色彩顏色色差相關(guān)知識(shí)

1、顏色技術(shù)原理5.1色與光的關(guān)系我們生活在一個(gè)多彩的世界里。白天，在陽(yáng)光的照耀下，各種色彩爭(zhēng)奇斗艷，并隨著照射光的改變而變化無(wú)窮。但是，每當(dāng)黃昏，大地上的景物，無(wú)論多么鮮艷，都將被夜幕緩緩?fù)虥](méi)。在漆黑的夜晚，我們不但看不見(jiàn)物體的顏色，甚至連物體的外形也分辨不清。同樣，在暗室里，我們什么色彩也感覺(jué)不到。這些事實(shí)告訴我們：沒(méi)有光就沒(méi)有色，光是人們感知色彩的必要條件，色來(lái)源于光。所以說(shuō)：光是色的源泉，色是光的表現(xiàn)。為了了解色彩產(chǎn)生的原因，首先必

2、須對(duì)光作進(jìn)一步的了解。5.2光的本質(zhì)人們對(duì)光的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，最早可以追溯到十七世紀(jì)。從牛頓的微粒說(shuō)到惠更斯的彈性波動(dòng)說(shuō)，從麥克斯韋的電磁理論，到愛(ài)因斯坦的光量子學(xué)說(shuō)，以至現(xiàn)代的波粒二象性理論。光按其傳播方式和具有反射、干涉、衍射和偏振等性質(zhì)來(lái)看，有波的特征；但許多現(xiàn)象又表明它是有能量的光量子組成的，如放射、吸收等。在這兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了現(xiàn)代的波粒二象性理論。光的物理性質(zhì)由它的波長(zhǎng)和能量來(lái)決定。波長(zhǎng)決定了光的顏色，能量決定了光的強(qiáng)度。光映

3、射到我們的眼睛時(shí)，波長(zhǎng)不同決定了光的色相不同。波長(zhǎng)相同能量不同，則決定了色彩明暗的不同。在電磁波輻射范圍內(nèi)，只有波長(zhǎng)380nm到780nm（1nm=10~6mm）的輻射能引起人們的視感覺(jué)，這段光波叫做可見(jiàn)光。如圖21所示。在這段可見(jiàn)光譜內(nèi)，不同波長(zhǎng)的輻射引起人們的不同色彩感覺(jué)。英國(guó)科學(xué)家牛頓在1666年發(fā)現(xiàn)，把太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡折射，然后投射到白色屏幕上，會(huì)顯出一條象彩虹一樣美麗的色光帶譜，從紅開(kāi)始，依次接臨的是橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色

4、。如圖22所示。這是因?yàn)槿展庵邪胁煌ㄩL(zhǎng)的輻射能，在它們分別刺激我們的眼睛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的色光，而它們混合在一起并同時(shí)刺激我們的眼睛時(shí)，則是白光，我們感覺(jué)不出它們各自的顏色。但是，當(dāng)白光經(jīng)過(guò)三棱鏡時(shí)，由于不同波長(zhǎng)的折射系數(shù)不同，折射后投影在屏上的位置也不同，所以一束白光通過(guò)三棱鏡便分解為上述七種不同的顏色，這種現(xiàn)象稱(chēng)為色散。從圖22中可以看到紅色的折射率最小，紫色最大。這條依次排列的彩色光帶稱(chēng)為光譜。這種被分解過(guò)的色光，即使再一次通

5、過(guò)三棱鏡也不會(huì)再分解為其它的色光。我們把光譜中不能再分解的色光叫做單色光。由單色光混合而成的光叫做復(fù)色光，自然界的太陽(yáng)光，白熾燈和日光燈發(fā)出的光都是復(fù)色光。色散所產(chǎn)生的各種色光的波長(zhǎng)如表21所示。一組。這樣的分組只是一種感覺(jué)，沒(méi)有嚴(yán)格的定義，彼此的含義不完全相同。例如，色相不等于色光，明度也不等于亮度，飽和度也不等到于純度、鮮度、深淺度。但是在判斷顏色時(shí)，它們也是三個(gè)變數(shù)，大致能和色度學(xué)中三個(gè)變數(shù)相對(duì)應(yīng)。主波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于色相。人們常說(shuō)的紅色

6、就有一定的波長(zhǎng)范圍，紅色在色度圖上也只是一個(gè)區(qū)域，人們絕不會(huì)把500nm的單色光稱(chēng)為紅色。色度學(xué)中的亮度對(duì)應(yīng)于明度、亮度、主觀(guān)亮度、明亮度、明暗度和層次等，在相同的背景上，亮度小的顏色一般總是比亮度大的顏色顯得暗些。色度學(xué)中的純度對(duì)應(yīng)于飽和度、鮮度、彩度、純度等。心理顏色視覺(jué)的名稱(chēng)，雖然和色度學(xué)中的幾個(gè)物理量相對(duì)應(yīng)，但這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，也不是一對(duì)一的關(guān)系，它們之間有許多不同的特征，例如，色度學(xué)中的純度分為刺激純和色度純兩

7、種。認(rèn)為白光的純度為零，一切單色光的純度（不分刺激純或色度純）均為1。色度純的定義為，色光中所含單色光的比例，表示某顏色與某中性色或白光的接近程度，但是，心理顏色視覺(jué)在分辨色光與中性色的區(qū)別時(shí)，卻認(rèn)為各個(gè)單色光的純度并不是一樣的。同樣的單色光，黃、綠和白光的差別不大，紅、藍(lán)和白光的差別顯著。所以在心理上認(rèn)為，黃色光盡管也是單色光，但純度卻比藍(lán)色光低些。這些心理上的顏色與白光的差別，通常稱(chēng)為飽和度，以區(qū)別于色度學(xué)上的純度。心理上的亮度又可

8、分為兩種，一種是聯(lián)系到物體，另一種是不聯(lián)系物體的亮度。例如通過(guò)一個(gè)小孔觀(guān)察物體的表面，這時(shí)觀(guān)察者看不見(jiàn)物體，無(wú)法聯(lián)系物體來(lái)判斷亮度，但它也與色度學(xué)中的亮度有差別，為了把物體表面的光亮和色度學(xué)中的亮度分開(kāi)，稱(chēng)它為明度。在混合色方面，心理顏色和色度學(xué)的顏色也不相同，當(dāng)看到橙色時(shí)，會(huì)感到它是紅與黃的混合，看到紫紅色時(shí)，會(huì)感到是藍(lán)與紅的混合等。但看到黃光時(shí)，卻不會(huì)感到黃光可以由紅光和綠光混合而成。在心理顏色視覺(jué)上一切色彩“好像”不能由其他顏色混

9、合出來(lái)。一般覺(jué)得，顏色有紅中帶黃的橙，綠中帶藍(lán)的青綠，綠中帶黃的草綠，但是，卻沒(méi)有黃中帶藍(lán)或紅中帶綠的顏色。因此在心理上把色彩分為紅、黃、綠、藍(lán)四種，并稱(chēng)為四原色。通常紅綠、黃藍(lán)稱(chēng)為心理補(bǔ)色。任何人都不會(huì)想象白色從這四個(gè)原色中混合出來(lái)，黑也不能從其它顏色混合出來(lái)。所以，紅、黃、綠、藍(lán)加上白和黑，成為心理顏色視覺(jué)上的六種基本感覺(jué)。盡管在物理上黑是人眼不受光的情形，但在心理上許多人卻認(rèn)為不受光只是沒(méi)有感覺(jué)，而黑確實(shí)是一種感覺(jué)。例如看黑色的物

10、體和閉著眼睛的感覺(jué)是不同的。奧斯特瓦爾德（德國(guó)）等在制作色標(biāo)時(shí)，把黑和白放在重要的地位，以及赫林的紅、綠、黃、藍(lán)、黑、白對(duì)立學(xué)說(shuō)等，表明這六種顏色是有生理和心理基礎(chǔ)的。心理顏色和色度學(xué)顏色的另一區(qū)別是，色度學(xué)所研究的是色光本身，而不牽涉到研究的環(huán)境和觀(guān)察者在空間的位置以及觀(guān)察角度的變化等因素。例如，色光的背景，在CIE系統(tǒng)中是暗黑無(wú)色，并且用實(shí)驗(yàn)證明了不同的背景并不改變匹配數(shù)值。但是，在心理顏色視覺(jué)上則不然，當(dāng)背景改變時(shí)，許多心理作用如

11、顏色分辨力、色相、飽和度、明度等都會(huì)改變。色度學(xué)中視野的大小對(duì)匹配有影響，黃斑在小視野中起的作用（如降低對(duì)藍(lán)光的靈敏度）影響到匹配。而在大視野時(shí)，由于一部分視野超過(guò)黃斑范圍，此時(shí)視桿細(xì)胞將起一定的作用。在日常生活中看到的不只是色，而是色和物體，不只是色光，而是與其他許多光夾在一起的混合色光，這樣便使問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜了。5.4色彩的基本屬性自然界的色彩是千差萬(wàn)別的，人們之所以能對(duì)如此繁多的色彩加以區(qū)分，是因?yàn)槊恳环N顏色都有自己的鮮明特征。日