色度学及色彩学

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1、1绪论：我们生活在一个丰富多彩的世界，眼睛将为人们提供外界70%～80%的信息；11%是听觉；其它6%是嗅觉、味觉和触觉。色彩是视觉审美中重要因素之一，因此我们有必要研究一下色彩的科学。1.1色彩学（chromatology[,krəumə'tɔlədʒi]）：研究内容研究色彩产生、接受及其应用规律的科学。它以光学为基础，并涉及心理物理学、生理学、心理学、美学与艺术理论等学科。因形、色为物象与美术形象的两大要素，故色彩学为美术理论的首要的、基本的课题。1.2色彩学的应用的研究色彩应用史上，装饰功能先于再现功能而出现。色彩学的研究在近代才开始，它以光学的发展为基础，牛顿

2、的日光—棱镜折射实验和开普勒奠定的近代实验光学为色彩学提供了科学依据，而心理物理学解决了视觉机制对光的反映问题。印象主义出现后，色彩并置对比、互补色等问题，促使理论家、艺术家运用科学方法探讨色彩产生、接受及应用的规律。19世纪下半叶，出现了许多色彩学研究的专门著作。2光学与物理学知识色彩从根本上说是光的一种表现形式。一般能引起视觉的电磁波，叫做“可见光”，它的波长范围400-700nm。2.1光与色1666年,英国的科学家萨克·牛顿进行了著名的色彩实验。他把太阳光用三棱镜分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光束，同时，七色光束通过三棱镜还能还原成白光。这七色色带就是太

3、阳光谱。2.2光度学photometry[fəu'tɔmitri]、色度学colorimetry['kʌlə'rimətri]光度学是研究光度量的，而光度学中专门研究眼睛对颜色的响应程度的部分称为色度学，色度学是根据人眼的光谱特性进行研究的一门学科。人的大脑感知和理解颜色所遵循的过程是一种生理心理现象，这一现象还远未被完全了解，但是颜色的物理性质可以有实验和理论结果支持的基本形式来表示。基本上，人类和其他动物接收的一个物体的颜色有物体的反射光的性质决定一个物体反射的光如果在所有波长范围内是平衡的，对观察者来说则显示白色。然而，若一个物体对有限的可见光谱范围反射，则物体

4、呈现某种颜色，例如，绿色物体反射具有500-700nm范围的光，吸收其他波长光的多数能量。2.3视觉的生理构造人眼的形状像一个小球，通常称为眼球，眼球内具有特殊的折光系统，使进入眼内的可见光汇聚在视网膜上。视网膜上含有感光的视杆细胞和视锥细胞，这些感光细胞把接受到的色光信号传到神经节细胞，再由视神经传到大脑皮层枕叶视觉神经中枢，产生色感。详细的说，当物象受光线照射后，其信息通过瞳孔进入视网膜，经过视神经细胞分析，转化为神经冲动，由视神经传达到大脑皮层的视觉中枢，才产生了色彩感觉。•锥体细胞•光线—瞳孔—视网膜杆体细胞视神经—大脑—色感经过了光、眼睛、大脑三个环节，才能

5、感知色彩的相貌，从而得出色彩概念。光刺激眼睛所产生的视觉感为色彩可以说，色彩是一种视觉形态，是眼睛对可见光的感受。人眼的锥状细胞是负责彩色视觉的传感器，详细的实验结果已经确定，人眼中的600-700万锥状细胞可分为3个主要的感觉类别，分别对应红、绿、和蓝。大约65%的锥状细胞对红光敏感，33%对绿光敏感，只有2%对蓝光敏感（但是蓝锥状细胞对蓝光更敏感）。由于人眼的这些吸收特性，被看到的彩色是所谓的原色红(R)、绿（G）、蓝（B）的各种组合。为标准化起见，CIE（国际照明委员会）在1931年设计了下面的特定波长值为主原色：红=700nm、绿=546.1nm、蓝=435.

6、8nm。标准只是实验数据的近似，为标准化目的而定的特定三原色波长并不意味着GRB分量单独作用就能产生所有的谱色，只一点很重要。“原色”一词的使用已经被广泛误解为：3个标准原色当以各种强度比混合在一起时可以产生所有的可见颜色。原色相加可以产生二次色，如深红色（红加蓝）、青色（红加绿）和黄色（红加绿）。以正确的亮度保三原色或者一种二次色与其相反的原色相混合，即可产生白光。光原色与颜料或者着色剂原色之间的区别是很重要的。颜料定义一种原色为减去或吸收光的一种原色并反射或传输另两种颜色。因此颜料的原色是深红色、青色、和黄色。将这三种颜料原色或其对应的补色进行合适的组合，即可产生

7、黑色。彩色电视接收机是色光相加的例子，许多彩色电视显像管内部是由电敏荧光fluorescent[fluə'resnt]粉三角形点阵形式组成的。当激发时，三色组中的每一点能产生三原色中的一种光。发射红光的荧光粉的像点亮度由显像管内的电子枪调制，该电子枪产生的脉冲与电视摄像机摄取的“红能量”相对应。三像素组中的绿点和蓝光荧光物质以相同的方式被调制。在电视接收机上观察到的效果是，三像素每一点荧光点原色加在一起并由眼睛对颜色敏感的锥状提以全彩色图像的方式接收。以这种方式每秒钟连续改变30副画面，在荧光屏上即可完成连续图像显示。色彩的错觉与幻觉⑴正后像：在黑暗