关于颜色

1. 光，电磁波和颜色
   光是一种电磁波，频率被限定在较窄的范围内。

   
   
   
   
   

   不同频率（对应不同的波长）的电磁波（光）有不同的颜色。可见光的最长波长是780nm，对应红色；最短波长是380nm，对应于紫色。
   太阳光可以发射可见范围内所有频率的波长，表现为白光。当白光遇到物体时，一些频率的电磁波被反射，一些频率的电磁波被吸收。反射光中电磁波的频率决定了我们看到的颜色。反射光中能量最高的频率叫做hue(色彩，色调)，也叫作color。

2. 颜色与心理效应
   当光照到我们的眼睛中时，除了颜色之外，眼睛还有其他的感觉。

• brightness（亮度）：光的总能量，也就是电磁波的总能量
• purity或saturation（饱和度）：描述光和单色的接近程度，可以理解为电磁波的在频率范围内的能量分布。如果能量分布在一个频率上，那么饱和度最高。
  chromaticity（色度，色调）是purity和hue的综合衡量，和亮度没有关系。
  
  
  
  
  

  saturation
  
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3. color model
   任何可以用一些参数来表示颜色的数学模型叫做color model。没有一个模型可以表示所有的颜色。所以我们用不同的颜色模型来描述不同的颜色特性。
   在一个color model中，我们选择一些频率的光作为基准，赋予这些频率的光不同的能量，然后把这些光混合起来，得到不同的颜色。这些被选为基准的光叫做primary color，可以用基准光来表示的颜色范围叫做color gamut。
   如果我们选用RGB作为primary color，在不同频率的光上，RGB的能量值如下。由于能量不能是负的，所以以RGB作为primary color，不能得到500nm附近的光。
   
   
4. XYZ color model
   由于不存在三种颜色，它们的组合可以表示所有的颜色，所以就造出来三种不存在的颜色，可以用它们来表示所有的颜色。这三种想象中的颜色叫做XYZ颜色，这种模型叫做XYZ color model。
   
   
   
   于是任意一个颜色可以用这三个颜色表示。归一化以后，可以用两种颜色来表示所有的颜色。白色所在的点叫做illuminant C。
   
   

• 确定color gamut
  给定3个颜色，在图中就是三个点。根据这三个点做出的三角形及其内部的区域就是以这三个基准色为primary color的color gamut。
  由于这个图是曲线，没有三个点可以覆盖所有的颜色，因为没有一个color model可以表示所有的颜色。
• 确定互补色
  一个颜色C1和它的互补色C2一定和C点对称。C1和C2到C的距离是产生白色需要的能量比值。

• 确定hue和purity

  
  
  

  Determination-of-dominant-wavelength-and-purity-of-color-by-CIE-system.png
  
  

  如图，确定F点的hue，连接CF，找到和边缘的交点G，G点代表的频率即是dominant wavelength。
  CF/CG可以表示purity。