计算机图形学：数字图像处理与色彩理论

"本资源是一份关于图形学的课件，主要涵盖了数字图像处理的基础知识，对本科计算机专业的学生复习图像转变等内容有帮助。" 在图形学中，数字图像处理是至关重要的一环，它涉及到图像的生成、分析和修改。本课件首先介绍了色度学的基础知识，这是理解数字图像颜色表示的关键。 色度学是研究颜色科学的领域，它解释了我们如何感知和描述颜色。白光是由不同颜色的光线混合而成的，如牛顿的三棱镜实验所示。可见光谱由一系列波长组成，物体的颜色取决于它反射或吸收哪些波长的光。例如，绿色物体反射500~570nm范围的光，而吸收其他波长的光。 人的视觉系统对颜色的感知也起到了重要作用。人眼中的锥状细胞对红、绿、蓝三种颜色最为敏感，这也是三原色理论的基础。大约65%的锥状细胞对红光敏感，33%对绿光敏感，剩余2%对蓝光敏感。这意味着大部分颜色可以通过红、绿、蓝三种基本颜色的不同比例混合来创建。 三原色原理是颜色理论的核心，它表明任何颜色都可以由红、绿、蓝三种原色按照不同比例混合得到，这在公式C=aR+bG+cB中体现。这个原理不仅适用于自然界，也应用于电子显示设备，如电视和电脑屏幕，其中R、G、B代表像素的红色、绿色和蓝色组件。 为了实现颜色的标准化，国际照明委员会（CIE）选择了特定波长的单色光作为红、绿、蓝三原色的标准。通过调整这三种颜色的比例，可以混合出无限的颜色，包括二次色，如红色和蓝色混合形成深红色，绿色和蓝色混合形成青色，红色和绿色混合形成黄色。 了解这些基础知识对于学习图形学至关重要，因为它不仅涉及图像的理论表示，还影响到实际应用中的图像合成、编辑和色彩校正等技术。掌握这些概念，学生将能够更好地理解和操作数字图像，为更高级的图形学课程和实际项目打下坚实基础。