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1、绿色照明LED实用技术第一章 照明相关基础知识1.1光度学基础概念1.1.1光本质的剖析一、 光的定义 光蕴含着能量和信息，又是生命所不可或缺的。光是什么？这个问题不知在多少人的脑海中闪过。然而，这个问题却并不好回答。在自然科学从宗教中分离开之前，人类对于光的本质的理解几乎没有进步，只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。牛顿构建了经典物理学的大厦后，人类的科学思想得到突破，开始讨论类似“光是什么?”的问题，并且在一定程度上取得了理论上的成果。牛顿时代，对这个问题的回答，存在“粒子学说”和“波动学说”两种声音。牛顿认为光是一种粒子，就像原子一样的小颗粒。光学史上的第一位伟大科学家，与牛顿
2、同时代的惠更斯提出光是一种波的概念，而且提出了光学的惠更斯原理。两种声音中，历史证明惠更斯的思想正确指引了光本质的探讨。等到麦克斯韦将电磁波理论完全建立起来后，人们发现电磁波的速度就是光速，从而论证了光就是一种电磁波（场）。就在人们认为光就是一种电磁波，惠更斯在光学上完全战胜牛顿时，人类进入了20世纪。短短十年内，量子理论和相对论相继建立，物理学由经典物理进入了现代物理学。牛顿精神神奇的在量子理论中复活，量子理论的确立，很大原因建立于人们对光学的几个重要的波动学说无法解释的实验的理论研究。爱因斯坦提出光量子的概念，再次回到光的粒子性的问题。至此，光是具有波粒二象性的物质成为理论上的妥协点。之后
3、的意大利物理学家德布罗意更是提出所有物质都具有波粒二象性的理论，即认为所有的物体都既是波又是粒子。将人类对物质的属性的理解完全展拓了。那么，做一个简单的总结：从光的波动性上讲，光是电磁波的一部分。请大家看下图。从这张图，我们可以看出：可见光在整个电磁波谱中仅仅占据了很小的一部分，波长从380nm到780nm。波长比可见光长的辐射称为红外辐射。波长比可见光短的辐射称为紫外辐射。二、光的传播因为我们这门课，侧重于研究照明方面的光学知识，所以在研究光的时候，多从宏观角度去看问题。1. 光的速度各种辐射能在真空中的传播速度为，每秒299793Km。当辐射能通过介质时，波长和速度发生改变；而频率由产生电
4、磁波的辐射源决定，它不随所遇到的介质而改变。表1-1给出了不同介质中的光速。波长代表相邻波峰之间的距离。因在波谱中的范围不同，单位也不同。请看下图皮米（pm）、飞米(fm)、阿米(am)书本上提到了电力传输波，这里我们来简单聊一下无线电传输。利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电力，供人们使用。此技术目前仍处于研究阶段，早在前两年，各国科学家就开始研究利用无线电力传输技术，在月球建设太阳能发电站，然后将其传送到地球为人类提供服务。 日本也在大力研究当中并计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。在2010CES展会（
5、国际消费类电子产品展览会，简称国际消费电子展，英文名International Consumer Electronics Show每年1月在美国内华达州拉斯维加斯举行，由消费电子协会赞助。在展览期间，会有许多产品的预览或宣布新产品。常简称为CES。）上，海尔推出了一款无尾电视，正是应用了无线电力传输技术。2.光的反射当光线遇到非透明物体表面时，大部分光被反射，小部分光被吸收。光线在镜面和扩散面上的反射状态有以下几种：l 规则反射镜面反射。遵循几何光学中的光的反射定律。l 散反射 光线从某方向入射到经散射处理的铝板、经涂刷处理的金属板或毛面白漆涂层，反射光向各个不同方向散开，但其总的方向是一致的
6、，其光束的轴线方向仍遵守反射定律。l 漫反射 光线从某一方向入射到粗糙表面或无光泽镀层的表层时，光线被分散在许多方向。在宏观上不存在规则反射，这种光的反射称为漫反射。如果反射遵从朗伯余弦定律：即向任意方向的光强与该反射面法线方向的光强所成的角度的余弦成比例，而与光入射方向无关，这种光的反射称为各向同性漫反射。在这种情况下，从反射面的各个方向看去，反射光亮度均相同。l 混合反射 光线从某方向入射到漆釉或带高度光泽的漆层上时，规则反射和漫反射并存，称为混合反射。这种反射在定向反射方向上的发光强度比其他方向要大得多，且有最大亮度，其亮度分布是不均匀的。3.光的折射与投射1) 折射 光线穿过光滑界面进
7、入第二种介质，会按下述规律变化。（用天大的课件第一章演示）2) 透射 前面我们在讲光的反射时，提到光线照射到非透明物体情况。如果光线照射到透明物体表面时，一部分光被反射，一部分光被吸收，大部分光投射过去。投射光在空间分布状态有以下几种情况：我们可以对照光的反射来研究。l 规则投射 光线照射到透明材料上时，按照斯涅尔定律投射。l 散透射 光线穿过如磨砂玻璃等材料时，在投射方向上光强较大，其它方向光强较小，表面亮度也不均匀。l 漫透射 光线照射到散射性好的材料如乳白玻璃上时，投射光向各个方向散开并均匀分布在整个半球空间内，其遵循朗伯定律。l 混合透射 透射特性介于规则透射和漫透射之间。3） 吸收
8、是由于光能转变成能量的其它形态。如果媒质是均匀的，则当一定波长的平行光束穿过该媒质时，光强损失如下其中，为何波长有关的线吸收率。有些材料在可见光范围内对不同波长有不同的吸收率。我们可以用这种材料制作滤色片。在某种特定条件下，媒质的吸收率可以为负值，这就意味着光线通过这些材料时，光强增加了，这就是激光器的原理。1.1.2 光是如何进行定量描述的可见光是可以用辐射量和光学量这两种量值系统来度量的，把可见光作为物理现象来研究，应采用辐射量值系统；而研究与人的视觉有光问题时，采用光学量值系统。我们研究的是光学量值问题，下面先介绍几个概念。一、 光通量(luminous flux)1.定义：光源在单位时
9、间内发出的光量2.公式：3.单位：lm（流明）它是根据辐射对标准观察者（对于任何刺激，锥体细胞的反应通过积分计算出来，即将刺激的光谱功率分布逐个按波长乘以每个锥体细胞的光谱灵敏度，然后将所有的乘积加起来。如果刺激是物体，它的光谱功率分布是照射物体的光源的光谱功率分布与其光反射率的乘积。我们需要一个目视色度计，它能显示与理想观察者遇到的任何刺激匹配的颜色。制造这种色度计的最容易的方法是利用3种单色（单一波长）的假设光。在制造目视色度计时，对于该理想观察者，最佳的原色是450nm、550nm和650nm的颜色，每种原色只能刺激一类感受器。原色与感受器光谱灵敏度最大值相一致，产生最大效率。通过改变4
10、50nm、550nm和650nm波长的光的光量，任何刺激都可以匹配。原色为450nm、550nm和650nm的目视色度计标准化以后，就可用来测量理想观察者感兴趣的任何刺激的颜色。）的作用导出的光通量。对于上面的公式，大家现在还不好理解，等我们学完第三节光与人的关系后，相信大家会有一个更好的理解。二、发光强度 1.定义 光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的光强度。2.公式 3.单位cd （坎德拉）三、光照度 E1.定义 物体被照亮的程度，单位表面接受到的光通量。2.公式 3.单位 lx（勒克斯） 1lx的照度是比较小的，在此照度下大致能辨认周围的物体，进行区别细小零件的
11、工作是不可能的。（举例）四、光出射度M1.定义 光源表面上某一微小面元向半个空间发出的光通量为，则此面元的光出射度为2.公式 3.单位 光出射度和照度具有相同的量纲，其区别在于光出射度是表示发光体发出的光通量表面密度，照度则表示被照物体接受的光通量密度。 对于因反射或透射而发光的二次发光表面，其光出射度是反射发光透射发光 五、亮度 L1.定义 光源在某一方向上的光亮度是光源在该方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量。2.公式 式中为通过给定点的辐射束元传输的并包含给定方向立体角内传播的光通量。3.单位 坎德拉每平方米（）1.1.3 近代光源的技术指标和评价方式1.2色度学基础概念1.2.
12、1什么是颜色国际照明委员会和我国国家标准规定，颜色是目视感知的一种属性，可用白、黑、灰、黄、绿、红等颜色名称进行描述。光源色是指光源发射的颜色。物体色是光被物体反射或透射后的颜色。表面色是漫反射、不透明物体表面的颜色。一、无彩色和彩色颜色分为无彩色和彩色两大类。无彩色在知觉上是指无色调的知觉色，通常用白、灰、黑等色名。白色、黑色和各种深浅不同的灰色，可以排列成一个系列，称为黑白系列。黑白系列的无彩色代表物体反射比的变化，在视觉上表现为明度的变化，愈接近白色，明度越高，愈接近黑色，明度愈低。白色、黑色和灰色对光谱各波长的反射没有选择性，故称他们为中性色。彩色在知觉意义上是指有色调的知觉色，彩色有
13、三个特性：色调、明度和彩度。无彩色只有明度的差别，没有色调和彩度这两个特性。对于无彩色的物体只能根据明度的差别来辨认物体。二、颜色的混合颜色可以通过光混合，也可以通过染料混合，但两种混合的结果是不同的，前者称为相加混合，后者称为相减混合。因为颜色光的混合是由于不同颜色光引起眼睛的同时兴奋，而染料混合则是不同波长的光在所混合的染料微粒中逐渐被吸收。对于相加混合，符号以下颜色混合定律。l 人的视觉只能辨别颜色的3种变化：明度、色调、彩度。l 在有两种成分的混合色中，如果一个成分连续的变化，混合色外貌也随之连续变化。补色率：每一种颜色都有一个相应补色。如果某一颜色和其补色以适当比例混合，便产生白色或
14、灰色；如果按其它比例混合，则产生偏向比重大的颜色成分的非饱和色。中间色率：任何两个互补色相混合，便产生中间色，其色调取决于两颜色的相对数量，其饱和度取决于两者在色调顺序上的远近。l 颜色外貌相同的光，不管其光谱组成是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。颜色代替率：相似颜色混合后仍相似。颜色混合方法来产生或代替各种所需要的颜色，现代色度学就是在此定律基础上的。l 由各种颜色光组成的总亮度等于组成混合光的各颜色光的亮度总和，该定律称为亮度相加定律。相减混合用图例说明1.2.2 色彩是如何表达的各种光源发出的光，由于光谱功率分布的差异，显现出各种不同的颜色。世间万物的光谱发射率（或投射率）不尽相同，
15、因而大自然在日光下照射下才显得五彩缤纷。如何表达光源和物体的颜色，下面介绍两种系统。一、孟赛尔系统孟塞尔所创建的颜色系统是用颜色立体模型表示颜色的方法。它是一个三维类似球体的空间模型，把物体各种表面色的三种基本属性色相、明度、饱和度全部表示出来。以颜色的视觉特性来制定颜色分类和标定系统，以按目视色彩感觉等间隔的方式，把各种表面色的特征表示出来。目前国际上已广泛采用孟塞尔颜色系统作为分类和标定表面色的方法。孟塞尔颜色立体如图所示，中央轴代表无彩色黑白系列中性色的明度等级，黑色在底部，白色在顶部，称为孟塞尔明度值。它将理想白色定为10，将理想黑色定为0。孟塞尔明度值由0-10，共分为11个在视觉上
16、等距离的等级。在孟塞尔系统中，颜色样品离开中央轴的水平距离代表饱和度的变化，称之为孟塞尔彩度。彩度也是分成许多视觉上相等的等级。中央轴上的中性色彩度为0，离开中央轴愈远，彩度数值愈大。该系统通常以每两个彩度等级为间隔制作一颜色样品。各种颜色的最大彩度是不相同的，个别颜色彩度可达到20。孟塞尔颜色立体水平剖面上表示10种基本色。如图5-18所示，它含有5种原色：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和5种间色：黄红（YR）、绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。在上述10种主要色的基础上再细分为40种颜色，全图册包括40种色相样品。任何颜色都可以用颜色立体上的色调、明
17、度值和彩度这三项坐标来标定，并给一标号。标定的方法是先写出色相H，再写明度值V，在斜线后写彩度C。HV/C=色调明度值/彩度例如标号为10Y8/12的颜色：它的色相是黄（Y）与绿黄（GY）的中间色，明度值是8，彩度是12。这个标号还说明，该颜色比较明亮，具有较高的彩度。3YR6/5标号表示：色相在红（R）与黄红（YR）之间，偏黄红，明度是6，彩度是5。对于非彩色的黑白系列（中性色）用N表示，在N后标明度值V，斜线后面不写彩度。NV/=中性色明度值/例如标号N5/的意义：明度值是5的灰色。另外对于彩度低于0.3的中性色，如果需要做精确标定时，可采用下式：NV/（H，C）=中性色明度值/（色相，彩
18、度）例如标号为N8/（Y，0.2）的颜色，该色是略带黄色明度为8的浅灰色。二、CIE表色系统l CIE XYZ系统混合实验发现，所有颜色的光都可以由某3种单色光按一定比例混合而成。这3种单色光中的任何一种都不能由其余两种颜色混合产生。这三种颜色称为3原色。l CIE 1960均匀色度标尺图CIE XYZ系统和CIE 1960均匀色度标尺图的区别从图中可以清晰的发现三色所占的面积发生了显著的变化。l CIE均匀颜色空间1.3光与人的关系1.4LED绿色照明的含义参考现代灯光设备与系统工程色度学是本世纪发展起来的以物理光学、视觉生理学和视觉心理学等学科领域为基础的综合性学科。它超出了通常意义下的物
19、理学范围，但又常常在物理学中介绍它。在科学研究、生产和生活中有许多现象往往和视觉联系在一起，这些现象是物理过程和生理过程的一种混合。要完全理解这些现象，必须研究视觉这个领域，特别是色的视觉，即色度学所涉及的问题。1. 什么是颜色国际照明委员会和我国国家标准规定，颜色是目视感知的一种属性，可用白、黑、灰、黄、绿、红等颜色名称进行描述。l 颜色是如何形成的。颜色来源于光。可见光包含不同波长的单色辐射在视觉上反映出不同的颜色。在两个相邻颜色范围的过渡区，人眼还能看到各种中间颜色。先说一下光源色。光源色是光源发出的光的颜色。对于一个光源，其发出的光经常是由不同波长单色辐射组成的，每个波长的单色辐射功率
20、也不一样。光源的单色辐射功率，按波长进行的相关分布称作光源的光谱功率分布（光谱的能量分布） ，它决定着光的色表和显色性能。物体色是光被物体反射或透射后的颜色。例如，用白光照射物体某一表面，物体吸收白光包含的绿光和蓝光，反射红光，这一表面呈红光。若用蓝光照射，它将呈现黑色。反之，若用红光照射，它将呈现鲜艳的红色。表面色是漫反射、不透明物体表面的颜色。l 颜色的分类颜色可分为无彩色和彩色两大类。无彩色在知觉意义上是指无色调的知觉色，指白色、黑色和中间深浅不同的灰色。他们可以排成一个系列，称为黑白系列。黑白系列的无彩色代表物体的反射比的变化，视觉上表现为明度的变化，越接近白色明度越高，越接近黑色，明
21、度越高。白色、黑色和灰色物体对光谱各波长的反射没有选择性，故称它们为中性色。 彩色是指有色调的知觉色，有三个特征：色调、明度和彩度，色彩三要素。色调（色相hue,H）,各彩色彼此区分的特性，如红、橙、黄、绿等。色调，取决于该种颜色的主要波长。各种单色光在白色背景上呈现的颜色，就是光谱色的色调。明度（lightness value V），颜色相对明暗的特性。物体色的明度则反映为光反射的变化，反射比大的，明度越高。彩度（色饱和度，chroma,C）指彩色的纯洁性，描述颜色的深浅程度的物理量。光谱色掺入的白光越多，彩度愈低。色调和饱和度合称色品，是颜色的色度学特征；亮度是颜色的光度学特征。色调、饱和
22、度和明度这三个感觉量一起决定了颜色的特征。l 颜色的混合颜色可以通过光混合，也可以通过染料混合或不同颜色滤光片混合，但两种混合的结果是不同的，前者称为相加混合，后者称为相减混合。因为颜色光的混合是由于不同颜色光引起眼睛的同时兴奋，例如不同颜色光的灯具在舞台布光以及彩色电视的颜色合成中的应用。在近处或通过放大镜观察彩色电视荧光屏上的彩色图象时会发现，它是由密密麻麻的红、绿、蓝色发光小点嵌集合成的，而且，各个彩色小点的亮度是不同的。在绿色小块里，绿色小点发光特别明亮，在黄色小块里红色和绿色小点发光明亮，蓝色小点暗黑，而在白色小块里三种小点全都发光明亮。在较远的距离观察彩色电视机，人们就看不出各个彩
23、色小点，见到的只是均匀地带着某种颜色的小块。这是因为眼睛离荧光屏的距离已达到视觉锐度不再能区分开各个彩色小点的程度，各个彩色小点射出的光线同时作用到人眼视网膜的视觉细胞上，使之产生一个整体的彩色感觉。因此，可以说，彩色电视里的五颜六色的画面是由红色、绿色和蓝色三种颜色相加混合产生的。（空间混色法）而染料混合则是不同波长的光在所混合的染料微粒中逐渐被吸收。例如彩色绘画、印染技术和舞台灯光滤光片的组合等范畴。实验表明：任何一种颜色都可以用三种颜色组成。红、绿、蓝三色按不同比例混合能配出范围相当大的常规颜色。这就是三原色原理。红、绿、蓝三色光称为相加三基色。三基色的选择不是唯一的。由于红、绿、蓝相加
24、三基色能配出的色域较广，品种较多，所以人们愿意选用红、绿、蓝相加三基色。原则上，只要三种颜色的任一种都不能被其余两种相加配出，那么这三种颜色就是一组三基色。需要说明的是，任何实际的三基色，即使较好的红、绿、蓝，也不能配出自然界所有的一切颜色。对于相加混合，符号以下颜色混合定律。l 人的视觉只能辨别颜色的3种变化：明度、色调、彩度。l 在有两种成分的混合色中，如果一个成分连续的变化，混合色外貌也随之连续变化。补色率：每一种颜色都有一个相应补色。如果某一颜色和其补色以适当比例混合，便产生白色或灰色；如果按其它比例混合，则产生偏向比重大的颜色成分的非饱和色。比如红光和青光、绿光和品红、黄和蓝。中间色
25、率：任何两个互补色相混合，便产生中间色，其色调取决于两颜色的相对数量，其饱和度取决于两者在色调顺序上的远近。l 颜色外貌相同的光，不管其光谱组成是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。颜色代替率：相似颜色混合后仍相似。颜色混合方法来产生或代替各种所需要的颜色，现代色度学就是在此定律基础上的。l 由各种颜色光组成的总亮度等于组成混合光的各颜色光的亮度总和，该定律称为亮度相加定律。对于相减混合，就是将混合光中减去某一种或几种颜色光的方法。例如物体色对于光的选择反射就是相减的过程。深红色吸收了白光中的大量蓝和绿，只反射红光。同样，舞台灯具加滤光片，入射光减去一部分光谱辐射功率。在颜色相减混合中，三个减
26、法基色是青、品红和黄。当两种物体色混合或两个滤光片重合时，有重叠相减的效果，其颜色要暗一点。2.色彩是如何表达的各种光源发出的光，由于光谱功率分布的差异，显现出各种不同的颜色。世间万物的光谱反射率不尽相同，因而大自然在日光的照射下才显得五彩缤纷。如何表达光源和物体的色彩，下面介绍了两种系统。l 孟塞尔系统孟塞尔所创建的颜色系统是用颜色立体模型表示颜色的方法。它是一个三维类似球体的空间模型，把物体各种表面色的三种基本属性色相、明度、饱和度全部表示出来。以颜色的视觉特性来制定颜色分类和标定系统，以按目视色彩感觉等间隔的方式，把各种表面色的特征表示出来。目前国际上已广泛采用孟塞尔颜色系统作为分类和标
27、定表面色的方法。孟塞尔颜色立体如图5-17所示，中央轴代表无彩色黑白系列中性色的明度等级，黑色在底部，白色在顶部，称为孟塞尔明度值。它将理想白色定为10，将理想黑色定为0。孟塞尔明度值由0-10，共分为11个在视觉上等距离的等级。 图5-17孟塞尔颜色立体示意图在孟塞尔系统中，颜色样品离开中央轴的水平距离代表饱和度的变化，称之为孟塞尔彩度。彩度也是分成许多视觉上相等的等级。中央轴上的中性色彩度为0，离开中央轴愈远，彩度数值愈大。该系统通常以每两个彩度等级为间隔制作一颜色样品。各种颜色的最大彩度是不相同的，个别颜色彩度可达到20。孟塞尔颜色立体水平剖面上表示10种基本色。如图5-18所示，它含有
28、5种原色：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和5种间色：黄红（YR）、绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。在上述10种主要色的基础上再细分为40种颜色，全图册包括40种色相样品。图5-18孟塞尔色相的标定系统任何颜色都可以用颜色立体上的色相、明度值和彩度这三项坐标来标定，并给一标号。标定的方法是先写出色相H，再写明度值V，在斜线后写彩度C。HV/C=色相明度值/彩度例如标号为10Y8/12的颜色：它的色相是黄（Y）与绿黄（GY）的中间色，明度值是8，彩度是12。这个标号还说明，该颜色比较明亮，具有较高的彩度。3YR6/5标号表示：色相在红（R）与黄红（YR）之
29、间，偏黄红，明度是6，彩度是5。对于非彩色的黑白系列（中性色）用N表示，在N后标明度值V，斜线后面不写彩度。NV/=中性色明度值/例如标号N5/的意义：明度值是5的灰色。另外对于彩度低于0.3的中性色，如果需要做精确标定时，可采用下式：NV/（H，C）=中性色明度值/（色相，彩度）例如标号为N8/（Y，0.2）的颜色，该色是略带黄色明度为8的浅灰色。l CIE表色系统把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配，颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。图5-24中左方是一块白色屏幕，上方为红R、绿G、蓝B三原色光，下方为待配色光C，三原色光照射白屏幕的上半部，待配色光照射白屏幕的下半部，白屏幕上下两部
30、分用一黑挡屏隔开，由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观察者的眼内。人眼看到的视场如图右下方所示，视场范围在2左右，被分成两部分。图右上方还有一束光，照射在小孔周围的背景白版上，使视场周围有一圈色光做为背景。在此实验装置上可以进行一系列的颜色匹配实验。待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混合形成，当视场中的两部分色光相同时，视场中的分界线消失，两部分合为同一视场，此时认为待配色光的光色与三原色光的混合光色达到色匹配。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同，可用颜色方程表示：C=R（R）+G（G）+B（B） （5-1）式中C 表示待配色光；（R）、（G）、（B）代表产生混合色的红、绿、蓝三原
31、色的单位量；R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量，称为三刺激值；“o”表示视觉上相等，即颜色匹配。图5-24 颜色匹配实验三原色的单位量国际照明委员会（CIE）规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm，在颜色匹配实验中，当这三原色光的相对亮度比例为1.0000：4.5907：0.0601时就能匹配出等能白光，所以CIE选取这一比例作为红、绿、蓝三原色的单位量，即（R）：（G）：（B）=1：1：1。尽管这时三原色的亮度值并不等，但CIE却把每一原色的亮度值作为一个单位看待，所以色所以色光加色法中红、绿、蓝三原色光等比例混合结果为白光，即（R）
32、+（G）+（B）=（W）。采用RGB系统时发现，在某些情况下，有些量出现负值。1931年，又规定了新的系统，即CIE XYZ系统。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。这样，任意色光可表示为：CIE 1960均匀色度标尺图色彩差别量与其它物理量在性质上迥然不同。例如长度这一物理量，人们常常可以任意分割，即使人眼无法分辨的微小长度，还可以借助显微镜和其它物理仪器来测量和观察。但是，对于色彩差别量来说，主要取决于眼睛的判断。如果一个眼睛不能再分辨的色彩差别量，而人们又不能借助物理仪器来观察它，这样它就成了
33、一个无意义的数值。我们把人眼感觉不出的色彩差别量（变化范围）叫做颜色的宽容量。颜色的宽容量反映在CIE xy色度图上即为两个色度点之间的距离。因为，每种颜色在色度图上是一个点，但对人的视感觉来说，当这种颜色的色度坐标位置变化很小时，人眼仍认为它是原来的颜色，感觉不出它的变化。所以，对视感觉效果来说，在这个变化的距离（或范围）以内的色彩差别量，在视觉效果上是等效的。对色彩复制和其它颜色工业部门来说这种位于人眼宽容量范围之内的色彩差别量是允许存在的。1942年，美国柯达研究所的研究人员麦克亚当(D.L.Macadam)发表的一篇关于人的视觉宽容量的论文，迄今为止，仍是在色彩差别定量计算与测量方面的
34、基本著作。麦克亚当的实验结果表明了在xy色度图各种颜色区域的宽容量不一样，蓝色区最小,绿色区最大。图5-37是明度值V=5的孟塞尔新标系统的色度图，可以看出在色度图的相同面积内，蓝色区有较多的颜色（不同色相和彩度），而绿色区内却少得多。就是说，在色度图蓝色部分的同样空间内，视觉能分辩出较多数量的蓝色；而在绿色部分同样的空间内，人眼只能分辨出较少数量的绿色。视觉对蓝色恰可辨别的最小距离与对绿色恰可辨别的最小距离之比竟达20：1。从图5-37中还可以看到，尽管孟塞尔色相和彩度是按视觉等间距来分级的，而在xy色度图中却变成不等间距了，即在xy色度图中相等的空间距离在视觉效果上不是等差的。所以CIE xy色度图不能正确反映颜色差别的视觉效果。如果用xy色度图上两个颜色色度点之间的距离作为色彩感觉差别量的度量，就会给人们造成错误的印象，影响到颜色的匹配和色彩复制的准确性，给色彩设计与复制技术增加困难。因此CIE1931xy色度图不是一个最理想的色度图。1. 是眼球的附属器官（包括眼睑、泪器、眼球肌和眶骨膜等），对眼球有保护、运动和支持作用。属横纹肌，一端附着在视神经周围的骨上，另一端附着在眼球巩膜上，全部由眶骨膜所被包。