发布日期：2024-01-25 浏览次数：541
颜色是人眼对可见光的视觉感知响应，不同波长的可见光辐射会带给人眼不同的视觉感受。人眼之所以能够看到不同的颜色，主要原因是物体对光具有选择性吸收和反射的结果。本文对人眼感知颜色的原理及颜色描述的方法做了介绍。
眼睛作为视觉器官之所以能够感知到图像的存在，需要通过如下步骤实现：外界的光线通过晶状体、玻璃体这些屈光介质，形成的物象会落在视网膜的表面，当视网膜接收到传来的信息，就会传达到视觉中枢，这样眼睛就可以看到清晰的图像。视网膜的作用不只是感知光，还能够感知颜色。根据研究者对人眼的实验结果表明，在不同波长下，视网膜的感光灵敏度是不同的，因此，人眼会感觉到不同的明亮程度。
视网膜存在分别呈锥状和杆状的两种感光细胞，通常我们把它们称作锥状细胞和杆状细胞。它们不管在形态还是分辨率上都是不同的，杆状细胞的灵敏度高，能够感受极其微弱的光，其在中央无分布。它主要聚集在视网膜的边缘，主暗视觉，分辨能力较差，只能感受到明暗。锥状细胞可分为三种：分别为在长、中、短波段可见光达到吸收峰值。其灵敏度较低，主要集中在视网膜的中间凹，边缘较少，主明视觉，辩色能力较强。下图是锥状细胞的光谱灵敏度曲线，可以看到三条曲线是不同的。
色彩是光源、被照射的物体和观察者之间交互的结果。光落在物体上，光会被反射或吸收。比如一张红纸板在观察者眼中看到的颜色为红色，这是由于红色能够把光谱中大多数带绿色和蓝色的部分吸收掉，所以观察者眼中看到的颜色为红色。对于自发光的物体其原理也相同：光会到达人眼，然后眼睛的接收器对其进行处理，由神经系统和大脑进行解释。人眼对不同颜色产生的敏锐程度不尽相同，像红颜色黄颜色的敏锐程度就比较强烈，而蓝颜色的敏锐程度就要低很多。人眼之所以能够感知到物体的颜色是由于光在物体表面产生了反射，所以物体自身和光源都是非常重要的，如果光源缺乏某些波长成份，人眼感知到的物体色也会缺少相对应的颜色。下图是人眼感知颜色的过程。
光源可以分为自然光源和人造光源，常见的自然光源像太阳、月和星等；人造光源涉及的范围很广泛，像热辐射或温度辐射光源、LED混合光源、高强放电光源、荧光光源、固体发光光源、磷光光源等各种类型，还有蜡烛、油灯、火焰等也属于人造光源。一般将人眼能感知到的光叫可见光，可见光的波长范围是380nm～780nm。
颜色可分为彩色和非彩色：非彩色指白色、黑色和各种深浅不同的灰色组成的系列，称为白黑系列。彩色是指白黑系列以外的各种颜色。彩色有三种特性，例如：明度、色调、饱和度，亦可用其它类似的三种特性表示。
1.按颜色可分为彩色光和非彩色光。非彩色包括白（色）光、各种深浅不一样的灰（色）光和黑（色）光，彩色光又可细分为红光、绿光、黄光、……红紫光等。
2.按频率成分可分为单色光和复合光。单色光是指具有一定波长的色光或者所占波谱宽度小于5nm的色光，非单色光即复合光。
3.按频率和颜色综合考虑可分为谱色光（Spectrum Color）和非谱色光。谱色光的波长是从780nm到380nm，其颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序。
4.非谱色光与谱色光：两个或者两个以上的单色光混合所得，但又不能作为谱色出现在光谱上的色光称为非谱色光。白光是非谱色光。单色光一定是谱色光，非谱色光一定是复合光，而复合光也可能是谱色光。例如，红单色光和绿单色光合成的复合光为黄色，它属于谱色光。
5.按发光方式可分为直射光，反射光和透射光。发光体（光源）直接发出的光称为直射光；物体对光源发出的光，能够进行反射所形成的光称为反射光；能进行透射所形成的光称为透射光。若设光源的功率波谱为P（I），物体反射或透射特性分别为r（I）和t（I），则直射光、反射光和透射光的功率波谱将分别为P（I），P（I）r（I）和 P（I）t（I）。
