光及顏色
1.光：是人類眼睛可以看見的一種電磁波，也稱可見光譜。在科學上的定義，光是指所有的電磁波譜。光是由光子爲基本粒子組成，具有粒子性與波動性，稱爲波粒二象性，一般人的眼睛所能接受的光的波長在380—760nm之間。
不會發光的物體的顏色從何而來：各種物體在光源的照射下呈現出
不同的顏色，原因就在於物體固有的對落在它表面的光譜成分選擇性透射，吸收和反射的特性，
2.顏色：是光作用於人眼後所引起的一種除位置，形態以外的視覺反應。光源，眼睛，物體，大腦是顏色視覺產生的四大要素。人眼將不同波長的光刺激轉化爲相應的神經衝動，最終由大腦內的視覺中樞判斷分析產生顏色感覺。
3.顏色模式：是將某種顏色表現爲數字形式的模型，或者說是一種記錄圖像顏色的方式。分爲：RGB模式、CMYK模式、HSB模式、Lab顏色模式、位圖模式、灰度模式、索引顏色模式、雙色調模式和多通道模式。
4.顏色原理：顏色的實質是一種光波(電磁波 它的波長介於380—760nm，可被人類看見的波段)。它的存在是因爲有三個實體：光線、被觀察的對象以及觀察者。人眼是把顏色當作由被觀察對象吸收或者反射不同波長的光波形成的。例如，當在一個晴朗的日子裏，我們看到陽光下的某物體呈現紅色時，那是因爲該物體吸收了其它波長的光，而把紅色波長的光反射到我們人眼裏的緣故。當然，我們人眼所能感受到的只是波長在可見光範圍內的光波信號。當各種不同波長的光信號一同進入我們的眼睛的某一點時，我們的視覺器官會將它們混合起來，作爲一種顏色接受下來。同樣我們在對圖像進行顏色處理時，也要進行顏色的混合，但我們要遵循一定的規則，即我們是在不同顏色模式下對顏色進行處理的。
5.RGB顏色模式： 雖然可見光的波長有一定的範圍，但我們在處理顏色時並不需要將每一種波長的顏色都單獨表示。因爲自然界中所有的顏色都可以用紅、綠、藍(RGB)這三種顏色波長的不同強度組合而得，這就是人們常說的三基色原理。因此，這三種光常被人們稱爲三基色或三原色。有時候我們亦稱這三種基色爲添加色(Additive Colors)，這是因爲當我們把不同光的波長加到一起的時候，得到的將會是更加明亮的顏色。把三種基色交互重疊，就產生了次混合色：青(Cyan)、洋紅(Magenta)、黃(Yellow)。這同時也引出了互補色(Complement Colors)的概念。基色和次混合色是彼此的互補色，即彼此之間最不一樣的顏色。例如青色由藍色和綠色構成，而紅色是缺少的一種顏色，因此青色和紅色構成了彼此的互補色。在數字視頻中，對RGB三基色各進行8位編碼就構成了大約1677萬種顏色，這就是我們常說的真彩色。順便提一句，電視機和計算機的監視器都是基於RGB顏色模式來創建其顏色的。RGB模式是一種發光的色彩模式，你在一間黑暗的房間內仍然可以看見屏幕上的內容RGB是一種依賴於設備的顏色空間：不同設備對特定RGB值的檢測和重現都不一樣，因爲顏色物質（熒光劑或者染料）和它們對紅、綠和藍的單獨響應水平隨着製造商的不同而不同三原色的原理不是出於物理原因，而是由於生理原因造成的。人的眼睛內有幾種辨別顏色的錐形感光細胞，
6.CMYK模式： CMYK顏色模式是一種印刷模式。其中四個字母分別指青（Cyan）、洋紅（Magenta）、黃（Yellow）、黑（Black）(K取Black最後一個字母防止和Blue混淆)，在印刷中代表四種顏色的油墨。CMYK模式在本質上與RGB模式沒有什麼區別，只是產生色彩的原理不同，在RGB模式中由光源發出的色光混合生成顏色，而在CMYK模式中由光線照到有不同比例C、M、Y、K油墨的紙上，部分光譜被吸收後，反射到人眼的光產生顏色。由於C、M、Y、K在混合成色時，隨着C、M、Y、K四種成分的增多，反射到人眼的光會越來越少，光線的亮度會越來越低，所有CMYK模式產生顏色的方法又被稱爲色光減色法。CMYK是一種依靠反光的色彩模式，我們是怎樣閱讀報紙的內容呢？是由陽光或燈光照射到報紙上，再反射到我們的眼中，纔看到內容。它需要由外界光源，如果你在黑暗房間內是無法閱讀報紙的 7>:RGB三原色光顯示 三原色光顯示主要用於電視和計算機的顯示器，有陰極射線管顯示、液晶顯示和等離子顯示等方法，將三種原色光在每一象素中組合成從全黑色到全白色之間各種不同的顏色光，目前在計算機硬件中採取每一象素用24比特（位元）表示的方法，所以三種原色光各分到8比特，每一種原色的強度依照8比特的最高值28分爲256個值。用這種方法可以組合16777216種顏色，但人眼實際只能分辨出1000萬種顏色。
數字圖象及原理
1.數字圖象：圖象數字化是電腦圖象處理最基本的步驟，其意義就在於把真實的圖象，轉變成電腦所能接受的格式，也就是一連串特定的數字。常見的掃描儀就是這個過程，通常這個數字化的過程還可以分爲“採樣”與“量化”處理兩個步驟。其中“採樣”的結果就是通常所說的圖象分辨率，而“量化”的結果則是圖象所能容納的顏色總數。
2.採樣處理：採樣的意義就是要使用多少點(像素點)來表示一張圖象，例如：一幅640*480的圖象是由307200個點所組成，當然，想要有更清楚的圖象質量，就得使用更多的點，來表示圖象，也就是讓這幅圖象擁有較高的分辨率。
3.量化處理：量化的意義是指要使用多大範圍的數值(顏色數)，來表示圖象採樣之後的每一個點。這個數值範圍包含了圖象上所能使用的顏色總數，eg:以4個Bits存儲一個點，就表示圖象只能有16中顏色。數值範圍越大，表示圖象可以擁有更多的顏色，自然可以產生更爲逼真的圖象效果。
4.圖象數據存儲：有兩種方式 ----(1) 位映射 (2)向量處理 位映射：可以將圖象的每一點數值存放在以字節爲單位的矩陣裏，比如：當圖象是單色時(黑白色)，一個字節(8位)可存放8點(像素點)圖象數據，16色圖象則是以一個字節存2點，256色圖象則是一個字節存儲1點。這種存儲方式適合內容複雜的圖象。 向量處理：只記錄圖象內容的輪廓部分，而不存儲圖象數據的每一點，比如：一個圓形圖案只要存儲圓心的座標位置和半徑長度，還有圓形邊線及內部的顏色，適合存儲商用圖表和工程設計圖。
5.圖象文件的結構和編碼原理：每種圖象文件內除了圖象數據之外，都免不了要存儲一些識別信息，如圖象的寬度和高度，顏色種類，調色板數據…等等（這些數據都在最前端），方便程序正確讀取數據。圖象文件通常有一批龐大的數據，所以要經過壓縮處理，減少存儲圖象所需的數據量，以達到節省存儲空間的效果，所以，在圖象文件結構中，圖象數據和識別信息是必不可少的兩項基本單元，而壓縮原理是經常被採用的要素。目前圖象文件之所以會有種種不同類型的格式，主要在於文件編碼的過程中，定義了不同的識別信息和壓縮方法。若能理解識別信息的用途和壓縮原理的編碼規則，就不難讀寫各類圖象文件，及自行設計出一種圖象文件格式。
6.圖象文件常用的壓縮原理：可行的壓縮方式是非常多樣化，但是，在實際上，圖象文件經常採用的只有少數幾種類型。
A>:RLE壓縮：Run—Length —Encoding
B>:LZW壓縮
C>:Huffman壓縮
D>:JPEG壓縮：
數據壓縮編碼之前，圖象數據得先經過三道處理程序：彩色模式變換及採用，DCT變換和量化。
彩色模式變換是將RGB全綵色值變換成YCbCr圖象數據。
採樣則是隻保留Cb和Cr數據。
DCT變換全名爲離散餘弦變換，將YCbCr圖象數據變換成頻率係數，這些頻率係數都是浮點數，必須再一次量化手續轉換成整數，然後纔開始進行壓縮編碼。
JPEG是目前壓縮效率最高的圖象壓縮方法，它主要是運用了修改數據內容和數據採樣的方式，來提高數據壓縮的效率。
通常具有良好壓縮效率的方法，往往有着較爲複雜的演算方法，需要花費比較多的時間來轉換編碼，至於像RLE這種壓縮原理雖然簡單壓縮效果不佳，但演算方法很簡單，使得讀寫圖象文件的速度相對提高很多，就因爲有着這種存儲空間和讀寫時間快慢的衝突，纔會造成不同壓縮效率的方法並存於世。
顏色識別傳感器
TCS3200顏色傳感器概述：
TCS3200顏色傳感器是一款全綵的顏色檢測器，包括了一塊TAOS TCS3200RGB感應芯片和4個白光LED燈，TCS3200能在一定的範圍內檢測和測量幾乎所有的可見光。它適合於色度計測量應用領域。比如彩色打印、醫療診斷、計算機彩色監視器校準以及油漆、紡織品、化妝品和印刷材料的過程控制。
通常所看到的物體顏色，實際上是物體表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反應。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構成的，也就是說白光中包含着各種顏色的色光(如紅R、黃Y、綠G、青V、藍B、紫P)。根據德國物理學家赫姆霍茲(Helinholtz)的三原色理論可知，各種顏色是由不同比例的三原色(紅、綠、藍)混合而成的。
由上面的三原色感應原理可知，如果知道構成各種顏色的三原色的值，就能夠知道所測試物體的顏色。對於TCS3200D 來說，當選定一個顏色濾波器時，它只允許某種特定的原色通過，阻止其它原色的通過。例如：當選擇紅色濾波器時，入射光中只有紅色可以通過，藍色和綠色都被阻止，這樣就可以得到紅色光的光強；同理，選擇其它的濾波器，就可以得到藍色光和綠色光的光強。通過這三個光強值，就可以分析出反射到TCS3200D傳感器上的光的顏色。
TCS3200顏色傳感器實物展示：
TCS3200顏色傳感器描述：
- 感應芯片：TCS3200（全綵顏色檢測器）
- 靜態識別物體顏色，不同顏色輸出不同頻率方波
- 支持LED燈補光控制
TCS3200顏色傳感器參數：
- 工作電壓：2.7V ~ 5.5V
- 推薦檢測距離：10mm
- 尺寸：36.0mm * 20.6mm
- 固定孔尺寸：2.0mm
TCS3200顏色傳感器主要用途：
顏色排序、感應與校準環境光、測試條閱讀和顏色匹配等。
接口說明：（以接入MCU爲例）
- VCC：接2.7V ~ 5.5V
- GND：接電源地
- LED：接MCU.IO (控制四個白色LED燈的狀態)
- OUT：接MCU.IO (RGB三原色對應的輸出頻率)
- S0/S1：接MCU.IO (選擇不同的輸出比例因子)
- S2/S3：接MCU.IO (選擇不同色光的濾波器)
操作說明：
S0/S1選擇輸出頻率的比例因子，S2/S3依次選擇三原色的濾波器類型，此時OUT端口輸出的就是相應三原色的頻率，與RGB顏色對照表比對即可得到所測物體的顏色。
注意：
- 顏色識別時要避免外界光線的干擾
- 首次使用該模塊、模塊重啓或更換光源時，需進行白平衡調整