如何讓機(jī)器感知真正的彩色世界

作者：時(shí)間：2020-04-01 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：你能準(zhǔn)確說出不同顏色的名字嗎？XYZ三刺激值和RGB三原色的區(qū)別在哪？光譜傳感器又是什么新玩意？如果連肉眼都能明顯看出的顏色變化，傳感器卻無法區(qū)分開來，產(chǎn)品的可靠性還能保證嗎？歡迎來到《走進(jìn)色彩》。

首先，各位請(qǐng)帶著這么個(gè)問題，來仔細(xì)查看以下三張圖片——

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/202004/411617.htm

“這到底是個(gè)什么顏色？？”

“白色？暗白色？灰色？淺灰色？”相信各位都很難有一個(gè)準(zhǔn)確的回答?；蛘呶覀兛梢栽僮鲞@么個(gè)小實(shí)驗(yàn)：打開你的手機(jī)，找到一個(gè)白色的地方，然后逐漸把屏幕亮度調(diào)低——你會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著屏幕變暗，這個(gè)白色漸漸就變?yōu)椤盎疑绷?。甚至你還可以這么理解——“黑色，就是亮度為0的白色！”

其實(shí)顏色的概念，可以分為兩部分：明度（亮度）和色度。上述三種顏色，我們都可以稱之為“白色”，只是它們的亮度不一樣。

一、“顏色”

再來科普一下，我們?nèi)庋凼侨绾慰匆姟邦伾钡摹?/p>

人類的視網(wǎng)膜上的有視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，其中視錐細(xì)胞用于感知強(qiáng)光和負(fù)責(zé)色覺。視錐細(xì)胞有L、M、S型有三種，分別對(duì)紅色（Long長(zhǎng)波）、綠色（Medium中波）、藍(lán)色（Short短波）敏感，見下圖：

正是因?yàn)橛羞@三種細(xì)胞的存在，紅、綠、藍(lán)才成了我們?nèi)祟惖娜?，要注意的是，紅、綠、藍(lán)之所以是三原色，不是因?yàn)槲锢碓?，而是生理原因，比如鳥類有四種感知波長(zhǎng)的細(xì)胞，如果它也是像人類一樣感知色彩的話，那它的原色是四種。

紅色光和綠色光混合可以看到黃色光，那是因?yàn)檫@種混合產(chǎn)生的復(fù)色光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激和黃色的單色光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激等效，但實(shí)際上兩者本質(zhì)上是不同的，只是因?yàn)槿搜鄣奶匦裕攀沟枚呖雌饋硪粯?。黃色的復(fù)色光和黃色的單色光的光譜是不一樣的！

二、CIE 1931 XYZ顏色空間

在紅、綠，藍(lán)三原色系統(tǒng)中，紅、綠、藍(lán)的刺激量分別以R、G、B表示之。由于從實(shí)際光譜中選定的紅、綠、藍(lán)三原色光不可能調(diào)配出存在于自然界的所有色彩，所以，CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）于1931年從理論上假設(shè)了并不存在于自然界的三種原色，即理論三原色，以X，Y，Z表示，以期從理論上來調(diào)配一切色彩，從而形成了XYZ測(cè)色系統(tǒng)。

X原色相當(dāng)于飽和度比光譜紅還要高的紅紫，Y原色相當(dāng)于飽和度比520nm的光譜綠還要高的綠，Z原色相當(dāng)于飽和度比477nm的光譜藍(lán)還要高的藍(lán)。

CIE XYZ顏色空間稍加變換就可得到Y(jié)xy色彩空間，其中Y取三刺激值中Y的值，表示亮度（明度），x、y反映顏色的色度特性——借此，我們也就有了一個(gè)更好的手段，來進(jìn)行對(duì)顏色的考量！