现代光学基础-光学教程（东南大学）光学报告

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1、现代光学演示实验辐射光谱测量演示实验实验报告姓名：姜彬学号：06210631专业：电子科学与技术现代光学演示实验一．实验目的……………………………………………3二．实验原理……………………………………………3三．实验仪器……………………………………………6四．实验数据……………………………………………6五．实验结果……………………………………………7六．实验分析……………………………………………9现代光学演示实验一．实验目的1.理解色度学基础的相关基本概念；2.了解1931CIE-XYZ标准色度系统；3.计算1931

2、CIE-XYZ标准色度系统辐射谱的色度坐标；4.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

3、+0.990B现代光学演示实验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

4、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5-28CIExy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

5、明视光谱光视效率函数，所以CIE-XYZ光谱三刺激值、、又称为"CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值"，简称"CIE现代光学演示实验标准色度观察者"，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

6、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现代光学演示实验，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xy电脑显示

7、屏红0.58580.3521绿0.30990.5557蓝0.16390.1671发光二极管红0.69190.3055绿0.17580.7242蓝0.14150.0480白光背光LED红0.61240.3443绿0.31810.5676蓝0.15190.1272白光自发光LED红0.65850.3387绿0.17590.7228蓝0.14520.0440荧光灯0.31930.3380白炽灯0.45960.4112现代光学演示实验五．实验结果：显示屏色度图：LED灯色度图：现代光学演示实验Iphone手机色度图：Sams

8、ung手机色度图：现代光学演示实验六．实验分析：从图像上看，发光二极管图线所围成的面积最大，因为演示实验中发光二极管为专业制作，故呈现效果非常好；其次是手机屏，因为采用了自发光原理，没有杂乱背景，呈现效果相当出色；包围面积最小的是白光背光手机LED屏和PC显示屏，没有涵盖大部分色彩，显示效果不太好，但大致接近三原色光。因此，可以得出结论，发光二