜中折射后,扩散为一个连续的彩虹颜色带,牛顿称之为光谱,表示连续的可见光谱。而可见光谱只是所有电磁波谱中的一小部分。


牛顿认为白光(太阳光)使复杂的,由无数种不同的光线混合,各种光线在玻璃中受到不同程度的折射。棱镜没有改变白光而只是将它分解为简单的组成部分,把这些组成部分混合,能够重新恢复原来的白色。利用第二块棱镜可以将扩散的光再次合成为白光。
在重新合成之前,通过屏蔽部分光谱,可以产生各种颜色。Young在1802年的实验表明:如果在红、绿、蓝区域选择部分光谱,这三者适当的混合可以再现白光。
后来,Helmholtz成功地定量分析了这种现象。混合物中红、绿、蓝比例的变化可以产生多种颜色,几乎可以产生任何颜色,红色、绿色、蓝色三者等量的混合可以再现白色。
所以:红、绿、蓝这三种颜色就称为“三原色”(RGB)。

红色(Red)

绿色(Green)

蓝色(Blue)
红、绿、蓝光的混合结果暗示了人眼也拥有三种颜色的灵敏读,分别对应于红、绿、蓝。这种三灵敏度理论称之为Young-Helmholtz颜色视觉理论。它可以对三原色合成颜色作出非常简单的解释。
三原色理论被广泛应用于各种涉及视觉的场合。
补色的概念:从白色中减去颜色A所形成的颜色,称之为颜色A的补色 (complementary color)。
补色的形成:(白色减掉三原色,就是黑色)




补色的特点:当使用某个补色滤镜时,该补色对应的原色会被过滤掉:

原色以及所对应补色的名称:
原色

红色(Red)

绿色(Green)

蓝色(Blue)
补色

青色(Cyan)

洋红色(Magenta)

黄色(Yellow)
颜色再现有两种方式:
1、原色加法:三原色全部参与叠加形成白色,任意其中两种原色相加形成不参与合成的颜色的补色。




这是合成的示意图:

加色法
2、原色减法:三补色全部参与叠加形成黑色,任意其中两种补色相加形成不参与合成的颜色的原色。




这是合成的示意图:

减色法
原色加法比较简单,由原色叠加而形成其他颜色,但是应用较少;而原色减法是从白色中减掉相应原色而形成其他颜色,就是用补色来叠加形成其他颜色,应用的场合比较多。
色彩空间
随着数字摄影的兴起,计算机处理图象已经成为主流,但是现在多数的计算机设备无法完全再现人眼可辨认的色彩。一般的数字影像都是采用了sRGB色彩空间,处理范围比较宽的是Adobe RGB。下面是国际照明委员会(CIE)颁布的CIE1993-RGB系统的色度图: