第02章 视觉特性

第二章视觉特性知识目标2、理解颜色视觉三属性；3、建立视觉颜色立体概念；4、理解色光混合三定律：补色率、中间色率、代替率；5、懂得颜色视觉形成的学说；6、理解颜色视觉现象对颜色的影响能力目标1、熟练使用RGB颜色模式编辑颜色2、熟练使用HLS和HSB颜色模式编辑颜色3、能分析各种视觉现象对颜色的影响第二节颜色视觉一、颜色视觉理论解释视觉能看见各种不同颜色的理论。有代表性的两类理论：三色学说和对立颜色学说波长(nm)人眼的光谱灵敏度三色学说锥体细胞：视网膜上含有三种不同类型的锥体细胞，它们分别含有感红、感绿、感蓝三种视色素，具有各自的光谱吸收率，三种色素按各自的吸收特性吸收外界光辐射后，产生光化学反应，刺激视神经，通过神经中枢传递给大脑产生综合颜色感觉。彩色感觉：感红色素兴奋时产生红色感觉，感红感绿色素同时兴奋时，大脑产生黄色感觉，两者按比例变化产生橙色或黄绿感觉。白色和灰色：三种锥体细胞受到等量刺激时产生自灰到白的感觉。杆状细胞：只含一种紫红色素，只有明暗感觉，不能分辩颜色。不能解释色盲：色盲通常是，红-绿色盲、黄-蓝色盲或全色盲。红绿色盲测试图案从0-19的数字，每个数字由带颜色的栏隔开，每个数字的背景都是不同的，那么色盲又会看到什么呢？在他们眼里，0-5这一段是统一的，中间没有任何栏隔开，10-15的情况也是一样。四色学说：三对独立视色素：视网膜上含有红-绿、黄-蓝、黑-白三种不同类型的视色素。红和绿视色素组合只能得到灰色或白色感觉，即，绿刺激抵消红刺激的作用；黄和蓝组合也是这样；有光刺激黑白视色素产生白色感觉，无光刺激产生黑色感觉。波长

（nm）3804304806300730780530580680-0.20.00.20.40.61.2-0.80.81.0-0.4-0.6相对光谱响应黑-白响应与光谱光视效率曲线相同能解释色盲现象：色盲是缺乏一对或两对视色素的结果。即使缺乏两对视色素，产生全色盲，但仍然有黑白视色素存在，有黑白感觉。不能解释近代色度学基础：即，不能说明三原色能混合一切色的现象。现代阶段学说：将颜色视觉的形成分为两个阶段。视网膜阶段在视网膜中存在三种感色的锥体细胞，每种具有不同的光谱敏感特性和单独产生黑白反应。光眼睛颜色刺激红-绿绿-蓝蓝-红红-绿-蓝红-绿响应黄-蓝响应黑-白响应大脑明度色相、饱和度红、绿、蓝颜色视觉视神经传输阶段在视觉信息由锥体细胞向大脑的传导过程中，红、绿、蓝反应变成三对独立的神经反应：黑-白、红-绿、黄-蓝，即四色机制。光眼睛颜色刺激红-绿绿-蓝蓝-红红-绿-蓝红-绿响应黄-蓝响应黑-白响应大脑明度色相、饱和度红、绿、蓝颜色视觉优点统一了三色和四色学说。视网膜阶段解释三色学说，视神经传输阶段解释四色学说光眼睛颜色刺激红-绿绿-蓝蓝-红红-绿-蓝红-绿响应黄-蓝响应黑-白响应大脑明度色相饱和度红、绿、蓝颜色视觉64、视网膜上含有——、——和——三种不同类型的锥体细胞，亦称作三种视色素，红视色素感受——光。65、人眼的感红色素的光谱灵敏度曲线是——。波长(nm)人眼的光谱灵敏度ABC66、感红色素受刺激时，大脑产生——感觉，感红感绿色素同时兴奋时，产生——感觉。67、三种锥体细胞受到等量刺激时产生——的感觉。68、——只含一种紫红色素，只有明暗感觉，不能分辩颜色。按自己的感觉有序排列下面的颜色二、颜色分类与特性分为两大类：彩色和非彩色。非彩色指黑色、白色和各种不同深浅的灰色；彩色是指黑白系列以外的各种颜色。颜色心理三属性：非彩色只有一个属性-明度（图）；彩色具有三属性（常称颜色的心理三属性）明度高低白黑灰400500600700501000反射率%波长nmAA’BB’明度：是人眼对物体的亮度感觉。物体表面的光辐射率越高，明度越高；发光体的亮度越高，明度越高。在某一颜色中加黑色，明度降低；加入白色则明度提高。400500600700501000反射率%波长nmAA’BB’色相（色调）：用以判断物体颜色是红、黄、绿、蓝，还是处于他们之间的的色彩感觉的属性物体的色相取决于照明光源的光谱组成和物体表面的选择性吸收特性。发光体的色相取决于发射的光谱组成对人眼的感觉。相对光谱能量S(

)波长（nm）30038054062070078080004080120160200240从光谱功率分布曲线判断色相400500600700501000反射率%波长nmAA’B饱和度：是指颜色的纯洁性或鲜艳程度可见光谱中的单色光是最饱和的彩色。在光谱中掺入白光成份越多，就越不饱和。亮度降低越多，也越不饱和。物体色的饱和度取决于它的反射与吸收特性。反射光谱带越窄，反射率越高，则该色越饱和。波长nm反射率%400500600700501000ABC波长nm反射率%400500600700501000ABC69、——、——、——是颜色的心理三属性，非彩色只有——属性。70、颜色分成——和——两类。71、物体表面的光辐射率越高，——越高；发光体的亮度越高，——越高。72、在某一颜色中加——，明度降低；加入——则明度提高。73、下图中的四种颜色的明度从大到的排列是——>——>——>——。400500600700501000反射率%波长nmAA’BB’74、用以判断物体颜色是红、绿、蓝，还是他们之间的色彩的感觉属性称为——。75、物体的色相取决于——的光谱组成和物体表面的——特性。76、下图的曲线——的饱和度最高。波长nm反射率%400500600700501000ABC77、下图曲线——的饱和度最低。波长nm反射率%400500600700501000ABCHLS颜色立体：颜色视觉心理三属性可用三维双锥立体描述，故称颜色立体。明度L色相H饱和度SHUELIGHTNESSSETURATION明度轴：垂直方向表示明度变化色相环：圆周上各点表示各种颜色的色相。圆中心中性灰色，同一平面上所有颜色的明度与该平面上的中性灰的明度相同。。饱和度线：从圆周向圆心，饱和度逐渐降低明度L色相H饱和度SHSB颜色立体也有人认为心理颜色立体类似一个单圆锥体，最高明度时所有颜色才可以达到最高饱和度。最低明度时，所有颜色的饱和度都等于零三、Grassmam定律—色光混合定律：1854年H.Grassman总结出颜色混合的基本规律，称为格拉斯曼定律。主要内容是1、人的视觉只能分辨颜色的三种变化：明度、色相、饱和度。2、在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，混合色的外貌也连续变化（下图）。导出补色律和中间色律补色律：只要一种色光与另一种色光混合能产生白光，这两种色光就是互补色。中间色律：任何两个非互补色混合，便产生中间色其色相靠近比例较大的色光。混合色的外貌也连续变化代替律：两个相同的颜色与另外两个相同的颜色相加混合后，颜色仍然相同3、外貌相同的色光，无论它们的光谱组成是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。由此导出：4、亮度相加定律：混合色光的总亮度等于组成混合色的各色光亮度的总和。颜色混合三定律：补色律、中间色律、代替律加色法混合=色光混合：色光混合后，混合色的光谱能量分布是每个组成色的光谱能量分布的简单相加，故称为色光相加混合。

+400500600700nm反射率++

400500600700nm反射率400500600700nm反射率三原色光：红光、绿光、蓝光。

红光+绿光+蓝光≡？红光+绿光≡？红光+蓝光≡？绿光+蓝光≡？三种形式的色光混合：1、不同色光先叠加，形成混合光后进入人眼。？光2、使用马克斯韦颜色转盘，不同颜色以高频率交替变化，由于人眼的视觉暂存作用，看到的是几种色光混合后的结果3、不同彩色网点的混合：如彩色电视、彩色印刷。

显示器荧光粉的排列

印刷网点的排列加色法混合特点三原色光：互补色混合结果：色光混合亮度变化规律：混合色光的光谱分布规律：减色法混合：色料混合后，混合色为光源的光谱成分减去被几种色料吸收的光谱成分后所剩余的光谱成分引起的颜色视觉。

500600400700015006004007000150060040070001+=+=

+400500600700nm反射率++

400500600700nm反射率400500600700nm反射率?颜色，？正确光谱区色料三原色：青、品红、黄。青色+品红+黄色≡？青色+品红≡？青色+黄色≡？品红+黄色≡？青色+红色≡？品红+绿色≡？黄色+蓝色≡？减色法可通过多种方法实现（彩色印刷基础）

A通过彩色色素混合，如颜料、染料等的混合。

B通过彩色液体混合，如喷墨打印机的彩色墨水的混合。

C通过彩色薄膜叠加，即通过透明的彩色薄膜相互重叠而实现减色法混合。

绿光？红滤色片绿滤色片白光？光白光白光白光穿过透明的彩色薄膜滤色片的加色与减色混合透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.03804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率减色法光谱分布3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率加色法光谱分布滤色片的加色与减色混合答案3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率减色法3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0透射率加色法透射率3804304806307305305806800.00.20.40.60.81.0减色法混合特点？色料三原色及其理想光谱分布：？互补色混合结果：？色料混合亮度变化规律：？混合色的光谱分布规律：ABC78、下图是心理三属性颜色立体，图中A是——、B是——、C表示——。79、心理颜色立体的同一水平面上所有颜色的——相同。80、色相相同的所有颜色位于同一——上。

A水平面 B垂直面 C圆心到圆周的射线 D都不是81、在心理颜色立体中，饱和度最高的颜色位于——上。

A圆周 B圆中心 C立体的两个端点 D都不是82、格拉斯曼定律是——。

A互补色定律B色光混合定律C色料混合定律D中间色定律83、一种色光与另一种色光混合能产生——，这两种色光就是互补色。84、任何两个非互补色混合，便产生中间色，其色相靠近——的色光。该定律叫——。85、代替律是指——。

A外貌相同的色光，无论光谱组成是否一样，在颜色混合中可相互替代

B外貌相同的色光，只要光谱组成不一样，在颜色混合中不可相互替代

C外貌相同的色光，在颜色混合中不可相互替代

D光谱组成相同的色光，在颜色混合中不可相互替代86、混合色光的总亮度——组成混合色的各颜色光亮度的总和。

A小于 B大于 C小于或等于 D等于87、颜色混合三定律指的是——、——、——。88、色光混合后，混合色的——是每个组成色的——的简单相加，故称为——。89、色光混合的三原色是——、——、——。90、色料混合后，混合色为光源的——减去被几种色料吸收的——后所剩余的——引起的颜色视觉。亦称为——。91、色料混合的三原色是——、——、——。92、不属于加色法混合的是——。

A色光混合B颜色转盘混色C彩色显示器D三色油墨叠印93、下图——属于减色法混合，图——属于加色法混合。500600400700015006004007000150060040070001600+=A500600400700015006004007000150060040070001+=B四、几种颜色视觉现象恒常性：外界条件发生一定范围的变化后，视觉对物体的颜色感觉仍保持相对稳定的特性，称为视觉的恒常性。明度恒常无论什么光照下，雪总是白色，煤总是黑色。在什么光照（太阳、白炽灯）下，白纸总被认为是白色明度恒常条件是物体反射的光强度和背景反射的光强度的比例保持不变。蓝色方块在不同背景下蓝色圈和蓝色方块在相同背景下颜色恒常：如果光源的光谱成分发生了变化，我们对周围物体的颜色感觉保持不变，视觉的这种特性称为颜色恒常性。例如：一张黄纸在太阳下看是带黄色，在白炽灯下或日光灯下也是带有黄色。颜色恒常条件：照明光源既照射在物体上，也要照射在背景上。适应性：由于环境光对眼睛的持续作用，使颜色视觉发生变化的现象。明适应：当光线由暗转亮时，视网膜对光刺激的感受性降低的过程。(看完电影，走出电影院，几十秒适应）暗适应：当光线由亮变暗时，人眼在黑暗中视觉感受性逐渐增强的过程。(进电影院，看电影，几分钟适应）颜色适应：在明视觉下，先看到的颜色对后看到的颜色所造成的颜色视觉变化。通常人眼适应于某一颜色后，再观察另一种颜色，后者的色彩会发生变化，而带有原适应色的补色成分（常称负后像）。例如将在5000K的显示器，调到9300K时，则显得偏蓝色，经过几分钟适应，就感觉是白色了。反之会显得发黄，需经几分钟才能正常。对比性：眼睛同时接受相邻不同颜色的刺激，造成颜色视觉发生变化的现象。明度对比：相同明度的灰色，在白色背景上显得深一些，在黑背景上显得淡一些。明度对比应用：电分白场定标，由于背景不同会产生错觉。下图中哪块面积最白？颜色对比在观察视场中，相邻区域内不同颜色相互影响而发生颜色视觉变化的现象。背景色诱导前景色与自己对