深入浅出：色彩学基础概念解析

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光谱功率分布

光源（单色光或多色光）的颜色主要受其自身光谱功率分布特性的影响。当以波长为中心的小波长宽度内的辐射量为时，单位波长宽度内对应的辐射量称为光谱密度

光源的光谱密度与其波长之间的关系表示为函数，称为光谱功率分布。

比色法主要研究光谱分布的相对值，而不是绝对值。令光谱分布函数的最大值为1或100，对函数的其他值进行归一化，归一化后的光谱功率分布称为相对光谱功率分布。

颜色匹配实验

利用色光相加实现配色实验。

如果代表匹配颜色的单元，则代表产生混合颜色的红、绿、蓝三基色的单元。分别代表红、绿、蓝及配色的数量，则有

三刺激值和色品图

1. 三个刺激值

在配色实验中，选择三种颜色，这三种颜色相加混合可以产生任意颜色。这三种颜色称为三基色，也称为参考色刺激。三基色可以任意选择，但三基色中的任何一种颜色都不能通过其他两种颜色混合得到。最常用的三种原色是红色、绿色和蓝色。

在配色实验中，与待测颜色实现配色所需的三基色的数量称为三刺激值，即上式中的值。

在比色学中，三刺激值的单位不是物理量，而是比色单位，也称为三刺激单位。通过在配色实验装置上选择特定的白光（W）作为标准来确定。所选择的三基色光与该白光相加地混合并匹配。匹配完成后，此时测得的三基色光通量值为为lm，为lm，为流明。三者的比值作为三刺激值的相对亮度单位，即色度单位。

例如，要匹配光的lm、光的lm、光的lm，灯，则有：

此时、、分别为1lm。如果用色度单位表示，则方程为：

式中，；、、。

2. 光谱三刺激值

在配色实验中，当待测光为某一波长的单色光时，可以得到与该某一波长的单色光对应的一组三刺激值、、。通过对不同波长的单色光进行一系列类似的配色实验，可以获得各种波长的单色光对应的三刺激值。如果各单色光的辐射能量保持相同（这样的光谱分布称为等能谱）。利用相同能谱的单色光进行一系列配色实验，得到的三刺激值称为光谱三刺激值。光谱三刺激值也称为颜色匹配函数，其值仅取决于人眼的视觉特性。

下图为RGB配色函数。、、是与等能量光谱颜色匹配的三基色的数量。

任何颜色的光都可以看作是不同单色光的混合，因此光谱三刺激值可以作为颜色色度计算的基础。

3、三种刺激的计算公式

若将两种颜色的光相加混合得到混合光，则混合光的三刺激值为

混合颜色的三刺激值是组成颜色的三刺激值之和。

任何颜色的光都是由单色光组成的。如果预先测量出各单色光的光谱三刺激值，则可以根据混色原理计算出彩色光的三刺激值。

计算方法是用测光法根据光谱分布函数的波长对光谱三刺激值进行加权，得到各个波长的三刺激值，然后积分得到待测光的三刺激值：

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