顏色視覺
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顏色視覺(color vision)，光譜上380～760奈米(nm)波長的輻射能量作用於人的視覺器官所產生的顏色感覺，又稱色覺。在可見光譜上從長波端到短波端依次產生的色覺為紅、橙、黃、綠、藍、紫（見表）。相鄰的顏色間還存在著各種中間色，如橙黃、綠藍等。人眼對光譜各波長的辨別能力是很不一樣的，對光譜某些部位，如480奈米和565奈米特別敏感，在這兩個部位上，波長變化不到1奈米人眼便可看出顏色的差別，而比較不敏感的部位是在540奈米附近及光譜的兩端。在整個光譜上人們可以分辨100多種不同的顏色。物體表面的顏色取決於物體反射和吸收照射在其上的光波的情況。一個表面在白光照射下呈現紅色，是由於它吸收了短波長的光而反射了長波長的光。
顏色有3個基本特性：色調、飽和度和明度(見彩圖)。色調是區別不同色彩的特性，如顏色能夠藉以區別為紅、橙、黃、綠、藍等；飽和度是指彩色的純潔程度，光譜上的各單色光的飽和度最大，其摻入的白色越多，就越不飽和；明度是彩色光的明亮程度， 彩色物體表面的光反射率越高，明度就越大。用一個三維空間的紡錘體可以方便地說明顏色3個基本特性的相互關係（圖1）。任何一個顏色都在這個顏色立體中佔據一個位置。（見孟塞爾顏色系統）
視網膜兩種基本感光細胞及感色區 人眼視網膜中存在兩種感光細胞，錐體細胞和桿體細胞。錐體細胞能分辨顏色，桿體細胞對微光起作用，但不能分辨顏色。視網膜上只存在桿體細胞或錐體細胞很少的動物，如狗、貓、鼠、貓頭鷹、豬等都沒有色覺。類人猿具有與人一樣的色覺。白天活動的鳥、爬行動物、多刺魚類、昆蟲都有色覺。由於錐體細胞主要分布在視網膜中央，桿體細胞多分布在邊緣部位。因此，有正常色覺的人，在視網膜中央部位能分辨各種顏色，但向邊緣部位過渡時，由於錐體細胞減少，辨別顏色的能力便逐漸減弱。人的視網膜能夠感受顏色的區域因顏色而不同，白色最寬，然後依次是藍色和黃色，紅色和綠色最窄。因此，與中央區相鄰的外周部位先失去紅、綠色的感覺，在視網膜更外周部位，對黃、藍色的感覺也消失，只有明暗的感覺（圖2）。
顏色混合 人們不僅對單色光產生色覺，而且對幾種單色光的混合光也可以產生同樣的色覺。例如，520奈米的單色光產生綠色，510奈米與530奈米的單色光混合也可以產生綠色，而且人眼感覺不出這兩者有什麼差別。光譜中色光混合是一種加色混合。用3種原色光：紅(R)、綠(G)、藍(B)按一定比例混合可以得到白色光或光譜上任意一種色光。為了匹配某一特定顏色(C)所需的三原色數量叫做三刺激值，分別以R、G、B表示。顏色方程為：
(C)∈R(R)+G(G)+B(B)。
相加混色的結果可以用一個色三角表示。1854年H.G.格拉斯曼將顏色混合現象歸納為3條定律，即補色律、中間色律和代替律。每一種色光都有另一種同它相混合而產生白色的色光，這兩種色光稱為互補色。例如藍色和黃色，綠色和紫色，紅色和青色混合都能產生白色。兩種非補色混合則不能產生白色，而會產生一種新的混合色或者介乎兩者之間的中間色。如混合紅與綠，按混合的比例不同，可以得到介乎它們之間的橙、黃、黃橙等各種顏色。看起來相同的顏色可以由不同的光譜組成，但他們在顏色混合中的效果卻相同。只要感覺上是相似的顏色，都可以相互代替，所得到的視覺效果是同樣的。例如，顏色A＝顏色B，顏色C＝顏色D，則A+C＝B+D；又如A+B＝C，而X+Y＝B，則A+(X+Y)＝C。這就是代替律，它是一條很重要的定律，現代色度學就是以它為基礎而建立的。顏色混合定律只適用於色光的混合，而不適用於染料、顏料的混合。染料、顏料的色混合是一種減色混合，它的三原色是黃、青、紫。根據加色法原理，將黃色光與藍色光按一定比例混合可以得到白色光，但是，混合黃和藍色顏料得到的卻不是白色而是綠色。顏料的色混合得到的顏色是顏料吸收了一定波長的光線以後所反射的光線的波長。例如將黃顏料和青顏料混合，黃顏料從白光中吸收了藍光，而青顏料吸收了紅光，在入射的白光中只剩下綠光，因此，我們便得到綠色的感覺。（見彩圖）
彩色電視、彩色攝影以及三色印刷就是根據顏色混合原理，採用三原色模擬原景物顏色的。
顏色對比和顏色適應 在視野中，相鄰區域的不同顏色的相互影響叫顏色對比。同樣一種顏色，放在暗背景上看起來覺得明亮些，而放在亮背景上則顯得暗些，這是明度對比的結果。兩塊綠色紙片，一塊放在藍色背景上，一塊放在黃色背景上，在黃色背景上的帶上了藍，在藍色背景上的帶上了黃，這是色調對比的結果。一種顏色與背景色之間的對比，通常都是從背景中誘導出一個補色，黃和藍是互補色，因此放在藍色背景上的綠色紙片帶上了黃色。
當人眼注視某一顏色一段時間後就會引起顏色視覺的變化，這就是顏色適應（見彩圖）。如注視某一色光，在對該色光適應之後，再把眼睛轉到另一種色光時，就會發現後一種色光受先前色光的影響而帶上了適應光的補色成分。眼睛注視一個紅色的光圈幾分鐘後，把視線移向一白色背景時，會見到一個藍綠色的光圈出現在白色的背景上。顏色適應的這種效應叫負後象。
色覺異常 對某些顏色辨別能力差，或對某些顏色，甚至所有顏色都不能辨別的現象稱為色覺異常。大約有8％左右的男性及0.5％左右的女性的色覺有缺陷。色覺異常根據情況可分為三色覺異常（色弱）、二色覺（部分色盲）及單色覺（全色盲）。色弱患者又有紅色弱和綠色弱之分。患色弱的人雖然仍可具有三色視覺，但對顏色的感受性卻很低。常見的色盲是紅綠色盲，紅綠色盲對紅光和綠光反應不敏感，不能區分紅光與黃光或綠光。藍黃色盲則較罕見，患者只有紅、綠色感覺。單色覺者完全喪失對任何顏色的辨別能力，這種人很少，他們只有明暗的感覺，把一切物體都看成是灰色和白色的。
色盲多是先天的，也有後天的。先天色盲與遺傳有關，一般是隔代遺傳。先天色盲目前尚無法醫治。後天色盲往往由於各種原因造成，如視網膜疾病、視神經障礙、腦損傷、醫藥中毒以及維生素缺乏等。採用假等色圖案可以檢查色覺異常，具有正常色覺的人能很容易地分辨出圖案，而那些色覺異常者卻不能從背景中分辨出圖案來。（見彩圖）
參考書目
荊其誠等著：《色度學》，科學出版社，北京，1979。
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