颜色
Color
颜色是光的波长和能量分布在人眼中的主观感知。
是视觉感知中非常重要的物理现象,也是图像处理、计算机视觉、机器人感知等领域的基础。
一、物理本质
可见光波长范围:约 380 nm - 780 nm
光源的颜色是由它发出的电磁波波长成分决定的。
颜色三要素
- 色相(Hue):与波长直接相关,决定颜色类别
- 饱和度(Saturation):描述颜色的纯度,饱和度越高,颜色越鲜艳
- 明度(Brightness / Lightness):与光强有关,描述颜色的明暗程度
人眼感知机制:三刺激理论(Trichromatic Theory),人眼视网膜有三种感光细胞(锥体细胞)
- L 型(对红光敏感)
- M 型(对绿光敏感)
- S 型(对蓝光敏感)
颜色感知过程:
- 光进入眼睛,刺激感光细胞
- 不同波长的光以不同强度刺激 L、M、S 三类细胞
- 大脑根据感光细胞的组合响应,解析出颜色信息
二、颜色空间/数学模型
颜色空间
- RGB 加色模型:基于光的加色混合,用三个分量描述颜色:红、绿、蓝
- HSV /HSL :Hue 色相;Saturation 饱和度;Value/Lightness 明度/亮度。更符合人类视觉感知,广泛用于颜色分割。
- YUV:Y 亮度信息;U/V 色差信息,常用于视频编码
色彩编码
- Hex 颜色码(网页设计常用)
- RGB 三元组
颜色相关工具
工具 | 作用 |
---|---|
OpenCV | 颜色空间转换、颜色分割 |
Photoshop | 颜色校正、颜色分析 |
ROS + 摄像头 | 实时颜色检测与机器人颜色识别 |
Matplotlib | 颜色可视化、直方图分析 |
色度仪 | 精确测量物理颜色 |