1、1項目一項目一 光與色覺光與色覺色彩原理與應用色彩原理與應用教學目標 色彩是印刷復制的重點，要正確復制顏色，首先要明白顏色是如果產生的。本部分主要通過顏色產生的三個要素即光、物體、視覺系統以及顏色視覺理論的介紹，使讀者認識顏色的本質，理解色彩的形成原理。2光與色覺 能力目標：具有分辨光色與波長對應關系的能力。具有根據光源光譜功率分布曲線分析顏色感覺的能力。具有根據光譜反射率分析物體顏色特性的能力。 知識目標：掌握光的本質，波長與光色關系。理解光譜功率分布曲線與顏色特性的關系掌握彩色物體和消色物體的光譜特性理解明視覺與暗視覺概念，以及對應的光譜光視效率函數的意義。了解顏色視覺理論。3光與色覺 光

2、的顏色特性 物體的顏色特性 視覺的生理基礎 顏色視覺理論45光源光光 線線物體顏色刺激顏色刺激眼睛視神經的刺激,顏色配比顏色配比腦引起大腦興奮,顏色接收顏色接收色彩是光作用于人眼引起除形象之外的視覺特性。色彩是光作用于人眼引起除形象之外的視覺特性。6任務一任務一 光的顏色特性光的顏色特性項目一項目一 光與色覺光與色覺可見光可見光 光是一種能在人眼的視覺系統上引起明亮感覺的電磁輻射。 電磁波的波長范圍10-14幾千公里，其中380-780nm為可見光。 1nm 109 m。781041061081010101210210-2110-4UVXRAYYRAYInfraredSuperUltraSho

3、rtWaveUltraShortWaveTV &RadioWavesVisibleShorter waveLonger waveViolet IndigoBlueGreen Yellow OrangeRed400nm700nmBlueGreenRed可見光 在可見光譜范圍內，不同波長的輻射能引起人的不同顏色感覺。9可見光 只含有一種波長而不能再分解的光稱為單色光，也稱為光譜色。10可見光光色光色 波長波長（nm） 主波長主波長(nm) 紅（紅（Red） 780630 700橙（橙（Orange） 630600 620黃（黃（Yellow） 600570 580綠（綠（Green） 57

4、0500 550青（青（Cyan） 500470 500藍（藍（Blue） 470420 470紫（紫（Purple） 420380 420可見光11 實際上單色光的顏色是連續漸變的，不存在嚴格的界限。 單色光的顏色感覺隨著光的強度變化而變化。實驗發現，光譜上除了三個顏色點478nm、503nm、572nm不受光強度變化的影響外，其他各波長的顏色都會略有改變。 單色光混合而成的光叫做復色光。光譜功率分布 光源對顏色的影響主要是它的光譜功率分布特性 光源中各個波長色光的輻射功率按波長的分布稱為光源的光譜功率分布，用數學上的關系可描述為光源中不同波長色光的輻射功率是隨波長的變化而變化的，即功率是波

5、長的函數，這個函數的曲線也即是光源的光譜功率分布曲線。 不同的光源，由于其發光的物質成分不同，具有不同的光譜功率分布曲線。12光譜功率分布 光源的顏色感覺取決于光譜分布中各單色光的相對比例，而不是它們的能量絕對值。 令光譜功率分布函數的最大值為1或100，將函數的其他值進行歸化，經過歸化后的光譜功率分布稱為相對光譜功率分布，記為S()。 光源的顏色特性取決于不同波長單色光的能量比例，絕對值的大小只反映光源發光強度的大小，只決定光源的亮、暗感覺，不會引起光源顏色感覺的變化。13光譜功率分布 常見光源的光譜功率分布有線狀光譜、帶狀光譜、連續光譜和混合光譜。1415任務二任務二 物體的顏色特性物體的

6、顏色特性項目一項目一 光與色覺光與色覺物體的顏色特性物體的顏色特性 產生顏色感覺的第二個要素為物體。 按照能否發光，自然界的物體一般分為發光體和非發光體兩類。發光體是能自行向外界輻射光能，常稱為光源。非發光體是本身不輻射光能的物體。16發光體的顏色形成 發光體的顏色形成 發光體的顏色是由光源中不同的光譜成分共同決定的。在光譜成分中，哪種光譜成分的比例大，則發光體的顏色就偏向于哪種光譜色。17非發光體的顏色形成 非發光體只有在光的照射下才能呈現出顏色，如果沒有光，根本看不到物體，當然也不可能有顏色呈現。所以物體呈現出的顏色，源頭是光的顏色。 不同的物體在光的照射下呈現出不同的顏色，原因就是物體對

7、光具有選擇性地吸收、透射或反射的特性。18非發光體的顏色形成 根據物體的光譜特性的不同，物體可分為消色物體彩色物體19非發光體的顏色形成 當白光照射到物體上時，該物體表面對白光中光譜各段的輻射能做等量吸收，而反射或透射光譜組成比例不會改變，這種吸收就稱為非選擇吸收，或稱為等比吸收。 隨著吸收比例的不同，物體在日光下將呈現從白色、各種灰色到黑色的一系列中性顏色，這一系列的顏色稱為消色。20非發光體的顏色形成 當白光照射在物體上，物體對不同波長的光具有不同的吸收率，對某些波長的光吸收多些，對另一些吸收少些，這種吸收稱為選擇性吸收。 具有選擇性吸收特性的物體為彩色物體。經過選擇性吸收以后，其反射或透

8、射的光與入射光比較，不僅能量（光強）上有所減弱，光譜成分也發生了改變。21非發光體的顏色形成 彩色物體光譜特性分析22反射率%非發光體的顏色形成 物體的光譜反射率是由物體的自身材料所決定的，不會隨照明光源和觀察條件而改變。 具有相同光譜反射率的物體用不同的光源照明，因為不同光源所發光的光譜成分不同，就會產生不同的顏色刺激。2324任務三任務三 視覺的生理基礎項目一項目一 光與色覺光與色覺眼睛的構造 眼睛的構造25眼睛的構造 整個眼球主要可分為屈光系統和感光系統兩個部分屈光系統的作用是將不同遠近的物體清晰地成像在視網膜上。當眼睛注視外界物體時，由物體發出的光線通過角膜、房水、晶狀體及玻璃體折射，

9、聚焦成像于人眼感光記錄系統視網膜上。26眼睛的構造 屈光系統角膜：外界光線首先經角膜的折射后進入眼球。瞳孔：主要作用是控制進入眼球的光通量。強光瞳孔縮小，弱光放大。晶狀體：使遠近不同的物體影像都恰好聚焦于視網膜上。房水：功能是使角膜和晶狀體等血管組織進行新陳代謝，并維持眼壓。玻璃體：是一種透明的半流體，位于晶狀體和視網膜之間。27眼睛的構造 感光系統28眼睛的構造 視網膜主要由三層細胞構成最外層是錐體細胞和桿體細胞中層為雙極細胞，起橋梁作用最內層主要含有神經節細胞29視覺的形成 人眼的作用類似于照相機。30人眼與照相機的構造的對應關系人眼與照相機的構造的對應關系照相機照相機人眼人眼暗箱暗箱鏡頭

10、鏡頭快門快門光圈光圈膠片膠片鞏膜和脈絡膜鞏膜和脈絡膜角膜和晶狀體角膜和晶狀體眼皮眼皮虹膜虹膜視網膜視網膜明視覺和暗視覺 人眼是靠錐體細胞視覺和桿體細胞視覺轉換來適應照度的變化。 錐體細胞是明視覺器官。 桿體細胞是暗視覺器官。31明視覺和暗視覺 暗視覺 桿體細胞形狀細長，往往幾十個連在一起向視神經輸送信息。它對光有高敏感性，能接受微弱光刺激，但不能分辨物體的細節和顏色。因此，在比較暗的條件下，由桿體細胞作用而形成了暗視覺。暗視覺只能分辨出物體的形狀和明暗。32明視覺和暗視覺 明視覺 在明亮條件下，桿體細胞不起作用。而錐體細胞與視神經是一對一連接的，能在光亮下精細地接受外界的刺激，能分辨物體的細節

11、與顏色。錐體細胞的活動只有當亮度達到一定水平才能被激發起來，稱為明視覺。33明視覺和暗視覺 暗視覺和明視覺稱為視覺器官的兩重功能。 不同波長的光引起人眼的感覺程度是不同的，功率相同但波長不同的單色光，人眼感到的明亮程度不同。眼睛的靈敏度與波長的依賴關系，稱為光譜光視效率。34明視覺和暗視覺 明視覺與暗視覺的光譜光效率3536任務四任務四 顏色視覺理論項目一項目一 光與色覺光與色覺顏色視覺理論 關于顏色視覺的形成理論有多種說法揚赫姆霍爾茲的三色學說赫林的對立學說階段學說理論3738三色學說 1801年由英國醫生、物理學家托馬斯楊提出，后由德國的生理、物理學家赫姆霍爾茲補充、驗證。 內容：楊認為人

12、的視神經只有感紅、感綠、感藍三種基本視神經，赫姆霍爾茲驗證人的視網膜上有感紅、感綠、感藍三種細胞，感受的峰值為680nm,540nm,430nm。光譜的不同部分（不要求有連續光譜）引起三種細胞不同比例的興奮，根據三種細胞不同比例的興奮程度，人的大腦形成不同的色覺。39三色學說 三色學說建立在顏色混合的物理學規律基礎上，能充分說明顏色混合現象，是國際公認的色度學基礎，彩色印刷、攝影、電視機都是三色學說基礎上建立的。 三色學說可以解釋負后像等情況，它認為負后像是神經疲勞的結果。 三色學說最大的缺點是不能解釋色盲現象。 按照三色學說，色盲是一種或幾種感色細胞有缺陷導致的，但如果是這樣，則色盲不僅是色

13、盲，而且也看不見白色。40對立學說 1878年赫林提出的對立學說也稱為四色學說。 依據：有些顏色看起來是單純的，有些顏色看起來是混合的，紅綠藍黃是單純的；找不到偏綠的紅或偏藍的黃，紅-綠、黃-藍是對立的，混合后只能得到灰或白。 內容：視網膜中存在紅綠、黃藍、黑白三種對立感色機制，每一對立機制中的建設（同化）和破壞（異化）作用會產生不同的色覺。三對對立感色機制對光的反應形成了各種顏色。41對立學說 四色學說可以解釋色盲現象、負后像等現象，但沒有對三原色能產生光譜一切顏色這一現象給予說明。42階段學說現代神經心理學指出，視網膜中確實存在三種能感受不同波長光的錐體細胞，同時對視網膜和神經傳導通路研究中發現神經系統可以發出三種反應：光反應（L）、紅-綠反應（R-G）、黃-藍反應（Y-B）。43階段學說階段學說認為顏色視覺過程可以分成幾個階段。第一階段，視網膜的錐體感受是一個三色機制；第二階段，在神經興奮由錐體感受向視覺中樞的傳導過程中，形成四色機制；最后階段發生在大腦皮層的視覺中樞。在這