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最后更新:2024年11月05日

色彩的世界

色彩的世界
颜色是一种迷人的现象,源于光与物体的相互作用。通过加法混合原色(左图)。通过减法混合原色(右图)。原色和间色因每种加法或减法模型而异。

颜色模型

加色模型和减色模型在光与物体相互作用的方式上有所不同,特别是在光的折射和吸收方面。

加法模型涉及物体发出的光以及进入眼睛的光的折射。折射是光从一种介质进入另一种介质时方向发生改变的现象。该模型关注不同颜色光的混合以产生感知到的颜色。 加法颜色模型中的三种原色是红、绿、蓝。 当原色混合时,会产生二次色:黄(红+绿)、青(绿+蓝)、品红(红+蓝)、白(红+绿+蓝),如左图所示。

减法模型涉及物体吸收的光线。有色物体会吸收某些光波波长,并反射其他波长。物体的颜色由其未吸收的光波波长决定,即它所反射的波长。例如,一个看起来是蓝色的物体主要吸收红色和绿色波长,同时反射蓝色波长。减法颜色模型中的三种原色是青色、品红色和黄色。当原色混合时,会产生二次色:蓝色(青色+品红色)、绿色(青色+黄色)、红色(品红色+黄色)、黑色(青色+品红色+黄色),如右图所示。

光线与眼睛的相互作用

人眼解剖学
人眼解剖学。

在我们眼中,名为视锥细胞的光感受器细胞能够检测光线,让我们感知颜色。视锥细胞分为三种类型,每种分别对加色模型中的一种原色(红、绿、蓝)敏感。当发出的光线进入眼睛时,这些视锥细胞会根据光线中存在的波长被激活。

圆锥的类型

•S视锥细胞:对短波长(蓝/紫光)敏感。 •M视锥细胞:对中波长(绿光)敏感。 •L视锥细胞:对长波长(红光)敏感。

混合波长

光波长在眼睛中并非物理混合;相反,它们通过刺激不同类型的视锥细胞所产生的信号,由大脑整合形成我们对颜色的感知。这种将波长解读为完整色彩谱系的能力,对我们的视觉感知以及与周围世界的互动至关重要。

当光线进入眼睛时,不同波长的光会根据视锥细胞的敏感度对其进行刺激。例如,含有大量红光的光会更多地刺激L型视锥细胞,而蓝光则会刺激S型视锥细胞。

在颜色感知中,大脑会整合三种视锥细胞传来的信号,这被称为**加法混色**。S、M、L三种视锥细胞受到不同程度的刺激,从而形成丰富的色彩范围。例如,当S和M视锥细胞被激活而L视锥细胞未被激活时,我们会感知到介于蓝色和绿色之间的颜色。若所有视锥细胞以相近强度被激活,则会感知到接近白色的颜色。

大脑在颜色感知中的作用

大脑本身并不知晓颜色。它仅解码和解读由位于眼内薄层膜(视网膜)上的感光细胞(视锥细胞和视杆细胞)通过视神经传递的电信号(动作电位)。因此,颜色在大脑内部或光线本身中并不作为物理实体存在;颜色是感知中涌现的概念,由大脑构建以理解视觉信息及我们的世界。

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