Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng: Chương 1.2 - ThS. Nguyễn Cao Trí

Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng: Chương 1.2 Màu sắc, cung cấp cho người học những kiến thức như: Tính ba màu; Hệ thống màu RGB; Hệ màu XYZ; các tính toán trong hệ màu XYZ. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

Chương 1 (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

ThS Nguyễn Cao Trí

ThS Nguyễn Cao Trí

Ánh sáng là bức xạ điện từ, tuân theo định luật sóng và hạt mà mắt người có thể

cảm nhận được một cách trực tiếp (λ= 380÷780nm) Nó có vận tốc truyền

trong chân không là 3.108m/s

Màu sắc là cảm giác mang đến cho hệ thần kinh của người từ sự kết hợp tín hiệu của

ba loại tế bào cảm thụ màu ở mắt người Cảm giác này cũng bị ảnh hưởng "dài

hạn" từ trí nhớ lưu lại quá trình học hỏi từ khi lớn lên trong xã hội, và "ngắn hạn"

bởi các hiệu ứng ánh sáng của phông nền

Màu sắc của một tia ánh sánglà cảm giác màu mà tia sáng đó gây nên ở mắt

người Màu sắc của các vật thể là màu sắc của ánh sáng xuất phát từ chúng

Tính ba màu Trong mắt người có 4 loại tế bào cảm thụ màu của ánh sáng:

+ Loại trội với màu đỏ + Loại trội với màu xanh lá

+ Loại trội với màu xanh da trời

+ Loại nhạy cảm với cả 3 màu  cho cảm giác về độ chói của màu

 Khi 3 loại tế bào cảm quang trên phản ứng không đều sẽ cho ta cảm giác màu có sắc, còn khi phản ứng của chúng đều nhau sẽ cho ta cảm giác màu vô sắc.

Tính ba màu Nếu đặt 2 màu liền nhau trên nền trắng, mắt sẽ thấy hỗn hợp: 2 màu đơn sắc và 1 hỗn hợp màu có bước sóng trung gian giữa 2 màu đơn sắc đó.

AS màu xanh da trời (λ = 436 nm)

AS màu vàng (λ = 580 nm)

AS màu xanh lá (λ = 546 nm) Nếu chọn được 3 màu cơ bản (sao cho 2 trong 3 màu đó có bước sóng ở 2 đầu của phổ nhìn thấy) thì khi hỗn hợp 3 màu với liều lượng hợp lý sẽ cho mắt cảm nhận được tất cả các màu sắc.

Trang 2

Năm 1931, Ủy hội chiếu sáng quốc tế (C.I.E) xác định 3 màu cơ bản:

Màu đỏ (Red) – R (λ = 700 nm)

Màu xanh lá (Green) – G (λ = 546 nm)

Màu xanh da trời (Blue) – B (λ = 436 nm)

Tính ba màu

(C.I.E) quy định các nguồn AS trắng

tiêu chuẩn sau:

A: AS do đèn sợi đốt phát xạ, 2854K

B: AS bầu trời giữa trưa, 4879K

C: AS bầu trời trung bình, 6740K

D65: AS trời có nhiều tia tím, 6504K (PAL, SECAM)

D55: 5500K, (NTSC) D75: 7500K D93: 9300K

Hệ thống màu RGB:

Mô hình màu R G B sử dụng ánh sáng đỏ , xanh lá cây và xanh lam được

tổ hợp với nhau theo nhiều phương thức khác nhau để tạo thành các

màu khác Red+ Green= Yellow

Green+ Blue= Cyan

Blue + Red = Magenta Red + Green + Blue = trắng Không có nguồn sáng = đen

Đặc điểm của hệ thống RGB :

- Không thể dùng 2 màu cơ bản để pha thành màu cơ bản thứ 3

- 2 màu cơ bản pha nhau thành màu trội

- 3 màu cơ bản pha nhau thành màu trắng

- Bước sóng của màu hỗn hợp phụ thuộc tỉ lệ độ chói của 3 bức xạ đơn sắc cơ bản

- Độ chói của màu hỗn hợp bằng tổng độ chói của các màu thành phần

Cách hỗn hợp 3 màu cơ bản:

Đỏ (R)–Xanh lá (G) –Xanh da trời (B) Được gọi là hệ thống màu RGB

Nhược điểm của hệ thống RGB:

Một số màu có bước sóng từ 436 nm đến 546 nm cần màu đỏ có độ chói âm

Hệ thống màu RGB:

Hệ màu RGB

Phương trình màu bất kỳ trong hệ RGB: Φ = r’R + g’G + b’B

Φ: Thông lượng bức xạ khảo sát

R, G, B: Giá trị đơn vị của các màu chính

r’, g’, b’: Tọa độ màu, chỉ số lượng các màu chính

r, g, b: Tọa độ màu, chỉ vị trí

rλ’, gλ’, bλ’ : Tọa độ màu của bức xạ đơn

Φλ:thông lượng bức xạ đơn (W)

Tọa độ màu sắc:

σ ' b

= b

; σ ' g

= g

; σ ' r

= r

σ = r’ + g’ + b’

r + g + b = 1 Tọa độ màu riêng:

' b '

g '

r

Trang 3

Φ1= 100R + 50G + 30B

Φ2= 20R + 30G + 10B

Trang 4

Hệ màu XYZ

Để khắc phục nhược điểm của hệ thống màu RGB, Ủy ban hội chiếu sáng quốc

tế (C.I.E) đã đề xuất hệ thống 3 màu cơ bản ảo XYZ suy từ hệ thống RGB.

X = 0,4185R – 0,0912G + 0,0009B

Y = - 0,1588R + 0,2524G – 0,0025B

Z = - 0,0829R + 0,0157G + 0,1786B

Đặc điểm của hệ mới:

• Màu sáng trắng W là tổng hợp của một màu đơn vị

• Đặc tính số lượng màu xác định bởi thành phần Y

• Quang thông của màu đơn vịΦ Y = 683 lm, Φx= Φz= 0

• Huy độ Lx=Lz= 0, Ly = 683 cd/m 2

• Tọa độ màu sắc của nguồn sáng chuẩn W: x = y = z = 1/3

Hệ màu XYZ

Phương trình màu: Φ = x’X + y’Y + z’Z

Φ: Màu sắc bức xạ, biểu thị qua phương trình màu

X, Y, Z: Màu chính của hệ

x’, y’, z’: Tọa độ màu, Chỉ số lượng màu

x’X, y’Y, z’Z: Thành phần màu

xλ’, yλ’, zλ’ : Tọa độ màu của bức xạ đơn

Φλ:thông lượng bức xạ đơn

Tọa độ màu sắc:

σ ' z

= z

; σ

' y

=

y

;

σ

'

x

=

x

σ = x’ + y’ + z’

x + y + z = 1

Tọa độ màu riêng:

' z '

y '

x

Trang 5

CÁC TÍNH TOÁN TRONG HỆ MÀU XYZ

Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp 2 bức xạ cho trước bằng

phương trình màu

Φ1= x1’X + y1’Y + z1’Z

Φ2= x2’X + y2’Y + z2’Z

Phương trình màu của hỗn hợp

Φhh= Φ1+ Φ2 = (x1’+x2’)X + (y1’+y2’) Y + (z1’+z2’) Z

Tọa độ màu sắc của bức xạ:

σ = (x1’+x2’) + (y1’+y2’) + (z1’+z2’)

x = (x1’+x2’) /σ ; y = (y1’+y2’) /σ ; z = (z1’+z2’) /σ

Xác định tọa độ màu sắc của bức xạ phức tạp bao gồm n bức xạ đơn

có tọa độ màu x’i; y’i; z’i

Tọa độ màu của bức xạ phức tạp:



x y '   yi, z '   zi,

Tọa độ màu sắc của bức xạ phức tạp:



'

x

x 



'

y

y 



'

z

z 

CÁC TÍNH TOÁN TRONG HỆ MÀU X YZ

Tính toán màu sắc của bức xạ có phổ vạch

Khi bức xạ được cho dưới dạng thông lượng bức xạ đơn:

Φeλ1, Φeλ2, Φeλ3, … Φeλn(W).

Tọa độ màu của bức xạ:

x’ = ∑ Φeλixλi ; y’ = ∑ Φeλiyλi ; z’ = ∑ Φeλizλi

Tọa độ màu sắc của bức xạ:

x = x’/σ ; y = y’/σ ; z = z’/σ

Khi bức xạ được cho dưới dạng quang thông của mỗi vạch:

Φλ1, Φλ2, Φλ3, … Φλn(lm).

Thông lượng bức xạ đơn:

Tọa độ màu của bức xạ:

Tọa độ màu sắc của bức xạ:

x = x’/σ ; y = y’/σ ; z = z’/σ

i i

i e

y y

y

) ( 683 ) (

'













i i i y

x x



 683

i i i y

y y



 683

i i i y

z z



 683 '

Tính toán màu sắc của bức xạ có phổ vạch

Trang 6

Xác định tọa độ màu sắc của một bức xạ cho

trước bằng phương trình màu:

Φ = 5,2X + 12,7Y + 43Z

1 Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp hai bức

xạ cho trước bằng phương trình màu:

Φ1= 5,2X + 12,7Y + 43Z

Φ2= 38X + 84,2Y + 82,5Z

1 Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp ba bức

xạ cho trước bằng phương trình màu:

Φ1= 5,2X + 12,7Y + 43Z

Φ2= 38X + 84,2Y + 82,5Z

Φ3= 20X + 30,1Y + 50,5Z

2 Cho tọa độ màu sắc và huy độ hai nguồn bức xạ:

Nguồn 1: x1= 0,1; y1 = 0,2; L1= 2750 cd/m2 Nguồn 2: x2= 0,2; y2 = 0,3; L2= 2570 cd/m2 Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp?

Trang 7

3 Cho tọa độ màu sắc và quang thông hai nguồn

bức xạ:

Nguồn 1: x1= 0,35; y1= 0,4; Φ1= 4500 lm.

Nguồn 2: x2= 0,51; y2= 0,12; Φ2= 5397lm.

Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp?

Xác định tọa độ màu sắc hỗn hợp 2 bức xạ đơn, nếu

quang thông của chúng: Φλ1 = 540lm; Φλ2 = 700lm; và

các bước sóng λ1= 0,45 μm, λ2= 0,6 μm.

Một nguồn sáng có phổ vạch với các bước sóng λ1= 0,5 μm,

λ2= 0,64 μm Xác định tọa độ màu sắc của nguồn sáng nếu huy độ của các bước sóng L1= 150 cd/m2; L2= 350 cd/m2.

Một nguồn bức xạ có phổ vạch, có các thông lượng bức

xạ đơn: Φeλ1= 12W; Φeλ2= 20W; Φeλ3= 35W ứng với các bước sóng λ1= 650 nm, λ2= 570 nm, λ3= 420 nm

a Xác định màu sắc bức xạ của nguồn sáng

b Viết phương trình của nguồn sáng

Trang 8

Xác định tọa độ màu sắc của đèn Natri, biết rằng

các thông lượng bức xạ đơn có các giá trị sau:

λ1= 580 nm, Φeλ1 = 11W;

λ2= 670 nm, Φeλ2 = 150W;

λ3= 840 nm, Φeλ3 = 80W;

λ4= 1100 nm, Φeλ4 = 20W;

Xác định tọa độ màu sắc của đèn Natri, biết rằng

các thông lượng bức xạ đơn có các giá trị sau:

λ1= 450 nm, Φeλ1 = 11W;

λ2= 580 nm, Φeλ2 = 150W;

λ3= 620 nm, Φeλ3 = 80W;

λ4= 840 nm, Φeλ4 = 20W;

Xác định tọa độ màu sắc của nguồn sáng, biết rằng các thông lượng bức xạ đơn có các giá trị sau:

λ1= 400 nm, Φeλ1 = 11W;

λ2= 450 nm, Φeλ2 = 150W;

λ3= 500 nm, Φeλ3 = 80W;

λ4= 600 nm, Φeλ4 = 20W;

Một nguồn sáng dạng đĩa tròn phát sáng đều, đường

kính D = 1 cm phát ra quang thông Φ = 6310 lm và

có tọa độ màu sắc x = 0,3; y = 0,4 Viết các phương

trình màu của nguồn sáng được biểu thị bằng lumen

và bằng cd/m2.

Trang 9

Một nguồn sáng đều hình trụ phát ra các bước sóng

λ1 = 0,5 μm, λ2 = 0,6 μm Cường độ ánh sáng theo

hướng vuông góc với trục hình trụ Iλ1 = 20 cd, Iλ2 =

40 cd Xác định tọa độ màu sắc và viết phương trình

màu của nguồn sáng.

Cho nguồn sáng 1 có dạng trụ phát sáng đều chỉ bề mặt xung quanh,

có cường độ ánh sáng theo hướng 45olà 250 cd, đường kính D = 30

cm, dài h = 50 cm, tọa độ màu sắc: x1= 0,27; y1= 0,43 Nguồn sáng

2 có dạng đĩa phát sáng đều cả 2 bề mặt, cường độ ánh sáng theo

hướng 45olà 450 cd, đường kính D = 45 cm, tọa độ màu sắc: x2=

0,48; y2= 0,39.

a Viết phương trình màu của từng nguồn sáng và hỗn hợp theo

cd/m2.

b Xác định tọa độ màu sắc của hỗn hợp.

c Xác định sắc màu của hỗn hợp.

Trang 10

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	693,7 KB