色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺

1、1項目一項目一 光與色覺光與色覺色彩原理與應(yīng)用色彩原理與應(yīng)用教學(xué)目標(biāo) 色彩是印刷復(fù)制的重點(diǎn)，要正確復(fù)制顏色，首先要明白顏色是如果產(chǎn)生的。本部分主要通過顏色產(chǎn)生的三個要素即光、物體、視覺系統(tǒng)以及顏色視覺理論的介紹，使讀者認(rèn)識顏色的本質(zhì)，理解色彩的形成原理。2光與色覺 能力目標(biāo)：具有分辨光色與波長對應(yīng)關(guān)系的能力。具有根據(jù)光源光譜功率分布曲線分析顏色感覺的能力。具有根據(jù)光譜反射率分析物體顏色特性的能力。 知識目標(biāo)：掌握光的本質(zhì)，波長與光色關(guān)系。理解光譜功率分布曲線與顏色特性的關(guān)系掌握彩色物體和消色物體的光譜特性理解明視覺與暗視覺概念，以及對應(yīng)的光譜光視效率函數(shù)的意義。了解顏色視覺理論。3光與色覺 光

2、的顏色特性 物體的顏色特性 視覺的生理基礎(chǔ) 顏色視覺理論45光源光光 線線物體顏色刺激顏色刺激眼睛視神經(jīng)的刺激,顏色配比顏色配比腦引起大腦興奮,顏色接收顏色接收色彩是光作用于人眼引起除形象之外的視覺特性。色彩是光作用于人眼引起除形象之外的視覺特性。6任務(wù)一任務(wù)一 光的顏色特性光的顏色特性項目一項目一 光與色覺光與色覺可見光可見光 光是一種能在人眼的視覺系統(tǒng)上引起明亮感覺的電磁輻射。 電磁波的波長范圍10-14幾千公里，其中380-780nm為可見光。 1nm 109 m。781041061081010101210210-2110-4UVXRAYYRAYInfraredSuperUltraSho

3、rtWaveUltraShortWaveTV &RadioWavesVisibleShorter waveLonger waveViolet IndigoBlueGreen Yellow OrangeRed400nm700nmBlueGreenRed可見光 在可見光譜范圍內(nèi)，不同波長的輻射能引起人的不同顏色感覺。9可見光 只含有一種波長而不能再分解的光稱為單色光，也稱為光譜色。10可見光光色光色 波長波長（nm） 主波長主波長(nm) 紅（紅（Red） 780630 700橙（橙（Orange） 630600 620黃（黃（Yellow） 600570 580綠（綠（Green） 57

4、0500 550青（青（Cyan） 500470 500藍(lán)（藍(lán)（Blue） 470420 470紫（紫（Purple） 420380 420可見光11 實(shí)際上單色光的顏色是連續(xù)漸變的，不存在嚴(yán)格的界限。 單色光的顏色感覺隨著光的強(qiáng)度變化而變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光譜上除了三個顏色點(diǎn)478nm、503nm、572nm不受光強(qiáng)度變化的影響外，其他各波長的顏色都會略有改變。 單色光混合而成的光叫做復(fù)色光。光譜功率分布 光源對顏色的影響主要是它的光譜功率分布特性 光源中各個波長色光的輻射功率按波長的分布稱為光源的光譜功率分布，用數(shù)學(xué)上的關(guān)系可描述為光源中不同波長色光的輻射功率是隨波長的變化而變化的，即功率是波

5、長的函數(shù)，這個函數(shù)的曲線也即是光源的光譜功率分布曲線。 不同的光源，由于其發(fā)光的物質(zhì)成分不同，具有不同的光譜功率分布曲線。12光譜功率分布 光源的顏色感覺取決于光譜分布中各單色光的相對比例，而不是它們的能量絕對值。 令光譜功率分布函數(shù)的最大值為1或100，將函數(shù)的其他值進(jìn)行歸化，經(jīng)過歸化后的光譜功率分布稱為相對光譜功率分布，記為S()。 光源的顏色特性取決于不同波長單色光的能量比例，絕對值的大小只反映光源發(fā)光強(qiáng)度的大小，只決定光源的亮、暗感覺，不會引起光源顏色感覺的變化。13光譜功率分布 常見光源的光譜功率分布有線狀光譜、帶狀光譜、連續(xù)光譜和混合光譜。1415任務(wù)二任務(wù)二 物體的顏色特性物體的

6、顏色特性項目一項目一 光與色覺光與色覺物體的顏色特性物體的顏色特性 產(chǎn)生顏色感覺的第二個要素為物體。 按照能否發(fā)光，自然界的物體一般分為發(fā)光體和非發(fā)光體兩類。發(fā)光體是能自行向外界輻射光能，常稱為光源。非發(fā)光體是本身不輻射光能的物體。16發(fā)光體的顏色形成 發(fā)光體的顏色形成 發(fā)光體的顏色是由光源中不同的光譜成分共同決定的。在光譜成分中，哪種光譜成分的比例大，則發(fā)光體的顏色就偏向于哪種光譜色。17非發(fā)光體的顏色形成 非發(fā)光體只有在光的照射下才能呈現(xiàn)出顏色，如果沒有光，根本看不到物體，當(dāng)然也不可能有顏色呈現(xiàn)。所以物體呈現(xiàn)出的顏色，源頭是光的顏色。 不同的物體在光的照射下呈現(xiàn)出不同的顏色，原因就是物體對

7、光具有選擇性地吸收、透射或反射的特性。18非發(fā)光體的顏色形成 根據(jù)物體的光譜特性的不同，物體可分為消色物體彩色物體19非發(fā)光體的顏色形成 當(dāng)白光照射到物體上時，該物體表面對白光中光譜各段的輻射能做等量吸收，而反射或透射光譜組成比例不會改變，這種吸收就稱為非選擇吸收，或稱為等比吸收。 隨著吸收比例的不同，物體在日光下將呈現(xiàn)從白色、各種灰色到黑色的一系列中性顏色，這一系列的顏色稱為消色。20非發(fā)光體的顏色形成 當(dāng)白光照射在物體上，物體對不同波長的光具有不同的吸收率，對某些波長的光吸收多些，對另一些吸收少些，這種吸收稱為選擇性吸收。 具有選擇性吸收特性的物體為彩色物體。經(jīng)過選擇性吸收以后，其反射或透

8、射的光與入射光比較，不僅能量（光強(qiáng)）上有所減弱，光譜成分也發(fā)生了改變。21非發(fā)光體的顏色形成 彩色物體光譜特性分析22反射率%非發(fā)光體的顏色形成 物體的光譜反射率是由物體的自身材料所決定的，不會隨照明光源和觀察條件而改變。 具有相同光譜反射率的物體用不同的光源照明，因?yàn)椴煌庠此l(fā)光的光譜成分不同，就會產(chǎn)生不同的顏色刺激。2324任務(wù)三任務(wù)三 視覺的生理基礎(chǔ)項目一項目一 光與色覺光與色覺眼睛的構(gòu)造 眼睛的構(gòu)造25眼睛的構(gòu)造 整個眼球主要可分為屈光系統(tǒng)和感光系統(tǒng)兩個部分屈光系統(tǒng)的作用是將不同遠(yuǎn)近的物體清晰地成像在視網(wǎng)膜上。當(dāng)眼睛注視外界物體時，由物體發(fā)出的光線通過角膜、房水、晶狀體及玻璃體折射，

9、聚焦成像于人眼感光記錄系統(tǒng)視網(wǎng)膜上。26眼睛的構(gòu)造 屈光系統(tǒng)角膜：外界光線首先經(jīng)角膜的折射后進(jìn)入眼球。瞳孔：主要作用是控制進(jìn)入眼球的光通量。強(qiáng)光瞳孔縮小，弱光放大。晶狀體：使遠(yuǎn)近不同的物體影像都恰好聚焦于視網(wǎng)膜上。房水：功能是使角膜和晶狀體等血管組織進(jìn)行新陳代謝，并維持眼壓。玻璃體：是一種透明的半流體，位于晶狀體和視網(wǎng)膜之間。27眼睛的構(gòu)造 感光系統(tǒng)28眼睛的構(gòu)造 視網(wǎng)膜主要由三層細(xì)胞構(gòu)成最外層是錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞中層為雙極細(xì)胞，起橋梁作用最內(nèi)層主要含有神經(jīng)節(jié)細(xì)胞29視覺的形成 人眼的作用類似于照相機(jī)。30人眼與照相機(jī)的構(gòu)造的對應(yīng)關(guān)系人眼與照相機(jī)的構(gòu)造的對應(yīng)關(guān)系照相機(jī)照相機(jī)人眼人眼暗箱暗箱鏡頭

10、鏡頭快門快門光圈光圈膠片膠片鞏膜和脈絡(luò)膜鞏膜和脈絡(luò)膜角膜和晶狀體角膜和晶狀體眼皮眼皮虹膜虹膜視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜明視覺和暗視覺 人眼是靠錐體細(xì)胞視覺和桿體細(xì)胞視覺轉(zhuǎn)換來適應(yīng)照度的變化。 錐體細(xì)胞是明視覺器官。 桿體細(xì)胞是暗視覺器官。31明視覺和暗視覺 暗視覺 桿體細(xì)胞形狀細(xì)長，往往幾十個連在一起向視神經(jīng)輸送信息。它對光有高敏感性，能接受微弱光刺激，但不能分辨物體的細(xì)節(jié)和顏色。因此，在比較暗的條件下，由桿體細(xì)胞作用而形成了暗視覺。暗視覺只能分辨出物體的形狀和明暗。32明視覺和暗視覺 明視覺 在明亮條件下，桿體細(xì)胞不起作用。而錐體細(xì)胞與視神經(jīng)是一對一連接的，能在光亮下精細(xì)地接受外界的刺激，能分辨物體的細(xì)節(jié)

11、與顏色。錐體細(xì)胞的活動只有當(dāng)亮度達(dá)到一定水平才能被激發(fā)起來，稱為明視覺。33明視覺和暗視覺 暗視覺和明視覺稱為視覺器官的兩重功能。 不同波長的光引起人眼的感覺程度是不同的，功率相同但波長不同的單色光，人眼感到的明亮程度不同。眼睛的靈敏度與波長的依賴關(guān)系，稱為光譜光視效率。34明視覺和暗視覺 明視覺與暗視覺的光譜光效率3536任務(wù)四任務(wù)四 顏色視覺理論項目一項目一 光與色覺光與色覺顏色視覺理論 關(guān)于顏色視覺的形成理論有多種說法揚(yáng)赫姆霍爾茲的三色學(xué)說赫林的對立學(xué)說階段學(xué)說理論3738三色學(xué)說 1801年由英國醫(yī)生、物理學(xué)家托馬斯楊提出，后由德國的生理、物理學(xué)家赫姆霍爾茲補(bǔ)充、驗(yàn)證。 內(nèi)容：楊認(rèn)為人

12、的視神經(jīng)只有感紅、感綠、感藍(lán)三種基本視神經(jīng)，赫姆霍爾茲驗(yàn)證人的視網(wǎng)膜上有感紅、感綠、感藍(lán)三種細(xì)胞，感受的峰值為680nm,540nm,430nm。光譜的不同部分（不要求有連續(xù)光譜）引起三種細(xì)胞不同比例的興奮，根據(jù)三種細(xì)胞不同比例的興奮程度，人的大腦形成不同的色覺。39三色學(xué)說 三色學(xué)說建立在顏色混合的物理學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上，能充分說明顏色混合現(xiàn)象，是國際公認(rèn)的色度學(xué)基礎(chǔ)，彩色印刷、攝影、電視機(jī)都是三色學(xué)說基礎(chǔ)上建立的。 三色學(xué)說可以解釋負(fù)后像等情況，它認(rèn)為負(fù)后像是神經(jīng)疲勞的結(jié)果。 三色學(xué)說最大的缺點(diǎn)是不能解釋色盲現(xiàn)象。 按照三色學(xué)說，色盲是一種或幾種感色細(xì)胞有缺陷導(dǎo)致的，但如果是這樣，則色盲不僅是色

13、盲，而且也看不見白色。40對立學(xué)說 1878年赫林提出的對立學(xué)說也稱為四色學(xué)說。 依據(jù)：有些顏色看起來是單純的，有些顏色看起來是混合的，紅綠藍(lán)黃是單純的；找不到偏綠的紅或偏藍(lán)的黃，紅-綠、黃-藍(lán)是對立的，混合后只能得到灰或白。 內(nèi)容：視網(wǎng)膜中存在紅綠、黃藍(lán)、黑白三種對立感色機(jī)制，每一對立機(jī)制中的建設(shè)（同化）和破壞（異化）作用會產(chǎn)生不同的色覺。三對對立感色機(jī)制對光的反應(yīng)形成了各種顏色。41對立學(xué)說 四色學(xué)說可以解釋色盲現(xiàn)象、負(fù)后像等現(xiàn)象，但沒有對三原色能產(chǎn)生光譜一切顏色這一現(xiàn)象給予說明。42階段學(xué)說現(xiàn)代神經(jīng)心理學(xué)指出，視網(wǎng)膜中確實(shí)存在三種能感受不同波長光的錐體細(xì)胞，同時對視網(wǎng)膜和神經(jīng)傳導(dǎo)通路研究中發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)可以發(fā)出三種反應(yīng)：光反應(yīng)（L）、紅-綠反應(yīng)（R-G）、黃-藍(lán)反應(yīng)（Y-B）。43階段學(xué)說階段學(xué)說認(rèn)為顏色視覺過程可以分成幾個階段。第一階段，視網(wǎng)膜的錐體感受是一個三色機(jī)制；第二階段，在神經(jīng)興奮由錐體感受向視覺中樞的傳導(dǎo)過程中，形成四色機(jī)制；最后階段發(fā)生在大腦皮層的視覺中樞。在這