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!
5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Tính ba màu Trong mắt người có loại tế bào cảm thụ màu ánh sáng: + Loại trội với màu đỏ + Loại trội với màu xanh + Loại trội với màu xanh da trời + Loại nhạy cảm với màu cho cảm giác độ chói màu KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG Khi loại tế bào cảm quang phản ứng không cho ta cảm giác màu có sắc, cịn phản ứng chúng cho ta cảm giác màu vô sắc ThS Nguyễn Cao Trí KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Ánh sáng xạ điện từ, tuân theo định luật sóng hạt mà mắt người cảm nhận cách trực tiếp (λ= 380÷780nm) Nó có vận tốc truyền chân không 3.108 m/s Màu sắc cảm giác mang đến cho hệ thần kinh người từ kết hợp tín hiệu ba loại tế bào cảm thụ màu mắt người Cảm giác bị ảnh hưởng "dài hạn" từ trí nhớ lưu lại trình học hỏi từ lớn lên xã hội, "ngắn hạn" hiệu ứng ánh sáng phông Màu sắc tia ánh sáng cảm giác màu mà tia sáng gây nên mắt người Màu sắc vật thể màu sắc ánh sáng xuất phát từ chúng ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Tính ba màu Nếu đặt màu liền trắng, mắt thấy hỗn hợp: màu đơn sắc hỗn hợp màu có bước sóng trung gian màu đơn sắc AS màu xanh da trời (λ = 436 nm) AS màu vàng (λ = 580 nm) AS màu xanh (λ = 546 nm) Nếu chọn màu (sao cho màu có bước sóng đầu phổ nhìn thấy) hỗn hợp màu với liều lượng hợp lý cho mắt cảm nhận tất màu sắc 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí Chương (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Hệ thống màu RGB: Tính ba màu Năm 1931, Ủy hội chiếu sáng quốc tế (C.I.E) xác định màu bản: Màu đỏ (Red) – R (λ = 700 nm) Màu xanh (Green) – G (λ = 546 nm) Màu xanh da trời (Blue) – B (λ = 436 nm) (C.I.E) quy định nguồn AS trắng tiêu chuẩn sau: A: AS đèn sợi đốt phát xạ, 2854K B: AS bầu trời 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 Cách hỗn hợp màu bản: Đỏ (R) – Xanh (G) – Xanh da trời (B) Được gọi hệ thống màu RGB Đặc điểm hệ thống RGB: - Không thể dùng màu để pha thành màu thứ - màu pha thành màu trội - màu pha thành màu trắng - Bước sóng màu hỗn hợp phụ thuộc tỉ lệ độ chói xạ đơn sắc - Độ chói màu hỗn hợp tổng độ chói màu thành phần Nhược điểm hệ thống RGB: Một số màu có bước sóng từ 436 nm đến 546 nm cần màu đỏ có độ chói âm KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Hệ thống màu RGB: ThS Nguyễn Cao Trí Hệ màu RGB Phương trình màu hệ RGB: Φ = r’R + g’G + b’B Mơ hình màu RGB sử dụng ánh sáng đỏ, xanh xanh lam tổ hợp với theo nhiều phương thức khác để tạo thành màu khác Red + Green = Yellow Tọa độ màu sắc: r' g' b' r = ;g = ; b = σ σ σ Green + Blue = Cyan Blue + Red = Magenta Red + Green + Blue = trắng Không có nguồn sáng = đen σ = r’ + g’ + b’ r+g+b=1 Tọa độ màu riêng: r (λ ) = Chương (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Φ: Thông lượng xạ khảo sát R, G, B: Giá trị đơn vị màu r’, g’, b’: Tọa độ màu, số lượng màu r, g, b: Tọa độ màu, vị trí rλ’, gλ’, bλ’ : Tọa độ màu xạ đơn Φλ :thông lượng xạ đơn (W) rλ ' g ' b ' ; g ( λ ) = λ ; b( λ ) = λ Φλ Φλ Φλ 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC 11 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Φ1 = 100R + 50G + 30B Φ2 = 20R + 30G + 10B 10 12 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Hệ màu XYZ Để khắc phục nhược điểm hệ thống màu RGB, Ủy ban hội chiếu sáng quốc tế (C.I.E) đề xuất hệ thống màu 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 hệ mới: • Màu sáng trắng W tổng hợp màu đơn vị • Đặc tính số lượng màu xác định thành phần Y • Quang thơng màu đơn vị ΦY = 683 lm, Φx = Φz = • Huy độ Lx =Lz = 0, Ly = 683 cd/m2 • Tọa độ màu sắc nguồn sáng chuẩn W: x = y = z = 1/3 13 15 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Hệ màu XYZ Phương trình màu: Φ = x’X + y’Y + z’Z Tọa độ màu sắc: Φ: Màu sắc xạ, biểu thị qua phương trình màu X, Y, Z: Màu hệ σ = x’ + y’ + z’ x’, y’, z’: Tọa độ màu, Chỉ số lượng màu x’X, y’Y, z’Z: Thành phần màu x+y+z=1 xλ’, yλ’, zλ’ : Tọa độ màu xạ đơn Tọa độ màu riêng: xλ ' yλ ' z λ ' Φλ :thông lượng xạ đơn x (λ) = ; y( λ ) = ; z( λ ) = Φλ Φλ Φ λ x, y, z : Chỉ vị trí màu hệ tọa độ x' y' z' x = ;y = ;z = σ σ σ Viết dạng (lm): Φ(lm) = x’ΦX + y’ΦY + z’ΦZ Φ(lm) = y’683 Viết dạng (cd/m2): L(cd/m2) = x’LX + y’LY + z’LZ L(cd/m2) = y’683 14 16 Chương (tt): MÀU SẮC 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí Chương (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH CÁC TÍNH TỐN TRONG HỆ MÀU XYZ Xác định tọa độ màu sắc hỗn hợp xạ cho trước phương trình màu Φ1 = x1’X + y1’Y + z1’Z Φ2 = x2’X + y2’Y + z2’Z Phương trình màu hỗn hợp Φhh = Φ1 + Φ2 = (x1’+x2’)X + (y1’+y2’) Y + (z1’+z2’) Z Tọa độ màu sắc xạ: σ = (x1’+x2’) + (y1’+y2’) + (z1’+z2’) x = (x1’+x2’) /σ ; y = (y1’+y2’) /σ ; z = (z1’+z2’) /σ 17 ThS Nguyễn Cao Trí Chương (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH CÁC TÍNH TỐN TRONG HỆ MÀU XYZ Tính tốn màu sắc xạ có phổ vạch Khi xạ cho dạng thông lượng xạ đơn: Φeλ1 , Φeλ2 , Φeλ3 , … Φeλn (W) Tọa độ màu xạ: x’ = ∑ Φeλixλi ; y’ = ∑ Φeλiyλi ; z’ = ∑ Φeλizλi Tọa độ màu sắc xạ: x = x’/σ ; y = y’/σ ; z = z’/σ 19 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí Chương (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH CÁC TÍNH TỐN TRONG HỆ MÀU XYZ Xác định tọa độ màu sắc xạ phức tạp bao gồm n xạ đơn có tọa độ màu x’i; y’i; z’i Tọa độ màu xạ phức tạp: x' xi, y ' yi, z ' zi, ThS Nguyễn Cao Trí CÁC TÍNH TỐN TRONG HỆ MÀU XYZ Tính tốn màu sắc xạ có phổ vạch Khi xạ cho dạng quang thông vạch: Φλ1 , Φλ2 , Φλ3 , … Φλn (lm) Thông lượng xạ đơn: ei y ' y ( )i 683 y ( )i Tọa độ màu xạ: x' Tọa độ màu sắc xạ phức tạp: x 18 x' y y' z z' Chương (tt): MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH i xi 683 yi y' i y i 683 yi z' Tọa độ màu sắc xạ: x = x’/σ ; y = y’/σ ; z = z’/σ 20 i z i 683 yi 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Xác định tọa độ màu sắc xạ cho trước phương trình màu: Φ = 5,2X + 12,7Y + 43Z 21 Xác định tọa độ màu sắc hỗn hợp ba xạ cho trước phương trình màu: Φ1 = 5,2X + 12,7Y + 43Z Φ2 = 38X + 84,2Y + 82,5Z Φ3 = 20X + 30,1Y + 50,5Z 23 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Cho tọa độ màu sắc huy độ hai nguồn 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 hỗn hợp? Xác định tọa độ màu sắc hỗn hợp hai xạ cho trước phương trình màu: Φ1 = 5,2X + 12,7Y + 43Z Φ2 = 38X + 84,2Y + 82,5Z 22 Chương (tt): MÀU SẮC 24 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Cho tọa độ màu sắc quang thông hai nguồn 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 hỗn hợp? 25 ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Một nguồn sáng có phổ vạch với bước sóng λ1 = 0,5 μm, λ2 = 0,64 μm Xác định tọa độ màu sắc nguồn sáng huy độ bước sóng L1 = 150 cd/m2; L2 = 350 cd/m2 27 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Một nguồn xạ có phổ vạch, có thơng lượng xạ đơn: Φeλ1 = 12W; Φeλ2 = 20W; Φeλ3 = 35W ứng với bước sóng λ1 = 650 nm, λ2 = 570 nm, λ3 = 420 nm a Xác định màu sắc xạ nguồn sáng b Viết phương trình nguồn sáng Xác định tọa độ màu sắc hỗn hợp xạ đơn, quang thông chúng: Φλ1 = 540lm; Φλ2 = 700lm; bước sóng λ1 = 0,45 μm, λ2 = 0,6 μm 26 Chương (tt): MÀU SẮC 28 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Xác định tọa độ màu sắc đèn Natri, biết thông lượng xạ đơn có giá trị sau: λ1 = 580 nm, Φeλ1 = 11W; λ2 = 670 nm, Φeλ2 = 150W; λ3 = 840 nm, Φeλ3 = 80W; λ4 = 1100 nm, Φeλ4 = 20W; 29 Xác định tọa độ màu sắc nguồn sáng, biết thông lượng xạ đơn có giá trị sau: λ1 = 400 nm, Φeλ1 = 11W; λ2 = 450 nm, Φeλ2 = 150W; λ3 = 500 nm, Φeλ3 = 80W; λ4 = 600 nm, Φeλ4 = 20W; 31 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Xác định tọa độ màu sắc đèn Natri, biết thông lượng xạ đơn có giá trị sau: λ1 = 450 nm, Φeλ1 = 11W; λ2 = 580 nm, Φeλ2 = 150W; λ3 = 620 nm, Φeλ3 = 80W; λ4 = 840 nm, Φeλ4 = 20W; 30 Chương (tt): MÀU SẮC Chương (tt): MÀU SẮC Một nguồn sáng dạng đĩa trịn phát sáng đều, đường kính D = cm phát quang thông Φ = 6310 lm có tọa độ màu sắc x = 0,3; y = 0,4 Viết phương trình màu nguồn sáng biểu thị lumen cd/m2 32 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Một nguồn sáng hình trụ phát bước sóng λ1 = 0,5 μm, λ2 = 0,6 μm Cường độ ánh sáng theo hướng vng góc với trục hình trụ Iλ1 = 20 cd, Iλ2 = 40 cd Xác định tọa độ màu sắc viết phương trình màu nguồn sáng 33 35 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Cho nguồn sáng có dạng trụ phát sáng bề mặt xung quanh, có cường độ ánh sáng theo hướng 45o 250 cd, đường kính D = 30 cm, dài h = 50 cm, tọa độ màu sắc: x1 = 0,27; y1 = 0,43 Nguồn sáng có dạng đĩa phát sáng bề mặt, cường độ ánh sáng theo hướng 45o 450 cd, đường kính D = 45 cm, tọa độ màu sắc: x2 = 0,48; y2 = 0,39 a Viết phương trình màu nguồn sáng hỗn hợp theo cd/m2 b Xác định tọa độ màu sắc hỗn hợp c Xác định sắc màu hỗn hợp 34 36 Chương (tt): MÀU SẮC 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC 37 ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH 39 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH 38 Chương (tt): MÀU SẮC Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH 40 Chương (tt): MÀU SẮC ... 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC 11 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT... 36 Chương (tt): MÀU SẮC 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC 37 ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH 39 KỸ THUẬT CHIẾU... 30G + 10B 10 12 5/31/2021 KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC ThS Nguyễn Cao Trí VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Chương (tt): MÀU SẮC Hệ màu