第02章 視覺特性

第二章視覺特性知識目標(biāo)2、理解顏色視覺三屬性；3、建立視覺顏色立體概念；4、理解色光混合三定律：補色率、中間色率、代替率；5、懂得顏色視覺形成的學(xué)說；6、理解顏色視覺現(xiàn)象對顏色的影響能力目標(biāo)1、熟練使用RGB顏色模式編輯顏色2、熟練使用HLS和HSB顏色模式編輯顏色3、能分析各種視覺現(xiàn)象對顏色的影響第二節(jié)顏色視覺一、顏色視覺理論解釋視覺能看見各種不同顏色的理論。有代表性的兩類理論：三色學(xué)說和對立顏色學(xué)說波長(nm)人眼的光譜靈敏度三色學(xué)說錐體細(xì)胞：視網(wǎng)膜上含有三種不同類型的錐體細(xì)胞，它們分別含有感紅、感綠、感藍(lán)三種視色素，具有各自的光譜吸收率，三種色素按各自的吸收特性吸收外界光輻射后，產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，刺激視神經(jīng)，通過神經(jīng)中樞傳遞給大腦產(chǎn)生綜合顏色感覺。彩色感覺：感紅色素興奮時產(chǎn)生紅色感覺，感紅感綠色素同時興奮時，大腦產(chǎn)生黃色感覺，兩者按比例變化產(chǎn)生橙色或黃綠感覺。白色和灰色：三種錐體細(xì)胞受到等量刺激時產(chǎn)生自灰到白的感覺。桿狀細(xì)胞：只含一種紫紅色素，只有明暗感覺，不能分辯顏色。不能解釋色盲：色盲通常是，紅-綠色盲、黃-藍(lán)色盲或全色盲。紅綠色盲測試圖案從0-19的數(shù)字，每個數(shù)字由帶顏色的欄隔開，每個數(shù)字的背景都是不同的，那么色盲又會看到什么呢？在他們眼里，0-5這一段是統(tǒng)一的，中間沒有任何欄隔開，10-15的情況也是一樣。四色學(xué)說：三對獨立視色素：視網(wǎng)膜上含有紅-綠、黃-藍(lán)、黑-白三種不同類型的視色素。紅和綠視色素組合只能得到灰色或白色感覺，即，綠刺激抵消紅刺激的作用；黃和藍(lán)組合也是這樣；有光刺激黑白視色素產(chǎn)生白色感覺，無光刺激產(chǎn)生黑色感覺。波長

（nm）3804304806300730780530580680-0.20.00.20.40.61.2-0.80.81.0-0.4-0.6相對光譜響應(yīng)黑-白響應(yīng)與光譜光視效率曲線相同能解釋色盲現(xiàn)象：色盲是缺乏一對或兩對視色素的結(jié)果。即使缺乏兩對視色素，產(chǎn)生全色盲，但仍然有黑白視色素存在，有黑白感覺。不能解釋近代色度學(xué)基礎(chǔ)：即，不能說明三原色能混合一切色的現(xiàn)象?，F(xiàn)代階段學(xué)說：將顏色視覺的形成分為兩個階段。視網(wǎng)膜階段在視網(wǎng)膜中存在三種感色的錐體細(xì)胞，每種具有不同的光譜敏感特性和單獨產(chǎn)生黑白反應(yīng)。光眼睛顏色刺激紅-綠綠-藍(lán)藍(lán)-紅紅-綠-藍(lán)紅-綠響應(yīng)黃-藍(lán)響應(yīng)黑-白響應(yīng)大腦明度色相、飽和度紅、綠、藍(lán)顏色視覺視神經(jīng)傳輸階段在視覺信息由錐體細(xì)胞向大腦的傳導(dǎo)過程中，紅、綠、藍(lán)反應(yīng)變成三對獨立的神經(jīng)反應(yīng)：黑-白、紅-綠、黃-藍(lán)，即四色機制。光眼睛顏色刺激紅-綠綠-藍(lán)藍(lán)-紅紅-綠-藍(lán)紅-綠響應(yīng)黃-藍(lán)響應(yīng)黑-白響應(yīng)大腦明度色相、飽和度紅、綠、藍(lán)顏色視覺優(yōu)點統(tǒng)一了三色和四色學(xué)說。視網(wǎng)膜階段解釋三色學(xué)說，視神經(jīng)傳輸階段解釋四色學(xué)說光眼睛顏色刺激紅-綠綠-藍(lán)藍(lán)-紅紅-綠-藍(lán)紅-綠響應(yīng)黃-藍(lán)響應(yīng)黑-白響應(yīng)大腦明度色相飽和度紅、綠、藍(lán)顏色視覺64、視網(wǎng)膜上含有——、——和——三種不同類型的錐體細(xì)胞，亦稱作三種視色素，紅視色素感受——光。65、人眼的感紅色素的光譜靈敏度曲線是——。波長(nm)人眼的光譜靈敏度ABC66、感紅色素受刺激時，大腦產(chǎn)生——感覺，感紅感綠色素同時興奮時，產(chǎn)生——感覺。67、三種錐體細(xì)胞受到等量刺激時產(chǎn)生——的感覺。68、——只含一種紫紅色素，只有明暗感覺，不能分辯顏色。按自己的感覺有序排列下面的顏色二、顏色分類與特性分為兩大類：彩色和非彩色。非彩色指黑色、白色和各種不同深淺的灰色；彩色是指黑白系列以外的各種顏色。顏色心理三屬性：非彩色只有一個屬性-明度（圖）；彩色具有三屬性（常稱顏色的心理三屬性）明度高低白黑灰400500600700501000反射率%波長nmAA’BB’明度：是人眼對物體的亮度感覺。物體表面的光輻射率越高，明度越高；發(fā)光體的亮度越高，明度越高。在某一顏色中加黑色，明度降低；加入白色則明度提高。400500600700501000反射率%波長nmAA’BB’色相（色調(diào)）：用以判斷物體顏色是紅、黃、綠、藍(lán)，還是處于他們之間的的色彩感覺的屬性物體的色相取決于照明光源的光譜組成和物體表面的選擇性吸收特性。發(fā)光體的色相取決于發(fā)射的光譜組成對人眼的感覺。相對光譜能量S(

)波長（nm）30038054062070078080004080120160200240從光譜功率分布曲線判斷色相400500600700501000反射率%波長nmAA’B飽和度：是指顏色的純潔性或鮮艷程度可見光譜中的單色光是最飽和的彩色。在光譜中摻入白光成份越多，就越不飽和。亮度降低越多，也越不飽和。物體色的飽和度取決于它的反射與吸收特性。反射光譜帶越窄，反射率越高，則該色越飽和。波長nm反射率%400500600700501000ABC波長nm反射率%400500600700501000ABC69、——、——、——是顏色的心理三屬性，非彩色只有——屬性。70、顏色分成——和——兩類。71、物體表面的光輻射率越高，——越高；發(fā)光體的亮度越高，——越高。72、在某一顏色中加——，明度降低；加入——則明度提高。73、下圖中的四種顏色的明度從大到的排列是——>——>——>——。400500600700501000反射率%波長nmAA’BB’74、用以判斷物體顏色是紅、綠、藍(lán)，還是他們之間的色彩的感覺屬性稱為——。75、物體的色相取決于——的光譜組成和物體表面的——特性。76、下圖的曲線——的飽和度最高。波長nm反射率%400500600700501000ABC77、下圖曲線——的飽和度最低。波長nm反射率%400500600700501000ABCHLS顏色立體：顏色視覺心理三屬性可用三維雙錐立體描述，故稱顏色立體。明度L色相H飽和度SHUELIGHTNESSSETURATION明度軸：垂直方向表示明度變化色相環(huán)：圓周上各點表示各種顏色的色相。圓中心中性灰色，同一平面上所有顏色的明度與該平面上的中性灰的明度相同。。飽和度線：從圓周向圓心，飽和度逐漸降低明度L色相H飽和度SHSB顏色立體也有人認(rèn)為心理顏色立體類似一個單圓錐體，最高明度時所有顏色才可以達(dá)到最高飽和度。最低明度時，所有顏色的飽和度都等于零三、Grassmam定律—色光混合定律：1854年H.Grassman總結(jié)出顏色混合的基本規(guī)律，稱為格拉斯曼定律。主要內(nèi)容是1、人的視覺只能分辨顏色的三種變化：明度、色相、飽和度。2、在由兩個成分組成的混合色中，如果一個成分連續(xù)變化，混合色的外貌也連續(xù)變化（下圖）。導(dǎo)出補色律和中間色律補色律：只要一種色光與另一種色光混合能產(chǎn)生白光，這兩種色光就是互補色。中間色律：任何兩個非互補色混合，便產(chǎn)生中間色其色相靠近比例較大的色光?；旌仙耐饷惨策B續(xù)變化代替律：兩個相同的顏色與另外兩個相同的顏色相加混合后，顏色仍然相同3、外貌相同的色光，無論它們的光譜組成是否一樣，在顏色混合中具有相同的效果。由此導(dǎo)出：4、亮度相加定律：混合色光的總亮度等于組成混合色的各色光亮度的總和。顏色混合三定律：補色律、中間色律、代替律加色法混合=色光混合：色光混合后，混合色的光譜能量分布是每個組成色的光譜能量分布的簡單相加，故稱為色光相加混合。

+400500600700nm反射率++

400500600700nm反射率400500600700nm反射率三原色光：紅光、綠光、藍(lán)光。

紅光+綠光+藍(lán)光≡？紅光+綠光≡？紅光+藍(lán)光≡？綠光+藍(lán)光≡？三種形式的色光混合：1、不同色光先疊加，形成混合光后進(jìn)入人眼。？光2、使用馬克斯韋顏色轉(zhuǎn)盤，不同顏色以高頻率交替變化，由于人眼的視覺暫存作用，看到的是幾種色光混合后的結(jié)果3、不同彩色網(wǎng)點的混合：如彩色電視、彩色印刷。

顯示器熒光粉的排列

印刷網(wǎng)點的排列加色法混合特點三原色光：互補色混合結(jié)果：色光混合亮度變化規(guī)律：混合色光的光譜分布規(guī)律：減色法混合：色料混合后，混合色為光源的光譜成分減去被幾種色料吸收的光譜成分后所剩余的光譜成分引起的顏色視覺。

500600400700015006004007000150060040070001+=+=

+400500600700nm反射率++

400500600700nm反射率400500600700nm反射率?顏色，？正確光譜區(qū)色料三原色：青、品紅、黃。青色+品紅+黃色≡？青色+品紅≡？青色+黃色≡？品紅+黃色≡？青色+紅色≡？品紅+綠色≡？黃色+藍(lán)色≡？減色法可通過多種方法實現(xiàn)（彩色印刷基礎(chǔ)）

A通過彩色色素混合，如顏料、染料等的混合。

B通過彩色液體混合，如噴墨打印機的彩色墨水的混合。

C通過彩色薄膜疊加，即通過透明的彩色薄膜相互重疊而實現(xiàn)減色法混合。

綠光？紅濾色片綠濾色片白光？光白光白光白光穿過透明的彩色薄膜濾色片的加色與減色混合透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.03804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率減色法光譜分布3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率加色法光譜分布濾色片的加色與減色混合答案3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率減色法3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率加色法透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0減色法混合特點？色料三原色及其理想光譜分布：？互補色混合結(jié)果：？色料混合亮度變化規(guī)律：？混合色的光譜分布規(guī)律：ABC78、下圖是心理三屬性顏色立體，圖中A是——、B是——、C表示——。79、心理顏色立體的同一水平面上所有顏色的——相同。80、色相相同的所有顏色位于同一——上。

A水平面 B垂直面 C圓心到圓周的射線 D都不是81、在心理顏色立體中，飽和度最高的顏色位于——上。

A圓周 B圓中心 C立體的兩個端點 D都不是82、格拉斯曼定律是——。

A互補色定律B色光混合定律C色料混合定律D中間色定律83、一種色光與另一種色光混合能產(chǎn)生——，這兩種色光就是互補色。84、任何兩個非互補色混合，便產(chǎn)生中間色，其色相靠近——的色光。該定律叫——。85、代替律是指——。

A外貌相同的色光，無論光譜組成是否一樣，在顏色混合中可相互替代

B外貌相同的色光，只要光譜組成不一樣，在顏色混合中不可相互替代

C外貌相同的色光，在顏色混合中不可相互替代

D光譜組成相同的色光，在顏色混合中不可相互替代86、混合色光的總亮度——組成混合色的各顏色光亮度的總和。

A小于 B大于 C小于或等于 D等于87、顏色混合三定律指的是——、——、——。88、色光混合后，混合色的——是每個組成色的——的簡單相加，故稱為——。89、色光混合的三原色是——、——、——。90、色料混合后，混合色為光源的——減去被幾種色料吸收的——后所剩余的——引起的顏色視覺。亦稱為——。91、色料混合的三原色是——、——、——。92、不屬于加色法混合的是——。

A色光混合B顏色轉(zhuǎn)盤混色C彩色顯示器D三色油墨疊印93、下圖——屬于減色法混合，圖——屬于加色法混合。500600400700015006004007000150060040070001600+=A500600400700015006004007000150060040070001+=B四、幾種顏色視覺現(xiàn)象恒常性：外界條件發(fā)生一定范圍的變化后，視覺對物體的顏色感覺仍保持相對穩(wěn)定的特性，稱為視覺的恒常性。明度恒常無論什么光照下，雪總是白色，煤總是黑色。在什么光照（太陽、白熾燈）下，白紙總被認(rèn)為是白色明度恒常條件是物體反射的光強度和背景反射的光強度的比例保持不變。藍(lán)色方塊在不同背景下藍(lán)色圈和藍(lán)色方塊在相同背景下顏色恒常：如果光源的光譜成分發(fā)生了變化，我們對周圍物體的顏色感覺保持不變，視覺的這種特性稱為顏色恒常性。例如：一張黃紙在太陽下看是帶黃色，在白熾燈下或日光燈下也是帶有黃色。顏色恒常條件：照明光源既照射在物體上，也要照射在背景上。適應(yīng)性：由于環(huán)境光對眼睛的持續(xù)作用，使顏色視覺發(fā)生變化的現(xiàn)象。明適應(yīng)：當(dāng)光線由暗轉(zhuǎn)亮?xí)r，視網(wǎng)膜對光刺激的感受性降低的過程。(看完電影，走出電影院，幾十秒適應(yīng)）暗適應(yīng)：當(dāng)光線由亮變暗時，人眼在黑暗中視覺感受性逐漸增強的過程。(進(jìn)電影院，看電影，幾分鐘適應(yīng)）顏色適應(yīng)：在明視覺下，先看到的顏色對后看到的顏色所造成的顏色視覺變化。通常人眼適應(yīng)于某一顏色后，再觀察另一種顏色，后者的色彩會發(fā)生變化，而帶有原適應(yīng)色的補色成分（常稱負(fù)后像）。例如將在5000K的顯示器，調(diào)到9300K時，則顯得偏藍(lán)色，經(jīng)過幾分鐘適應(yīng)，就感覺是白色了。反之會顯得發(fā)黃，需經(jīng)幾分鐘才能正常。對比性：眼睛同時接受相鄰不同顏色的刺激，造成顏色視覺發(fā)生變化的現(xiàn)象。明度對比：相同明度的灰色，在白色背景上顯得深一些，在黑背景上顯得淡一些。明度對比應(yīng)用：電分白場定標(biāo)，由于背景不同會產(chǎn)生錯覺。下圖中哪塊面積最白？顏色對比在觀察視場中，相鄰區(qū)域內(nèi)不同顏色相互影響而發(fā)生顏色視覺變化的現(xiàn)象。背景色誘導(dǎo)前景色與自己對