w****n
发帖数: 5749 | 1 我是物理系学生，而且正好专业是电磁学，知道版上大牛很多，所以有点想刨根问底。
我们都知道自然光的连续光谱，每一种颜色对应的是一个波长（频率），数学上说就是
一个正弦时间信号。
从Fourier Analysis的角度来说，不同颜色代表的时间信号应该是complete and ortho
gonal的。cos(w1t)+cos(w2t)是不可能等于cos(w3t)的。也就是说无论你怎么混，黄光
（700nm）+蓝光（400nm）都不可能变成绿光（500nm）。
那么我们现在普遍使用的RGB3个256来代表自然光连续光谱的频率（颜色）和功率（亮度
）两个量是怎么实现的呢？用黄+蓝混起来的绿色和“真实的”绿色到底有什么相同点和
不同点，使得我们肉眼看上去差不多呢？
这个可能还要牵涉到一些生物学上的知识吧，我们肉眼和人脑应该也是感应有限的几种
颜色来再现自然光的。
我们知道数码相机的感光元件是滤色镜+光电管，直接读取到的应该是每个像素上RGB三
种频率各自的入射总能量，那么这个能量和最后输出的RGB数值究竟有怎样的对应关系？
应该不是直接的线性关系吧？否则也不会有白平衡之类的变量出现了。 |
x5
发帖数: 27871 | 2 不是混频，只是骗你的眼睛
ortho
亮度
点和
【在 w****n 的大作中提到】
: 我是物理系学生，而且正好专业是电磁学，知道版上大牛很多，所以有点想刨根问底。
: 我们都知道自然光的连续光谱，每一种颜色对应的是一个波长（频率），数学上说就是
: 一个正弦时间信号。
: 从Fourier Analysis的角度来说，不同颜色代表的时间信号应该是complete and ortho
: gonal的。cos(w1t)+cos(w2t)是不可能等于cos(w3t)的。也就是说无论你怎么混，黄光
: （700nm）+蓝光（400nm）都不可能变成绿光（500nm）。
: 那么我们现在普遍使用的RGB3个256来代表自然光连续光谱的频率（颜色）和功率（亮度
: ）两个量是怎么实现的呢？用黄+蓝混起来的绿色和“真实的”绿色到底有什么相同点和
: 不同点，使得我们肉眼看上去差不多呢？
: 这个可能还要牵涉到一些生物学上的知识吧，我们肉眼和人脑应该也是感应有限的几种
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h******g
发帖数: 11250 | 3 RGB三原色对应的不是单色光吧，应该是一个连续光谱，但位置不一样
ortho
亮度
点和
【在 w****n 的大作中提到】
: 我是物理系学生，而且正好专业是电磁学，知道版上大牛很多，所以有点想刨根问底。
: 我们都知道自然光的连续光谱，每一种颜色对应的是一个波长（频率），数学上说就是
: 一个正弦时间信号。
: 从Fourier Analysis的角度来说，不同颜色代表的时间信号应该是complete and ortho
: gonal的。cos(w1t)+cos(w2t)是不可能等于cos(w3t)的。也就是说无论你怎么混，黄光
: （700nm）+蓝光（400nm）都不可能变成绿光（500nm）。
: 那么我们现在普遍使用的RGB3个256来代表自然光连续光谱的频率（颜色）和功率（亮度
: ）两个量是怎么实现的呢？用黄+蓝混起来的绿色和“真实的”绿色到底有什么相同点和
: 不同点，使得我们肉眼看上去差不多呢？
: 这个可能还要牵涉到一些生物学上的知识吧，我们肉眼和人脑应该也是感应有限的几种
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w****n
发帖数: 5749 | 4 所以我也觉得这个跟生物学也有关系，我们的眼睛是怎么被骗的呢？饱和度，白平衡这
些概念究竟和人脑的视觉处理过程有怎样的联系？
【在 x5 的大作中提到】
: 不是混频，只是骗你的眼睛
:
: ortho
: 亮度
: 点和
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x5
发帖数: 27871 | 5 不是，
人眼的三种cone cell有不同的相应频谱
具体看wiki吧
http://en.wikipedia.org/wiki/Color_vision
【在 h******g 的大作中提到】
: RGB三原色对应的不是单色光吧，应该是一个连续光谱，但位置不一样
:
: ortho
: 亮度
: 点和
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w****n
发帖数: 5749 | 6 浅绿和深绿，浅蓝和深蓝确实不是一种频率
但是感光元件上的像素应该只对应一种频率吧？显示器上的像素点发射的肯定也是3个确
定的频率，能控制的只是功率而已。
所以我想知道是怎么用3个功率来模拟那么多个频率和功率的。
【在 h******g 的大作中提到】
: RGB三原色对应的不是单色光吧，应该是一个连续光谱，但位置不一样
:
: ortho
: 亮度
: 点和
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h******g
发帖数: 11250 | 7 感光元件上的像素肯定不止对应一种频率
虽然对不同频率响应程度不同，但不可能做到这么好的频率选择性
正因为不同频率之间的正交性，肯定没办法用三个单色光频率组合模拟出全光谱
所以必然是三个光谱（有可能不连续，但肯定不是单频率）
个确
【在 w****n 的大作中提到】
: 浅绿和深绿，浅蓝和深蓝确实不是一种频率
: 但是感光元件上的像素应该只对应一种频率吧？显示器上的像素点发射的肯定也是3个确
: 定的频率，能控制的只是功率而已。
: 所以我想知道是怎么用3个功率来模拟那么多个频率和功率的。
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x5
发帖数: 27871 | 8 看了我给的link没有，别这瞎想了
【在 h******g 的大作中提到】
: 感光元件上的像素肯定不止对应一种频率
: 虽然对不同频率响应程度不同，但不可能做到这么好的频率选择性
: 正因为不同频率之间的正交性，肯定没办法用三个单色光频率组合模拟出全光谱
: 所以必然是三个光谱（有可能不连续，但肯定不是单频率）
:
: 个确
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h******g
发帖数: 11250 | 9 瞄了一眼，太长了，你简要说一下？
看到三种细胞分别对三个光谱响应，但这三个光谱不跟三原色对应
【在 x5 的大作中提到】
: 看了我给的link没有，别这瞎想了
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w****n
发帖数: 5749 | 10 肯定有一定宽度，但肯定是比较窄的一个峰吧，不知道处理的时候是不是当做单频光来
处理的。
还是那个问题，如何用有限的功率数值去模拟其他的频率和功率。无论是人脑，还是计
算机。这个问题搞清楚了，我估计我的水平会有很大进步。
【在 h******g 的大作中提到】
: 感光元件上的像素肯定不止对应一种频率
: 虽然对不同频率响应程度不同，但不可能做到这么好的频率选择性
: 正因为不同频率之间的正交性，肯定没办法用三个单色光频率组合模拟出全光谱
: 所以必然是三个光谱（有可能不连续，但肯定不是单频率）
:
: 个确
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x5
发帖数: 27871 | 11 嗯，那就借用一下wiki的图吧
三种cone cells有不同的颜色相应,，假设入射光的波长是450nm
那对应的cone cells的相应是：S cell: 80%, M cell: 10%, L cell: 5%
换句话说，如果入射光导致S, M, L cells的相应是 80%, 10%, 5%的话，人脑就认为入
射光是450 nm的波长
这样，考虑有三种波长的光，分别对应S, M, L cell的吸收峰
如果把这三种波长的相对光强调制到80：10：5的话，人脑就讲其当成450nm的光
但如果用光谱仪测的话，还是三个离散的波长
【在 h******g 的大作中提到】
: 瞄了一眼，太长了，你简要说一下？
: 看到三种细胞分别对三个光谱响应，但这三个光谱不跟三原色对应
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w****n
发帖数: 5749 | 12 嗯，也就是说人眼的每一种视觉细胞其实都覆盖了整个可以感应的光谱范围。这样就可
以理解了。
那么显示器发射的应该是近似于单频光吧。
那么感光元件的响应范围是怎样的呢？是否也是覆盖了整个光谱范围？
目前的感光元件性能和肉眼视觉的差异，到底是吸收峰的响应不够高，还是频率覆盖不
够广？还是这个吸收峰和其他位置的梯度不够大？
【在 x5 的大作中提到】
: 嗯，那就借用一下wiki的图吧
: 三种cone cells有不同的颜色相应,，假设入射光的波长是450nm
: 那对应的cone cells的相应是：S cell: 80%, M cell: 10%, L cell: 5%
: 换句话说，如果入射光导致S, M, L cells的相应是 80%, 10%, 5%的话，人脑就认为入
: 射光是450 nm的波长
: 这样，考虑有三种波长的光，分别对应S, M, L cell的吸收峰
: 如果把这三种波长的相对光强调制到80：10：5的话，人脑就讲其当成450nm的光
: 但如果用光谱仪测的话，还是三个离散的波长
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h******g
发帖数: 11250 | 13 原来是三种细胞耍的把戏
三个细胞的响应范围之外，人眼就看不见了
【在 x5 的大作中提到】
: 嗯，那就借用一下wiki的图吧
: 三种cone cells有不同的颜色相应,，假设入射光的波长是450nm
: 那对应的cone cells的相应是：S cell: 80%, M cell: 10%, L cell: 5%
: 换句话说，如果入射光导致S, M, L cells的相应是 80%, 10%, 5%的话，人脑就认为入
: 射光是450 nm的波长
: 这样，考虑有三种波长的光，分别对应S, M, L cell的吸收峰
: 如果把这三种波长的相对光强调制到80：10：5的话，人脑就讲其当成450nm的光
: 但如果用光谱仪测的话，还是三个离散的波长
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w****n
发帖数: 5749 | 14 因为我总觉得半导体光电效应做不到这么宽的频率响应，感应蓝光的像素点恐怕感应不
了红光入射吧，因为红光的光子能量太低了不够跃迁。
【在 x5 的大作中提到】
: 嗯，那就借用一下wiki的图吧
: 三种cone cells有不同的颜色相应,，假设入射光的波长是450nm
: 那对应的cone cells的相应是：S cell: 80%, M cell: 10%, L cell: 5%
: 换句话说，如果入射光导致S, M, L cells的相应是 80%, 10%, 5%的话，人脑就认为入
: 射光是450 nm的波长
: 这样，考虑有三种波长的光，分别对应S, M, L cell的吸收峰
: 如果把这三种波长的相对光强调制到80：10：5的话，人脑就讲其当成450nm的光
: 但如果用光谱仪测的话，还是三个离散的波长
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x5
发帖数: 27871 | 15 人眼还是很奇特的，除了 cone cell感应色彩，还有rod cell感应光强，有点象fuji的
super CCD
人脑对色彩的相应就更复杂了，等生物男来解释吧
【在 w****n 的大作中提到】
: 嗯，也就是说人眼的每一种视觉细胞其实都覆盖了整个可以感应的光谱范围。这样就可
: 以理解了。
: 那么显示器发射的应该是近似于单频光吧。
: 那么感光元件的响应范围是怎样的呢？是否也是覆盖了整个光谱范围？
: 目前的感光元件性能和肉眼视觉的差异，到底是吸收峰的响应不够高，还是频率覆盖不
: 够广？还是这个吸收峰和其他位置的梯度不够大？
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x5
发帖数: 27871 | 16 对啊，要不叫可见光
【在 h******g 的大作中提到】
: 原来是三种细胞耍的把戏
: 三个细胞的响应范围之外，人眼就看不见了
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x5
发帖数: 27871 | 17 可见光没多宽，差不多就2~3 eV吧
【在 w****n 的大作中提到】
: 因为我总觉得半导体光电效应做不到这么宽的频率响应，感应蓝光的像素点恐怕感应不
: 了红光入射吧，因为红光的光子能量太低了不够跃迁。
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x5
发帖数: 27871 | 18 给你看个CCD的QE curve，覆盖可见光一点问题都没有
【在 x5 的大作中提到】
: 可见光没多宽，差不多就2~3 eV吧
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s**********s
发帖数: 4255 | 19 这个是完全生物学的东西～～～ 见x5老大的wiki的 |
x5
发帖数: 27871 | 20 其实我们都生活在matrix里面，色彩啊什么的都是假的
【在 s**********s 的大作中提到】
: 这个是完全生物学的东西～～～ 见x5老大的wiki的
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h******g
发帖数: 11250 | 21 CCD没问题。紫外红外都可以
就是紫外响应明显下降而已
【在 x5 的大作中提到】
: 给你看个CCD的QE curve，覆盖可见光一点问题都没有
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w****n
发帖数: 5749 | 22 这个差别很大了，室温下热动能才1/40eV,
不过硅的Eg是1.12eV（室温），即使是800nm的红外光都足以激发了
这样看来光电器件的频率响应主要还是做在滤镜上，怎样把滤镜的折射率做成这样一个
波包……
【在 x5 的大作中提到】
: 可见光没多宽，差不多就2~3 eV吧
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s**********s
发帖数: 4255 | 23
super ccd可以只感应光强？
【在 x5 的大作中提到】
: 人眼还是很奇特的，除了 cone cell感应色彩，还有rod cell感应光强，有点象fuji的
: super CCD
: 人脑对色彩的相应就更复杂了，等生物男来解释吧
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x5
发帖数: 27871 | 24 兄弟，你是不是学物理的？
“滤镜的折射率做成这样一个波包”都说出来了？
【在 w****n 的大作中提到】
: 这个差别很大了，室温下热动能才1/40eV,
: 不过硅的Eg是1.12eV（室温），即使是800nm的红外光都足以激发了
: 这样看来光电器件的频率响应主要还是做在滤镜上，怎样把滤镜的折射率做成这样一个
: 波包……
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h******g
发帖数: 11250 | 25 到这个层次要先定义光强是啥吧
是能量，还是光子数？
【在 s**********s 的大作中提到】
:
: super ccd可以只感应光强？
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R***a
发帖数: 41892 | 26 人眼也比较奇啊，波长最短的紫色能刺激对长波最敏感的红色感光细胞。
这也是紫色最不好reproduce的原因吧
【在 x5 的大作中提到】
: 不是，
: 人眼的三种cone cell有不同的相应频谱
: 具体看wiki吧
: http://en.wikipedia.org/wiki/Color_vision
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x5
发帖数: 27871 | 27 两套photo cell，一套管强光，一套管若光
【在 s**********s 的大作中提到】
:
: super ccd可以只感应光强？
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x5
发帖数: 27871 | 28 有道理，呵呵
【在 R***a 的大作中提到】
: 人眼也比较奇啊，波长最短的紫色能刺激对长波最敏感的红色感光细胞。
: 这也是紫色最不好reproduce的原因吧
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h******g
发帖数: 11250 | 29 突然想到一个问题
波长->(S,M,L)这个映射是单一的
(S,M,L)->波长这个映射是否单一？
版上搞数学的出来证明一下
【在 x5 的大作中提到】
: 嗯，那就借用一下wiki的图吧
: 三种cone cells有不同的颜色相应,，假设入射光的波长是450nm
: 那对应的cone cells的相应是：S cell: 80%, M cell: 10%, L cell: 5%
: 换句话说，如果入射光导致S, M, L cells的相应是 80%, 10%, 5%的话，人脑就认为入
: 射光是450 nm的波长
: 这样，考虑有三种波长的光，分别对应S, M, L cell的吸收峰
: 如果把这三种波长的相对光强调制到80：10：5的话，人脑就讲其当成450nm的光
: 但如果用光谱仪测的话，还是三个离散的波长
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R***a
发帖数: 41892 | 30 不单一，所以你分不出来某一种颜色是几种原色的混色，还是单一颜色
【在 h******g 的大作中提到】
: 突然想到一个问题
: 波长->(S,M,L)这个映射是单一的
: (S,M,L)->波长这个映射是否单一？
: 版上搞数学的出来证明一下
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w****n
发帖数: 5749 | 31 其实就是eps(w)函数了，要求在一个频率有一个接近eps0的峰，然后向两侧降低，要有
明显的梯度但又不能太弱，这样光电管的信噪比也就需要尽可能的强……
【在 x5 的大作中提到】
: 兄弟，你是不是学物理的？
: “滤镜的折射率做成这样一个波包”都说出来了？
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x5
发帖数: 27871 | 32 看看，不严格了是不：
eps: permittivity
n: refractive index
n=sqrt(eps * mu)
【在 w****n 的大作中提到】
: 其实就是eps(w)函数了，要求在一个频率有一个接近eps0的峰，然后向两侧降低，要有
: 明显的梯度但又不能太弱，这样光电管的信噪比也就需要尽可能的强……
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x5
发帖数: 27871 | 33 弄点染料，直接调虚部不是更方便
【在 w****n 的大作中提到】
: 其实就是eps(w)函数了，要求在一个频率有一个接近eps0的峰，然后向两侧降低，要有
: 明显的梯度但又不能太弱，这样光电管的信噪比也就需要尽可能的强……
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w****n
发帖数: 5749 | 34 说到底决定透射率的是阻抗，因此介电常数和磁导率都有影响，但一般材料的相对磁导
率都是1，因此就是靠介电常数决定了。
【在 x5 的大作中提到】
: 看看，不严格了是不：
: eps: permittivity
: n: refractive index
: n=sqrt(eps * mu)
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s******0
发帖数: 1340 | 35 X5这个解释最简单扼要.实际上不同颜色的光人眼看上去有可能是一样的.比如说红光加蓝
光人眼可能看到的是紫光,而红光加蓝光在光谱上和紫光完全不同.
【在 x5 的大作中提到】
: 不是混频，只是骗你的眼睛
:
: ortho
: 亮度
: 点和
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b****r
发帖数: 17995 | 36 那显示器怎么还是可以用红绿蓝产生紫色呢？
【在 R***a 的大作中提到】
: 人眼也比较奇啊，波长最短的紫色能刺激对长波最敏感的红色感光细胞。
: 这也是紫色最不好reproduce的原因吧
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s**********s
发帖数: 4255 | 37
一般是说能量，但是无所谓，眼睛和ccd/cmos对光强/光子数都不是线性/指数响应~~
【在 h******g 的大作中提到】
: 到这个层次要先定义光强是啥吧
: 是能量，还是光子数？
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s**********s
发帖数: 4255 | 38
是说SuperCCD HR and SuperCCD SR？
【在 x5 的大作中提到】
: 两套photo cell，一套管强光，一套管若光
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X*U
发帖数: 5518 | 39 你看的是紫色而已啊
【在 b****r 的大作中提到】
: 那显示器怎么还是可以用红绿蓝产生紫色呢？
|
b****r
发帖数: 17995 | 40 我当然知道这只是我的主管感觉
但是看11楼那个图，显示器据我所知最多只能产生蓝色，不能产生波长更短的紫色，怎
么做到让人看到紫
色？
【在 X*U 的大作中提到】
: 你看的是紫色而已啊
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X*U
发帖数: 5518 | 41 R+B ah
【在 b****r 的大作中提到】
: 我当然知道这只是我的主管感觉
: 但是看11楼那个图，显示器据我所知最多只能产生蓝色，不能产生波长更短的紫色，怎
: 么做到让人看到紫
: 色？
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D*****I
发帖数: 8268 | 42 香浓定理。。。
ortho
亮度
点和
【在 w****n 的大作中提到】
: 我是物理系学生，而且正好专业是电磁学，知道版上大牛很多，所以有点想刨根问底。
: 我们都知道自然光的连续光谱，每一种颜色对应的是一个波长（频率），数学上说就是
: 一个正弦时间信号。
: 从Fourier Analysis的角度来说，不同颜色代表的时间信号应该是complete and ortho
: gonal的。cos(w1t)+cos(w2t)是不可能等于cos(w3t)的。也就是说无论你怎么混，黄光
: （700nm）+蓝光（400nm）都不可能变成绿光（500nm）。
: 那么我们现在普遍使用的RGB3个256来代表自然光连续光谱的频率（颜色）和功率（亮度
: ）两个量是怎么实现的呢？用黄+蓝混起来的绿色和“真实的”绿色到底有什么相同点和
: 不同点，使得我们肉眼看上去差不多呢？
: 这个可能还要牵涉到一些生物学上的知识吧，我们肉眼和人脑应该也是感应有限的几种
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D*****I
发帖数: 8268 | 43 没模拟啊。。。
全数字化的时代里面 cmos->raw->rgb signal out->LCD display全是分离的。。。
只是人眼认为是混合的。。
个确
【在 w****n 的大作中提到】
: 浅绿和深绿，浅蓝和深蓝确实不是一种频率
: 但是感光元件上的像素应该只对应一种频率吧？显示器上的像素点发射的肯定也是3个确
: 定的频率，能控制的只是功率而已。
: 所以我想知道是怎么用3个功率来模拟那么多个频率和功率的。
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R***a
发帖数: 41892 | 44 显示器算produce，我说的是reproduce。
也就是如何记录并重现自然界的紫光
【在 b****r 的大作中提到】
: 那显示器怎么还是可以用红绿蓝产生紫色呢？
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b****r
发帖数: 17995 | 45 我有点困惑了
如果是用颜料混合，红色和绿色变成黑色，红色和蓝色变成紫色
为什么在显示屏上，红色和绿色变成黄色，红色和蓝色还是变成紫色？
【在 X*U 的大作中提到】
: R+B ah
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X*U
发帖数: 5518 | 46 加色和减色的区别啦。
不一样的紫色。
你用photoshop的multiply和screen的图层混合模式就知道了。
【在 b****r 的大作中提到】
: 我有点困惑了
: 如果是用颜料混合，红色和绿色变成黑色，红色和蓝色变成紫色
: 为什么在显示屏上，红色和绿色变成黄色，红色和蓝色还是变成紫色？
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