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颜色视觉是视觉系统分辨光的不同波长特性的能力，与我们的日常生活、工作息息相关。本章简要介绍有关颜色视觉的现象、理论和色觉异常。
一、颜色的概念
颜色是不同波长（380～760nm）的光引起的一种主观感觉，是观察者的一种视觉经验。
光本身是没有颜色的，物体也是没有颜色的。虽然颜色的产生取决于光的物理参数（波长等），但它的感知却是大脑神经元对这些物理参数的一种复杂的抽象，完全是一种认知学现象，是一种主观经验。我们之所以看见不同颜色的物体是因为物体反射不同波长组合的光线。不同波长的光给同一观察者的颜色知觉不同；同一波长的光给不同观察者的颜色知觉也不尽相同。因此，颜色是一种以波长为基础的主观视觉经验。
二、颜色的分类和属性
（一）颜色的分类
颜色可分为非彩色和彩色两大类。非彩色指白色、黑色和种种深浅不同的灰色，又称黑白系列。非彩色在视觉上只有明度的变化，从黑到白，明度逐渐升高。彩色是指黑白系列以外的各种颜色。我们通常所说的颜色是指彩色。
（二）颜色的属性
颜色的感知在很大程度上受心理因素（如记忆，对比等）的影响，称为心理颜色。为了定性和定量地描述颜色，国际上规定了鉴别心理颜色的三个特征量——色调、饱和度和明度，见图3-1。
颜色的三个特征量又被称为颜色的心理三属性，大致与色度学上颜色的三变量——波长、纯度和亮度相对应。这是颜色的心理特性与色光的物理属性之间的对应关系。每一特定的颜色，都同时具备这三个特征。
1、色调 是颜色彼此区分的特性。可见光谱中，不同波长的单色光在视觉上表现为不同的色调，如绿色（545nm）、黄色（580nm）等。人眼辨别色调的能力非常精细，随着波长的不同而有明显差别。在青绿色（495nm）及橙黄色（590nm）附近的辨别能力最强，即在黄色与青色之间，人眼能识别相差仅1nm波长的色光。在可见光谱两端红色和紫色附近色光的辨别力最弱，即在红色从650nm到红末端及紫色从430nm到紫末端，即使波长变化较大（相差几十纳米），人眼也不能辨别出差异。
2、饱和度 指颜色的纯度即通常所谓的颜色的深浅。某种颜色中彩色相对于非彩色的比值越高，则饱和度越大。可见光谱中的各种单色光是最饱和的颜色。当光谱色掺入的白光成分越多，就越不饱和；白光成分达到很大比例时，在眼睛看来，它就不再是彩色光，而是白光。物体颜色的饱和度决定了该物体表面反射光谱辐射的选择性程度，饱和度越高，表面反射的选择性越高，反射的光谱越窄。
3、明度 指颜色的明暗之别，光谱色在黄色附近最亮，红色和紫色两端最暗，而同一色调也有明亮度的差别，如粉红较亮紫红较暗，颜色中掺入白色则亮，掺入黑色则暗。明度是人眼对物体的明亮感觉，通常与物体表面的光反射率及照明的强度成正相关，但往往受视觉感受性和过去经验的影响。如暗环境中一高反射率的白纸和亮环境中一低反射率的黑墨，虽然后者的亮度可能大于前者，但由于观察者已经知道它们是白纸和黑墨，所以，白纸仍感受到白色，有较高的明度感觉，而黑墨仍为黑色，明度较低。
人眼所能分辨的色调，在最大饱和度时是180种。对饱和度分辨的等级数目介于4种（黄色）和25种（红色）之间，平均为10种。对于明度的分辨约为600种。三个数字乘积总共为1080000种，而实际上人眼所能分辨的颜色约为一万或数万种。
三、颜色混合与颜色拮抗
颜色混合指任何颜色都可以由三种原色以不同的比例混合得到，见图3-2。三种原色不一定是红、绿、蓝，也可以是其他三种颜色，只要三种原色中任何一种原色不能由其余两种原色相加混合得到即可。实验证明，用红、绿、蓝三原色混合产生颜色最方便，因此，它们是最优的三原色。Grassman将颜色光混合实验归纳为颜色混合三定律：
1、补色律 每一种颜色都有一种相应的补色。两者以适当比例混合，将产生非彩色的色光互称为补色。例如，575.5nm的黄色和474.5nm的蓝色按适当比例混合得到白色，为互补色。
2、中间色律 任何两个非补色相混合，将产生介于两种光谱之间的中间色。其色调决定于两颜色的相对量，其饱和度决定于两者在色调顺序上的远近。
3、代替律 外貌相似的颜色混合后仍相似。如在颜色外貌上，色A=色C，色B=色D，则色A+色B=色C+色D；如色A+色B=色C，色X+色Y=色B，那么色A+（色X+色Y）=色C。即颜色之间虽然光谱成分不同，但只要外貌上是相似的，便可以互相代替，所得的视觉效果相似。
颜色混合实验中，将两种或两种以上的颜色混合得到和某一标准色看起来一样的实验叫颜色匹配。虽然混合色和标准色的主观感觉是一样的，但各自的光谱组成可能相差很大。如红、绿、蓝三原色混合得到的白光与连续光谱的白光在视觉上一样，但它们的光谱组成却不一样，称同色异谱。
亮度相加定律 混合光的总亮度等于各组成色光亮度的总和。
颜色拮抗指在四种心理基本色中（心理物理学认为红、绿、蓝、黄为心理基本色），两种颜色不能共存的现象。人不能同时感受到红色和绿色，即红绿色是不存在的，红色与绿色互为拮抗色，同理黄色与蓝色也互为拮抗色。 |
