回绝色

色 觉 asme www.aakaak.cn


  色觉的形成
  正常人的眼睛不仅能够感受光线的强弱,而且还能辨别不同的颜色。人辨别颜色的能力叫色觉,换句话说,是指视网膜对不同波长光的感受特性,即在一般自然光线下分解各种不同颜色的能力。这主要是黄斑区中的锥体感光细胞的功劳,它非常灵敏,只要可见光波长相差3~5nm,人眼即可分辨。
  色的感觉有色调、亮度、色彩度(饱和度)三种性质,正常人色觉光谱的范围由400nm紫色到约760nm的红色,其间大约可以区别出16个色相。人眼视网膜锥体感光细胞内有三种不同的感光色素,它们分别对570nm的红光、445nm的蓝光和535nm的绿光吸收率最高,红、绿、蓝三种光混合比例不同,就可形成不同的颜色,从而产生各种色觉。
  
  颜色视觉正常的人在光亮条件下能看可见光谱的各种颜色,它们从长波一端向短波一端的顺序是:红色(700nm),橙色(620nm),黄色(580nm),绿色(510nm),蓝色(470nm),紫色(420nm)。此外,人眼还能在上述两个相邻颜色范围的过渡区域看到各种中间颜色。我们常常把这些中间颜色叫做绿黄、蓝绿色等等。此外,还有一些我们难以叫出名字的颜色。
  颜色 波长(nm) 范围(nm)
  红 700 640—750
  橙 620 600—640
  黄 580 550—600
  绿 510 480—550
  蓝 470 450—480
  紫 420 400—450
  (一) 颜色的属性和色觉的三变量性
  1、颜色是不同波长或光谱组成的光引起的一种主观感觉。
  虽然颜色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于这些物理参数的一种复杂的抽象。
  色觉是一种人体的感觉,决定于视网膜内的感受器和神经系统中细胞的联系以及感受器本身的特性. 尽管色觉现象已早被了解, 但关于神经方面的联系却是较近来的研究, 有许多问题还是模糊不清.
  2、 颜色的基本属性──色调、饱和度和亮度。
  颜色有色调,饱和度和亮度三要素.色彩是某种颜色如红,绿,蓝或黄等色的波段.当白光或补色光加入某色时,其饱和度就会减弱.色的亮度是一种自我辨明的属性,黄色是一种淡色, 而棕色是深色.黑色只有在周围较浅的条件下才能得到.
  3、Helmhotlz和Maxwell首先用实验确定,对于一名正常色觉者,任何颜色都可以用三种合适选择的单色光(称为原色或基色)的混合所复现(或比配),这就是色觉的三变量性。
  (二) 一些有趣的色觉现象
  1、同发性色对比 当看红环中的一灰点时, 看起来是绿色; 当看绿环中的一灰点时, 看起来是红色. 这种现象称为同发性色对比.一般来说点的颜色常是环颜色的补色.上面已经指出颜色和波长之间的联系并不是绝对的.以585nm波长为例, 它在不同条件下表现为不同颜色: 在656nm环中为绿色, 在540nm环中为红色, 在0.7对数单位亮度的585nm环中为灰色, 在2.0对数单位亮度的585nm环中为黑色, 在1.0对数单位亮度的570nm环中为棕色.
  2、继发性色对比 继发色对比性是指色后像现象,即当眼睛凝视一红色点几秒钟后转向看一灰色卡片, 这时会在卡片中看见绿色点. 如同发色对比一样, 一般说来后像的颜色是原来物象颜色的补色. 在正常的情况下,人们很少老盯着某景象而产生后像. 即使后像产生时, 后像是一个离焦的低对比度的像,视觉系统不大会注意到该后像.
  (三)色觉理论
  1、 Young-Helmholtz的三色理论
  1807年,杨(T.Young)和赫姆霍尔兹(H.L.F.von Helmholtz)根据红、绿、蓝三原色可以产生各种色调及灰色的颜色混合规律,假设在视网膜上有三种神经纤维,每种神经纤维的兴奋都引起一种原色的感觉。光作用于视网膜上别然能同时引起三种纤信的兴压奋,但由于光的波长特性,其中一种纤维的兴奋特别强烈。例如,光谱长波端的光同时刺激“红”、“绿”、“蓝”三种纤维,但“红”纤维的兴奋最强烈,而有红色感觉。中间波段的光引起“绿”纤维最强烈的兴奋,而有绿色感觉。依同理,短波端的光引起蓝色感觉。光刺激同时引三种纤维强烈兴奋的时候,就产生白色感觉。当发生某一颜色感觉时,虽然一种纤维兴奋强烈,但另外两种纤维也同时兴奋,也就是有三种纤维的活动,所以每种颜色都有白光成份,即有明度感觉。1860年赫姆霍尔兹补充杨的学说,认为光谱的不同部分引起三种纤维不同比例的兴奋。赫给霍尔兹对这个学说作了一个图解。图中给出三种神经纤维的兴奋曲线,对光谱的每一波长,三种纤维都有其特有的兴奋水平,三种纤维不同程度的同时活动就产生相应的色觉。“红”和“绿”纤维的兴奋引起橙黄色感觉,“绿”和“蓝”纤维的兴奋引起 蓝紫色感觉。这个学说现在通常称为杨-赫姆霍尔兹学说,也叫做三色学说。
  杨-赫姆霍尔兹学说的最大优越性是能充分说明各种颜色的混合现象。赫姆霍尔兹用简明的三种神经纤维的假设,使颜色实践中颜色混合这一核心问题得到满意的解释。他在一个世纪 以前提出的三种神经纤维的兴奋曲线预示了色度学中光谱三刺激值的思想。现代色度学的根源立方追溯到杨-赫姆霍尔兹的三色学说。
  2、 Hering的拮抗色理论
  赫林(E.Hering)的对立颜色学说也叫做四色学说。1878年赫林观察到颜色现象总是以红-绿,黄-蓝,黑-白成对关系发生的,因而假定视网膜中有三对视素:白-黑视素、红-绿视素、黄-蓝视素。这三对视素的代谢作用包括建设(同化)和破坏(异化)两种对立的过程。光刺激破坏白-黑视素,引起神经冲动产生白色感觉。无光刺激时白-黑视素便重新建设起来,所引起的神经冲动产生黑色感觉。对红-绿视素,红光起破坏作用,绿光起建设作用。对黄-蓝视素,黄光起破坏作用,蓝光起建设作用。因为种种颜色都有一定的明度,即含有白色成份,所以每一颜色不仅影响其本身视素的活动,而且也影响白-黑视素的活动。
  当补色混合时,某一对视素的两种对立过程形成平衡,因而不产生与该视素有关的颜色感觉,但所有颜色都有白色成份所以引起白-黑视素的破坏作用而产生白色或灰色感觉。同样情形,当所有颜色都同时作用到各种视素时,红-绿、黄-蓝视素的对立过程都达到平衡,而只有白-黑视素活动,就引起白色或灰色感觉。
  对负后象的解释是,当外在颜色刺激停止时,与此颜色有关的视素的对立过程开始活动,因 而产生原来颜色的补色。
  当视网膜的一部分正在发生某一对素的破坏作用,其相邻部分便发生建设作用,而引起同时对比。
  色盲是由于缺乏一对视素(红-绿或黄-蓝)或两对视素(红-绿、黄-蓝)的结果。这一解释与色盲常是成对出现(即红-绿色盲或蓝-黄色盲)的事实是一致的,缺乏两对视素时便产生全色盲 。
  赫林学说的最大困难是对三原色能产生光谱一切颜色这一现象没有给予说明。而这一物理现象正是近代色度学的基础,一直有效地指导着颜色技术的实践。
  3、阶段学说
  杨-赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的四以学说一个世纪以来一直处于对立的地位,如要肯定一个学说似乎非要否定另一学说不可。在一个时期,三色学说曾占上风,因为它有更大的实用意义。然而,最近一、二十年,由于新的实验材料的出现,人们对这两个学说有了新的认识,证明二者并不是不可调和的。事实上,每一学说都只是对问题的一个方面获得了正确的认识,而必须通过二者的相互补充才能对颜色视觉获得较为全面的认识。
  颜色视觉过程可以分成几个阶段。第一阶段,视网膜有三组独立的锥体感色物质,它们有选择地吸收光谱不同波长的辐射,同时每一物质又可单独产生白和黑的以应。在强光作用下产生白的反应,无外界刺激时是黑的反应。第一阶段,在神经兴奋由锥体感受器向视觉中枢的传导过程中,这三种反应又重新组合,最后形成三对对立性的神经反应,即红或绿、黄或蓝、白或黑反应。总之,颜色视觉的机制很可能在视网膜感受器水平是三色的,符合杨-赫姆霍尔兹的学说;而在视网膜感受器以上的视觉传导通路水平则是四色的,符合赫林的学说。颜色视觉机制的最后阶段发生在大脑皮层的视觉中枢。在这里产生种颜色感觉。颜色视觉过程的这种设想常叫做“阶段”学说。我们看到,两个似乎完全对立的古老颜色学说,现在终于由颜色视觉的阶段学说统一在一起了。
  (四)色觉障碍
  前面已谈到,各种颜色对于一个颜色视觉正确的人,一般都可以用红、绿、蓝三原色光的相加混合来表示。或者,他可以用三种颜色的混合匹配出光谱上的各种颜色,虽然某些匹配出的颜色的饱和度可能差些。因而,一个颜色视觉正常的人可以说具有三色视觉,称为三色觉者。三色觉者能够分辨各种颜色。有人虽然用三原色能匹配光谱的种种颜色,但匹配的结果与视觉正常人不同,他们对某些颜色的辨别能力较差,这种人叫做异常三色觉者,或称为色弱病。但是,有少数人出生后就不能辨别出某些颜色或甚至所有颜色,这种人是先天性色盲。还有少数人由于视觉系统的疾病,而使颜色辨别能力减退,这种人是后天性色盲,绝大多数的色觉缺陷者都是先天性的,一个如果用两种原色能匹配出种种光谱色,这个人是局部色盲,称为二色觉者,还有一种人用任何一种颜色,通过改变这一颜色的明度,可以匹配出各种光谱色。这种人只有明度感觉而无颜色感觉,叫做全色盲。
  值得注意的是,色觉缺陷的人往往不能发觉自己的颜色感觉与众不同。因为色觉缺陷的人多属于异常三色觉者和二色觉者,这些人用正常色觉者同样的颜色词汇去称呼他自己所看到的颜色,而这些颜色实际上和色觉正常人所看到的颜色并不完全相同。例如,一幢由红砖建造的房屋,在红色盲者看来是土黄色的,但是所有其它人都用“红色”来称呼这座建筑物,所以他认为他所看到的土黄色就叫做“红色”。同样情形,绿草坪在他看来是黄色的,由于别人都称之为绿草坪,所以他就认为这个颜色叫做“绿色”,并认为别人看到的绿色和他看到的“绿色”一样。在日常生活中,色觉缺陷的人看常见的有色物体时,各种颜色多少带有一些他所看到的特有色调,同时这些物体的颜色又都具有其特有的明度,这些都能帮助他说出物体的颜色名称。但是在排除了熟悉的参考因素,又脱离了别人揭示的条件下,便暴露出色盲者的颜色视觉缺陷。由此可见,通过颜色命名去鉴别色觉异常不是一个可靠的方法。
  色觉异常还可以分为先天性色觉障碍和获得性色觉障碍。常见的色觉障碍是一种性连锁遗传的先天异常。
  (五)色觉检查
  从事交通运输、建筑、美术、化学、医学等工作的人应当有正常的色觉,在服兵役、就业、入学前必须检查色觉。
  1、假同色图(常称色盲检查本)
  在同一副色彩图中,既有以相同亮度不同颜色的斑点组成的图形或数字,也有以相同颜色不同亮度的斑点组成的图形或数字。正常人以颜色来辨认,色盲者则只能以明暗来判断。能够正确认出,但表现出困难或辨认的时间延长者为色弱。检查必须在充足的自然光线下进行,图表距眼0.5m,应在5秒钟内读出。
  2、FM-100色彩试验及D-15色盘试验
  3、色觉镜