作业—1答案
1．光度学中有哪几个主要物理量？它们是如何定义的? 各自的单位是什么?
答：光通量：能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量，单位是流明(lm)。
发光强度：为了描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小，定义在指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值，除以这个立体角元，所得的商为光源在此方向上的发光强度。单位为坎德拉（cd ）。
照度：单位面积上的光通量，单位是勒克斯（lx ）。
亮度：单位面积上的发光强度，单位为坎德拉/平方米（cd/m2）。
2．说明距离平方反比定律和朗伯定律的含义和数学表达式。
答：平方反比定律：一个发光强度为J 的点光源，在距离它R 处的平面上产生的照度，与这个光源的发光强度成正比，与距离平方成反比。
朗伯定律：一个亮度在各个方向上都相等的发光面，在某一方向上的发光强度等于这个面垂直方向上的发光强度I0乘以方向角的余弦。
3．明视觉、暗视觉光谱光效率函数的含义是什么?
答：人眼对不同色光感受性不一样，可用光谱光效率函数来表征，并用光谱光效率曲线来表示。所谓光谱光效率函数就是达到同样亮度时，不同波长所需能量的倒数。
由于视网膜包含两种不向的感光细胞，在不同照明水平时，V(()函数会发生变化。当亮度大于3cd/m2时，为明视觉，锥体细胞起主要作用，V(()的峰值产生在0.55—0.56(m部位；当亮度小于0.03cd/m2时，为暗视觉，杆体细胞起主要作用，V(()的峰值向短波方向移动，相当于0.50—0.51(m的蓝绿色部位。
4．波长分别为400nm 、550nm 、590nm 、670nm 及700nm 的5种单色光，每种光通量均为100 lm，计算合成光的光通量及辐射功率。
(/nm
400
550
590
670
700
明视觉V(()
0.0004
0.995
0.757
0.032
0.0041
答：(v=100*5=500 lm
上述公式也可表示为
对于每一单色光，可以看成(((0 nm的复合光，因此
则
(100/0.0004+100/0.995+100/0.757+100/0.032+100/0.0041)/683
=406.7W
5．描述彩色光的3个基本参量是什么？各是什么含义？
答：色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的，不同波长产生不同颜色的感觉。色调是彩色最重要的特征，它决定了颜色本质的基本特征。
颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。饱和度是颜色色调的表现程度，它取决于表面反射光的波长范围的狭窄性(即纯度) 。在物体反射光的组成中，白色光越少，则它的色彩饱和度越大。
明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应，它的大小是由物体反射系数来决定的，反射系数越大，则物体的明度越大，反之越小。明度是人眼直接感受到的物体明亮程度，可描写人眼主观亮度感觉。
6．黑白全电视信号由哪些信号组成？说明这些信号各自的作用。
答：黑白全电视信号是指包含图像信号、复合同步脉冲、复合消隐脉冲的电信号。 图像信号是带有显示图像信息的电信号。
复合同步脉冲：为了实现发送端与接收端图像各点一一正确对应，发送端与接收端的扫描必须同步。复合同步脉冲包括行同步脉冲和场同步脉冲。
复合消隐脉冲：电子束扫描逆程在光栅上表现为回扫线，它不传输图像信息，反而会干扰图像质量，须设法把行、场回扫线消隐掉。采用消隐脉冲把逆程期间的电子柬截止，在发送时将行、场消隐脉冲组合在一起构成复合消隐脉冲。
7．简述三种彩色电视制式的特点和差异。
答：NTSC 制是将两个色差信号分别对频率相同而相位相差90(的两个副载波进行正交平衡调幅，然后与亮度信号相加，一起传送。优点是兼容性好，图像质量好，电路简单．信号处理容易；缺点是对相位失真十分敏感，容易产生明显的色调失真。
PAL 制在正交平衡和同步检波等措施的基础上，将其中一个已调幅的红色差信号进行逐行倒相，可以利用相邻扫描行色彩的互补性来消除相位失真引起的色调失真。优点是对传输过程中相位失真不敏感；缺点是彩色情晰度略低于NTSC 制，信号处理较繁，接收机电路较复杂。 SECAM 制的两个色差信号是轮流、交替地传送。两个色差信号对两个频率不同的副载波进行调频。然后将两个调频波轮换插入亮度信号频谱的高端。优点是传输失真小，图像录放性能好；缺点是彩色图像垂直清晰度下降一半，亮度、色度信号不易彻底分离。
8．14英寸(36cm)彩色显象管的分辨能力不小于375线，即在屏面垂直方向有效尺寸 内，最少能分辨出375条扫描线。屏面垂直方向有效尺寸为210mm ，问：
(1)在距屏面多远处眼睛已不能分辨出扫描线的光栅结构（设人眼分辨力(=1′）？
(2)试计算有同样分辨能力的25英寸(63.5cm)彩色电视机（画面宽高比为4：3) 的最佳观看距离。
(3)在(2)中，如分辨能力提高一倍，最佳观看距离是多少?
答：(1) 210mm/375线=0.56mm/线
（2） 63.5/36*0.56=0.99 mm/线
(3)
9. 一隔行扫描电视系统，(=18%、K=4/3、Ke(1-()=0.7，fv=50Hz，计算Z=405行和Z=819行时的行频fH 和视频信号频带宽度(f。
答：
10. 彩色电视传送色差信号比直接传送基色信号有什么优越性？
答：采用色差信号除了满足兼容性要求外，还有下述一系列好处：
①传送黑白图像时，两个色差信号都为零，所以色差信号不会干扰亮度信号。
因为传送黑白图像时，必有R ＝G=B＝((1(((0)，可知R-Y ＝B-Y ＝0。
⑦有利于节省色度信号的发射能量。因为一般情况下彩色图像大部分面积上的像素接白色或灰色，即这些地方的色差信号为0，只有小部分面积上的彩色像素色差信号不为0。因此用色差信号传输色度信号较之用R 、G 、B 传送所需的发射能量小得多。
③在接收机中利用解码矩阵很容易将色差信号还原成三个基色信号。
作业—1答案
1．光度学中有哪几个主要物理量？它们是如何定义的? 各自的单位是什么?
答：光通量：能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量，单位是流明(lm)。
发光强度：为了描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小，定义在指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值，除以这个立体角元，所得的商为光源在此方向上的发光强度。单位为坎德拉（cd ）。
照度：单位面积上的光通量，单位是勒克斯（lx ）。
亮度：单位面积上的发光强度，单位为坎德拉/平方米（cd/m2）。
2．说明距离平方反比定律和朗伯定律的含义和数学表达式。
答：平方反比定律：一个发光强度为J 的点光源，在距离它R 处的平面上产生的照度，与这个光源的发光强度成正比，与距离平方成反比。
朗伯定律：一个亮度在各个方向上都相等的发光面，在某一方向上的发光强度等于这个面垂直方向上的发光强度I0乘以方向角的余弦。
3．明视觉、暗视觉光谱光效率函数的含义是什么?
答：人眼对不同色光感受性不一样，可用光谱光效率函数来表征，并用光谱光效率曲线来表示。所谓光谱光效率函数就是达到同样亮度时，不同波长所需能量的倒数。
由于视网膜包含两种不向的感光细胞，在不同照明水平时，V(()函数会发生变化。当亮度大于3cd/m2时，为明视觉，锥体细胞起主要作用，V(()的峰值产生在0.55—0.56(m部位；当亮度小于0.03cd/m2时，为暗视觉，杆体细胞起主要作用，V(()的峰值向短波方向移动，相当于0.50—0.51(m的蓝绿色部位。
4．波长分别为400nm 、550nm 、590nm 、670nm 及700nm 的5种单色光，每种光通量均为100 lm，计算合成光的光通量及辐射功率。
(/nm
400
550
590
670
700
明视觉V(()
0.0004
0.995
0.757
0.032
0.0041
答：(v=100*5=500 lm
上述公式也可表示为
对于每一单色光，可以看成(((0 nm的复合光，因此
则
(100/0.0004+100/0.995+100/0.757+100/0.032+100/0.0041)/683
=406.7W
5．描述彩色光的3个基本参量是什么？各是什么含义？
答：色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的，不同波长产生不同颜色的感觉。色调是彩色最重要的特征，它决定了颜色本质的基本特征。
颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。饱和度是颜色色调的表现程度，它取决于表面反射光的波长范围的狭窄性(即纯度) 。在物体反射光的组成中，白色光越少，则它的色彩饱和度越大。
明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应，它的大小是由物体反射系数来决定的，反射系数越大，则物体的明度越大，反之越小。明度是人眼直接感受到的物体明亮程度，可描写人眼主观亮度感觉。
6．黑白全电视信号由哪些信号组成？说明这些信号各自的作用。
答：黑白全电视信号是指包含图像信号、复合同步脉冲、复合消隐脉冲的电信号。 图像信号是带有显示图像信息的电信号。
复合同步脉冲：为了实现发送端与接收端图像各点一一正确对应，发送端与接收端的扫描必须同步。复合同步脉冲包括行同步脉冲和场同步脉冲。
复合消隐脉冲：电子束扫描逆程在光栅上表现为回扫线，它不传输图像信息，反而会干扰图像质量，须设法把行、场回扫线消隐掉。采用消隐脉冲把逆程期间的电子柬截止，在发送时将行、场消隐脉冲组合在一起构成复合消隐脉冲。
7．简述三种彩色电视制式的特点和差异。
答：NTSC 制是将两个色差信号分别对频率相同而相位相差90(的两个副载波进行正交平衡调幅，然后与亮度信号相加，一起传送。优点是兼容性好，图像质量好，电路简单．信号处理容易；缺点是对相位失真十分敏感，容易产生明显的色调失真。
PAL 制在正交平衡和同步检波等措施的基础上，将其中一个已调幅的红色差信号进行逐行倒相，可以利用相邻扫描行色彩的互补性来消除相位失真引起的色调失真。优点是对传输过程中相位失真不敏感；缺点是彩色情晰度略低于NTSC 制，信号处理较繁，接收机电路较复杂。 SECAM 制的两个色差信号是轮流、交替地传送。两个色差信号对两个频率不同的副载波进行调频。然后将两个调频波轮换插入亮度信号频谱的高端。优点是传输失真小，图像录放性能好；缺点是彩色图像垂直清晰度下降一半，亮度、色度信号不易彻底分离。
8．14英寸(36cm)彩色显象管的分辨能力不小于375线，即在屏面垂直方向有效尺寸 内，最少能分辨出375条扫描线。屏面垂直方向有效尺寸为210mm ，问：
(1)在距屏面多远处眼睛已不能分辨出扫描线的光栅结构（设人眼分辨力(=1′）？
(2)试计算有同样分辨能力的25英寸(63.5cm)彩色电视机（画面宽高比为4：3) 的最佳观看距离。
(3)在(2)中，如分辨能力提高一倍，最佳观看距离是多少?
答：(1) 210mm/375线=0.56mm/线
（2） 63.5/36*0.56=0.99 mm/线
(3)
9. 一隔行扫描电视系统，(=18%、K=4/3、Ke(1-()=0.7，fv=50Hz，计算Z=405行和Z=819行时的行频fH 和视频信号频带宽度(f。
答：
10. 彩色电视传送色差信号比直接传送基色信号有什么优越性？
答：采用色差信号除了满足兼容性要求外，还有下述一系列好处：
①传送黑白图像时，两个色差信号都为零，所以色差信号不会干扰亮度信号。
因为传送黑白图像时，必有R ＝G=B＝((1(((0)，可知R-Y ＝B-Y ＝0。
⑦有利于节省色度信号的发射能量。因为一般情况下彩色图像大部分面积上的像素接白色或灰色，即这些地方的色差信号为0，只有小部分面积上的彩色像素色差信号不为0。因此用色差信号传输色度信号较之用R 、G 、B 传送所需的发射能量小得多。
③在接收机中利用解码矩阵很容易将色差信号还原成三个基色信号。