鸟语天空
什么是颜色?
post by:追风剑情 2022-8-18 10:02

  颜色或色彩是人们通过眼部、脑部及生活经验所产生的一种对光的主观感觉效应。人的视网膜上布满了感光细胞,当有光线传入人眼时,这些细胞就会将光线的输入刺激转化为传递给视神经的电信号,最终在大脑得到解释,形成“颜色”这一种意识感觉。

  在视网膜上有两类感光细胞:视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞分为S、M和L三种类型,大都集中在视网膜中央,每个视网膜大概有700万个。视锥细胞能在较明亮的环境中辨别颜色和形成精细视觉。每种视锥细胞包含有一种感光色素,分别对红、绿、蓝三种有着不同波长的光敏感。其中,L型视锥细胞对较长波长的光波(红光)敏感,M型视锥细胞对中等波长的光波(绿光)敏感,S型视锥细胞对较短波长的光波(蓝光)敏感,即是不同波长的光线刺激视锥细胞就能让人感觉到不同的颜色。

  视杆细胞分散分布在视网膜上,每个视网膜有1亿个以上。这类细胞对光线更为敏感,很微小的光线能量就可以激发它对光的感应。视杆细胞无法根据光线的波长感受到对应的颜色,但在较弱的光照环境下对环境有分辨能力,如在夜里可以看到物体的轮廓。

  当一束光线进入人眼后,感光细胞会产生4个不同强度的信号:由视锥细胞产生的3种信号(对应于红、绿、蓝3种颜色)和由视杆细胞产生的信号。只有视锥细胞产生的信号能转化为颜色的感觉。3种视锥细胞对不同波长的光线会有不同的反应,每种细胞对某一段波长的光会更加敏感,下图中,横坐标是光的波长,单位是nm;纵坐标是对波长的反应值,又称刺激值,标准化反应值在区间[0, 1]内。这些信号的组合就是人眼能分辨的颜色总和。

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  格拉斯曼经过大量的实验,总结出格拉斯曼定律。该定律指出人眼对不同颜色光线混合的刺激反应是线性的。假设有两束不同颜色的光C1和C2,某视锥细胞对这两束光的刺激反应分别是r1和r2。将它们按照一定比例进行混合,得到第3种颜色C3,有C3=αC1+βC2,则视锥细胞对颜色C3的刺激反应值r3是r1和r2的线性叠加,有r3=αr1+βr2

赫尔曼●京特●格拉斯曼(Hermann Günther Graßmann),德国语言学家、数学家、物理学家。

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