为什么会有颜色?
第一篇文章
在日常生活中,人们观察颜色,往往会将颜色与具体的事物联系起来。人们看到的不仅仅是彩色的光本身,而是光和物体的统一。当颜色与具体事物联系在一起,被人感知时,它受到心理因素(如记忆、对比等)的影响。)很大程度上形成心理色彩。为了定性和定量地描述颜色,国际上统一规定了区分心理颜色的三个特征量,即色相、明度和饱和度。心理色彩的三个基本特征,也称为心理三属性,可以大致对应色度学的三个变量——主波长、亮度和纯度。色调对应于主波长,明度对应于亮度,饱和度对应于纯度。这就是颜色的心理感受和色光的物理刺激之间的对应关系。每一种特定的颜色都同时具有这三个特征。
色相是指颜色的基本外观,是区分颜色的最重要、最基本的特征。它代表了颜色质量的差异。从光的物理刺激角度理解色相,是指一些不同波长的光混合后所呈现的不同颜色表征。从人类色觉生理学的角度理解色相,是指人眼三个色觉锥的不同刺激所产生的不同色彩感受。所以色相表示不同波长的光刺激引起的不同颜色的心理反应。例如,红色、绿色、黄色和蓝色都是不同的色调。但是,由于观察者的经验不同,会有不同的色觉。然而,每个观察者几乎总是按照波长的顺序将光谱分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫和许多中间色。红色一般指610nm以上,黄色为570~600nm,绿色为500~570nm,500nm以下为青色和蓝色,紫色为420nm左右,其余为介于两者之间的颜色。所以色调取决于刺激人眼的光谱成分。对于单色光,色调取决于单色光的波长;对于多色光,色调是由多色光的每个波长的比率决定的。如图5-1所示,不同波长的光给人不同的色觉。因此,不同颜色的光的波长可以用来表示颜色的外观,称为主波长。例如红色(700纳米)和黄色(580纳米)。
色相和主波长的对应关系会随着光强的变化而变化,如图5-2,其中颜色的主波长随着光强的变化而偏移。只有黄色(572nm)、绿色(503nm)和蓝色(478nm)三种主要波长是恒定的,称为恒定色点。色相通常是指正常光照下的颜色。
正常情况下,人眼可以分辨光谱中的150多种色相,加上光谱外的30多种品红,* * *约180种。为了应用方便,色调的基本顺序是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
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第二篇文章
为什么人眼会感觉到颜色?
作者:匿名转贴自:未知
当你走进熙熙攘攘的百货商店,红、绿、蓝、白的衣服,青苹果、金橙,以及橱窗里鲜艳的商品和商标都会映入你的眼帘。颜色和人类的关系太密切了。在这个五彩缤纷的世界里,人眼至少能分辨上千种颜色。
颜色在眼睛里是什么感觉?在认识色觉的漫长过程中,英国物理学家牛顿做出了开创性的贡献。他首先通过著名的棱镜分光实验证实颜色不是光的客观属性,而是不同波长的光刺激眼睛后产生的主观感受。遗憾的是,在牛顿思想提出后的很长一段时间里,人们的研究仅仅停留在对色觉现象的描述上。18世纪,一般认为有红、绿、蓝三原色,其他所有颜色都是由三原色以不同方式混合而成。
1802年,英国物理学家托马斯·杨揭开了系统研究色觉的序幕。在一篇关于光的波动理论的文章中,他首次提出三原色并不是光的物理特性,而是由眼睛对颜色敏感的机制决定的。他假设眼睛里有三种振荡器,可以分别对红光、绿光和蓝光做出反应。在1867中,德国物理学家赫尔曼·路德维希·赫尔姆霍尔茨对此进行了补充,并做出了更为准确的描述:人眼视网膜中可能存在三种分别对红、绿、蓝光敏感的机制,这三种机制在不同波长的米刺激下发出不同的信号,传递到大脑,产生各种颜色的感觉。这一理论在现代色觉研究中尚属首创,影响深远。这就是杨毅-赫尔姆·霍尔茨的三色理论。
三色光理论使一些重要的色觉现象得到了科学的解释。例如,任何颜色都可以与红、绿、蓝混合。然而面对其他色觉现象,三色光理论无能为力。例如,为什么一种颜色看起来不像红色和绿色?为什么一个灰色的区域被一个亮绿色的环包围时看起来是红色的?在这种情况下,其他色觉理论应运而生。其中最重要的是德国心理物理学家埃瓦尔德·赫林在1878中提出的拮抗色理论。这个理论假设有六种独立的原色:红、黄、绿、蓝、白、黑,这六种原色形成三对:红与绿、黄与蓝、黑与白。因为它们在感知上互不相容,所以没有青红或者蓝黄,赫林称之为拮抗色。海岭认为,正是这些拮抗机制形成了色觉的基础。拮抗色理论解释了一些三色理论无法解释的颜色感知现象。
一个多世纪以来,这两种理论都在激烈的争论中采用了更为严格的叙事方法,同时也不断推进了对色彩宽度的研究。
20世纪50年代以前,色觉研究的主要方法是心理物理学方法。它的基本程序是:在各种视觉刺激下,要求被试回答自己看到了什么,然后分析规律,举一反三。但这种方法只能告诉我们视觉系统能做什么,却无法回答它是如何工作的,也无法详细分析颜色信息在视觉系统中的接收、编码和传递过程,因此很难对三色性理论和对抗性颜色理论做出正确的评价。近20年来,随着数据的积累和新技术的发展,色觉研究进入了一个新的阶段。
研究从视网膜的感光细胞开始,然后按照视觉信息传递的顺序推进。日本科学家富田是这一领域的先驱。生理学知识告诉我们,在视网膜中,具有辨别颜色能力的是视锥细胞。福田教授用鲤鱼做实验,发现视锥细胞有三种,分别对红光、绿光和蓝光最敏感。1983年,美国科学家在猴子的视网膜上得到了类似的结果。这证实了托马斯·杨在150多年前的预见。
但是,视锥细胞产生的红、绿、蓝信号是否如三色理论所假设的那样,是通过特殊线路传递到大脑的呢?上海生理研究所研究员杨和美国著名神经生理学家哈特兰分别通过鲫鱼和青蛙的实验否定了这一点。他们认为,颜色信息由红、绿、蓝三种不同的信号编码,然后以对立对的形式传递。正如哈特兰总结的那样:“赫尔姆霍尔茨和海岭之间长达一个世纪的争论现在似乎已经解决了:两者都是正确的。”
关于色觉理论的长期争论似乎已经平息,但一个新的问题出现了:视锥细胞的三色信号是如何对颜色拮抗对进行编码的?显然,要解开这个谜团,需要借助神经化学、细胞生物学和基因工程技术。为了让色觉的奥秘为世人所知,我们还需要不懈地探索。
来源:/mangyoucom/Article_Print.asp?ArticleID=1482