与颜色相关的一些基本知识：颜色与人眼的色觉特性

没有光就没有颜色，颜色是光作用于人眼所产生的一种视觉反应，正因为不同光源的光谱分布不同，因此我们的人眼就会看到不同的颜色。本文介绍了一些与颜色与人眼色觉相关的知识，感兴趣的朋友可以了解一下！

光谱与颜色：

光是一种电磁辐射，决定其特有性质的是它们的波长λ。其中只有波长在380～780范围里的光可以引起人眼的视觉反应。不同波长的可见光辐射引起人眼不同的色觉反应，单一波长的光辐射表现为一种颜色，也称为单色光或光谱色。若将可见光谱分成多个不同区域，以颜色环来表示则如图下图所示。实际上这里只是给出大致范围，单色光的颜色变化是连续的，不存在严格的界限。

在日常生活中常见的多是如自然界中的太阳白光等的复色光，也即由不同波长的单色光复合而成的混色光。这种复色光的引起的人眼的颜色感觉取决于各种单色波长辐射的相对功率分布，换言之，一定成分的复色光对应某一确定的颜色，但需要说明的是同一种颜色感觉有可能对应不同的光谱组合，这就是所谓的同色异谱现象。要具体界定光辐射与人眼色视觉的关系还需要对人眼的色觉特性有所了解。

人眼的色觉特性：

人类的视觉系统与照相系统有很多相似之处，射入人眼的光在相当于照相胶片的视网膜上发生光化学反应从而产生视神经脉冲传至大脑形成视觉。关于人眼构造，现在学术界广泛接受的是1912年J.von Kries基于病理学研究提出的二重功能学说。该学说认为人眼视觉包括两重功能：视网膜中央的“锥体细胞视觉”以及视网膜边缘的“杆细胞视觉”，也可对应称之为“明视觉”和“暗视觉”。下图所示为国际照明委员会（CIE）参考众多科学家的大量实验数据制定的明、暗视觉的光谱光视效率V（λ）和V'（λ）曲线。

对于人眼的颜色视觉机理，目前最具有代表性和说服力的是杨-亥姆霍兹（Young-Helmholtz）的三色学说和赫林（Hering）的对抗色学说。三色学说认为在视网膜上存在能感受红、蓝、绿色的光接收器（锥体细胞），人眼感受到的一切颜色特性都由这些锥体细胞的响应量的比例来表示。对抗色学说认为在视网膜上存在着响应白-黑、红-绿、黄-蓝等对抗颜色的三种光接收器，同样，所有颜色特性也是由这些光接收器响应量的比例来表示。两种学说分别能很好的解释一些视觉现象，但均有无法说明的问题。近代色觉理论的发展使二者有趋于统一的迹象，比如由上述锥体细胞的三色响应和其后的对抗色响应所组成的一种被称为阶段学说的视觉模型逐渐得到认可和发展，如下图所示，可以简单理解为视网膜上的锥体细胞感受颜色刺激符合三色机理而光刺激的视觉信息向大脑皮层传输通路符合四色机理。

颜色的三属性：

所有物体颜色，包括发光色和表面色，都有三个共同的基本特性，也称为颜色的三属性：明度、色调和纯度。

明度表示物体表面相对明暗的特性，与光亮度成正比，定量的描述是以完全反射漫射体为基准，在同样的照明条件下对物体表面色的视知觉特性给予的分度。

色调也称色相，表示红、黄、蓝、绿、紫等颜色特性，在可见光谱范围内，不同波长的光刺激能引起人眼不同的色调感觉，因此，色调是区分颜色的重要特性。

纯度也称彩度，即具有相同明度值的颜色离开中性灰色的程度，显然最饱和的颜色是光谱色，而当光谱色中掺入白光时，其饱和度就变小。此三属性的关系可用颜色立体示意模型来形象地表示，如下图所示。

中央垂直轴从上到下代表白（W）一黑（BW）系列明度（L）变化，轴上点都是非彩色点。中部水平圆周上的点代表不同颜色，圆心饱和度C=0，从圆心向圆周过渡表示饱和度（C）逐渐增大，圆周上的光谱色饱和度最大。在颜色测量中，只要能够确定某一颜色的明度、色调和纯度则该颜色在颜色立体中的位置就是确定的。