颜色视觉理论

11/25/961颜色视觉理论概述Musell表色系统简介11/25/962颜色视觉理论是一种复杂的物理—生理学现象1.牛顿时代：颜色可由某一固定波长的光波引起。2.杨-赫姆霍兹（T.Young-----Helmholtz）三原色学说3.赫林（Hering）四色学说4.阶段学说11/25/9631.牛顿光与颜色11/25/964TheLightisarangeofcolorsCosmicraysXrays11/25/965400nm700nmWhitelightcanbedispersedintoaspectrumwiththeaidofaprismWhiteLightThespectrum166611/25/966牛頓-三菱鏡之色彩實驗1666光源三菱鏡VIOLETINDIGOBLUEGREENYELLOWORANGERED可見光譜11/25/967自然光源波長藍色光1nm=1x10-9metres=1/1000,000,000metre11/25/968自然光源400nm540nm700nmC=光速頻率波長C=11/25/9692.杨-赫姆霍兹三色理论T.Young-Helmholtz11/25/9610THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR在视网膜上有三种形式的锥体细胞受到光的刺激就产生红、绿、蓝三种色觉：支持三原色学说的实验1.眼底反射分光光度实验2.显微分光光度实验3.锥体细胞感受电位光谱感度实验11/25/9611ThomasYoung-HermanvonHelmholtz視覺化色彩理論-三原色1801-1860紅綠藍光源Helmoltz3011/25/9612Thehumaneye3typesofspectralsensitivecellswhoreactonRGBRGB11/25/9613視網膜眼角膜透視膜虹膜光源瞳孔光源眼睛視覺神經11/25/9614视网膜对光的感应杆状细胞&锥状细胞光源視網膜的中央窩桿狀細胞錐狀細胞11/25/9615視覺化的三原色原理Young-Hemholtz感覺器官大腦白色物體紅綠藍11/25/9616視覺化的三原色原理Young-Hemholtz感覺器官大腦紅色物體紅綠藍11/25/9617視覺化的三原色原理Young-Hemholtz感覺器官大腦黃色物體紅綠藍11/25/9618THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR三色学说存在的问题1.不能解释色盲成对出现，如红色盲和绿色盲2.不能解释全色盲随然不能感受颜色，但却能感受黑白色（非色彩、灰色）3.红-绿色盲安此理论是不能感觉黄色，事实上却能感受11/25/96193.赫林(E.Hering)-四色理论(Opponent-Colortheory)11/25/9620THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR该假定视网膜上有三种化学物质，由于它们的破坏或再合成产生6种不同的色觉和规律：1.白--黑是对立的破坏-白重合成-黑2.红-绿是互补的破坏-红重合成-绿3.黄-蓝是互补的破坏-黄重合成-蓝11/25/9621EwaldHering相對的色彩理論18784011/25/9622THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR四色理论成功之处：1.视网膜上缺少某一种对立的光化学物质如红-绿色盲，缺少红绿物质。2.全色盲是缺少红-绿、黄-蓝两种光化学物质而仅存在黑白光化学物质所致11/25/9623THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR四色学说存在的问题1.最大困难是无法解释红、绿、蓝三种颜色能够配合出所有色彩的配合规律2.他的三种对立光化学物质在视网膜光感受水平一级始终没有得到解剖学的实验证实。11/25/96244.阶段学说11/25/9625THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR阶段学说认为：颜色视觉过程是分阶段的，包括三原感受、四色传导和中枢处理三个阶段。11/25/9626THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR三色感受：在颜色视觉过程的光感受水平一级，符合T.Young的三色学说；即视网膜上有三种独立的感色物质。它们各自选择性地吸收光谱上的红色、绿色和兰色的色光；同时每个感光物质又可单独地产生黑和白的反映，即在强光作用下产生白的反应，在无刺激时产生黑的反应。11/25/9627THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR四色传导：锥体细胞兴奋刺激在向视觉中枢传导过程中符合E.Hering的四色学说；在神经兴奋由锥体细胞感受器向视觉中枢的传导过程中，这三种反映又重新组合，结果产生三对对立的神经反应，既红或绿、黑或白、黄或蓝的反映。11/25/9628THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR中枢处理：大脑视觉皮质中枢把由视神经纤维传来的神经冲动根据已有的颜色经验进行处理，引起对颜色的心理感受；颜色心理感受的最常用的描述是：色相、明度和彩度；上述描述被称之为颜色视觉的三属性。11/25/96291st.dimensionofcolor=thehue11/25/96302nd.dimensionofcolor=thelightness11/25/96313rd.dimensionofcolor=thesaturation11/25/9632几种颜色视觉现象11/25/96331.色彩恒常性11/25/9634THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR颜色恒常性：外界条件发生了一定范围的变化后，人们对物体的颜色感觉仍保持相对不变的特性1.有人认为与人的记忆、经验、知识有关，受一定的心理因素支配；2.与周围环境的参照对比有关11/25/96352.色适应11/25/9636THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR色适应：由于环境光对眼睛的持续作用，致使眼睛对环境光产生一定的抵消作用，而使颜色视觉受影响的现象称为色适应色适应包括：1.亮度适应2.颜色适应11/25/9637亮度适应11/25/9638THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR亮度适应：1).明适应---由暗到亮的环境时，1Min人眼就适应了.2).暗适应---由亮到暗的环境时，人眼看不清周围的物体，15min后，人眼重新适应了新的亮度水平，40min视觉才能达到完全适应。11/25/9639颜色适应11/25/9640THEEFFECTOFSIZEONPERCIEVEDCOLOR颜色适应：在明视觉状态下，视觉系统在颜色刺激的作用下所造成的颜色视觉变化叫做颜色适应11/25/9641色对比11/25/9642simultaneouscontrastIseachcirclethesamecolor?11/25/9643simultaneouscontrastIseachcirclethesamecolor?11/25/9644色彩視覺11/25/9645THEEFFECTOFSURROUNDCOLORSONPERCIEVEDCOLOR11/25/9646THEEFFECTOFSURROUNDCOLORSONPERCIEVEDCOLOR11/25/9647THEEFFECTOFSURROUNDCOLORSONPERCIEVEDCOLOR11/25/9648颜色错觉11/25/9649色彩大小错觉11/25/965011/25/9651颜色适应11/25/9652THEE色彩視覺EVEDCOLOR11/25/9653THEEFFECTOFSURROUNDCOLORSONPERCIEVEDCOLOR11/25/9654颜色遗忘11/25/9655THEEFFECTOFDISTANCE(MEMORY)ONCOLORCOMPARISONWHATISTHECOLORDIFFERENCE?11/25/9656THEEFFECTOFDISTANCE(MEMORY)ONCOLORCOMPARISONWHATISTHECOLORDIFFERENCE?11/25/9657``````````EffectofAdjacentColours11/25/9658EffectofAdjacentColours11/25/9659色彩残影11/25/966011/25/9661PersistenceofVision11/25/9662PersistenceofVision11/25/9663DEFECTIVECOLOURVISIONISHIHARATESTFORCOLOURBLINDNESS8%ofallMales11/25/9664色彩視覺測試11/25/9665FireredTomatoredAppleredRed11/25/9666光源11/25/9667光源11/25/9668SPECTRALPOWERDISTRIBUTIONS40054070025020015010015010050ENERGYD65A11/25/9669功率分布光源相对ENERGYAD6540070011/25/9670光源的色温400500600700Wavelength[nm]0100200300400500Rel.PowerCIEIlluminantsACD65F2F1111/25/9671光源&照明體光源照明體30054070025020015010015010050ENERGY照明體-光經分光解析後而獲得到的數據11/25/9672照明體A-鎢絲燈光源C-平均太陽光源CWF-冷白冷白荧光燈光源D65-平均太陽光源F11-TL84三基色荧光燈光源TL83-TL83三基色荧光燈光源msILL-英國瑪莎專用照明UL3000-美國商店照明11/25/9673colordependsonthelightsourcethesameobjecthasdifferentcolorsunderdifferentlights11/25/9674混色理論加法混合11/25/9675色彩加法性紅色光&綠色光11/25/9676色彩加法性紅色光&綠色光11/25/9677色彩加法性紅色光、綠色光、藍色光11/25/9678AdditiveMixingPrimaryColorsofLIGHT11/25/967911/25/9680混色理論減法混合11/25/9681色彩減法性光照射在物體後,通常會吸收部份色光,因此某些色光會部份被移除而無法反射出.透明的色料在色彩減法性中會包含穿透性與吸收性但不包含散射性.色料在色彩減法性中有吸收性與散射性.11/25/9682色彩減法性洋紅色11/25/9683色彩減法混合洋紅色&黃色11/25/9684SubtractiveMixing-ColorantsSubtractivePrimaryColors11/25/9685颜色物体11/25/9686DifferentmathematicalModelsCIBAmultifluxtheorymodelbasedontheexacttheoryoflighttransferBeerLambertlawtransparentdirectedlightbeamKubelkaMunk(1-r)2/2RDiffuselightbeamSaundersonapprochThicknessK/Slog1/T11/25/9687TranslucentLighteffectondifferentobjectsTransparentTransparentcoloredOpaquecolored11/25/9688Black(fullabsorption)LighteffectondifferentobjectsTransmissioninrelationwiththetickness11/25/9689Highglosssurfaceincidentbeam=re