色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺

1、1 項目一項目一 光與色覺光與色覺 色彩原理與應(yīng)用色彩原理與應(yīng)用 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺2 教學(xué)目標(biāo) 色彩是印刷復(fù)制的重點，要正確復(fù)制顏色，首先 要明白顏色是如果產(chǎn)生的。本部分主要通過顏色 產(chǎn)生的三個要素即光、物體、視覺系統(tǒng)以及顏色 視覺理論的介紹，使讀者認(rèn)識顏色的本質(zhì)，理解 色彩的形成原理。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺3 光與色覺 能力目標(biāo)： 具有分辨光色與波長對應(yīng)關(guān)系的能力。 具有根據(jù)光源光譜功率分布曲線分析顏色感覺的能力。 具有根據(jù)光譜反射率分析物體顏色特性的能力。 知識目標(biāo)： 掌握光的本質(zhì)，波長與光色關(guān)系。 理解光譜功

2、率分布曲線與顏色特性的關(guān)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(yīng)的光譜光視效率 函數(shù)的意義。 了解顏色視覺理論。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺4 光與色覺 光的顏色特性 物體的顏色特性 視覺的生理基礎(chǔ) 顏色視覺理論 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺5 光源 光光 線線 物體 顏色刺激顏色刺激 眼睛 視神經(jīng)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(wù)一任務(wù)一 光的顏色特性光的顏色特性 項目一項

3、目一 光與色覺光與色覺 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺7 可見光可見光 光是一種能在人眼的視覺系統(tǒng)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。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺8 104106 10810101012102 10-2 110-4 UV X R A Y Y R A Y Infrared Super Ultra Short Wave Ultra Short Wave TV & Radio Waves V i s i b l e Shorter wave

4、Longer wave Violet IndigoBlueGreen Yellow OrangeRed 400nm700nm BlueGreenRed 可見光 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺9 在可見光譜范圍內(nèi)，不同波長的輻射能引起人的 不同顏色感覺。 可見光 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺10 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。 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 58

5、0 綠（綠（Green） 570500 550 青（青（Cyan） 500470 500 藍（藍（Blue） 470420 470 紫（紫（Purple） 420380 420 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺11 可見光 實際上單色光的顏色是連續(xù)漸變的，不存在嚴(yán)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(fā)現(xiàn)，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(fù)色光。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺12 光譜功率分布 光源對顏色的影響主要

6、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(shù)學(xué)上的關(guān)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，即功率是波長的函數(shù)，這個函數(shù)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(fā)光的物質(zhì)成分不同，具有 不同的光譜功率分布曲線。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺13 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(shù)的最大值為1或100，將函數(shù) 的其他值進行歸化，經(jīng)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

7、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(fā)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。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺14 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(xù)光譜和混合光譜。 15 任務(wù)二任務(wù)二 物體的顏色特性物體的顏色特性 項目一項目一 光與色覺光與色覺 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺16 物體的顏色特性物體的顏色特性 產(chǎn)生顏色感覺的第二個要素為物體。 按照能否發(fā)光，自然界的物體一般分為發(fā)光體和 非發(fā)光體兩類。 發(fā)光體是能自行向外界輻射光能，常稱為光源。 非發(fā)光

8、體是本身不輻射光能的物體。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺17 發(fā)光體的顏色形成 發(fā)光體的顏色形成 發(fā)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(fā)光體的顏色就偏向于哪種光譜色。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺18 非發(fā)光體的顏色形成 非發(fā)光體只有在光的照射下才能呈現(xiàn)出顏色，如 果沒有光，根本看不到物體，當(dāng)然也不可能有顏 色呈現(xiàn)。所以物體呈現(xiàn)出的顏色，源頭是光的顏 色。 不同的物體在光的照射下呈現(xiàn)出不同的顏色，原 因就是物體對光具有選擇性地吸收、透射或反射 的特性。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理

9、與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺19 非發(fā)光體的顏色形成 根據(jù)物體的光譜特性的不同，物體可分為 消色物體 彩色物體 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺20 非發(fā)光體的顏色形成 當(dāng)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(xiàn)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。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺21 非發(fā)光體的顏色形成 當(dāng)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，

10、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(jīng)過選 擇性吸收以后，其反射或透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(fā) 生了改變。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺22 非發(fā)光體的顏色形成 彩色物體光譜特性分析 反 射 率 % 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺23 非發(fā)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(fā)光的光譜成分不同，就會產(chǎn)生不同 的顏色刺

11、激。 24 任務(wù)三任務(wù)三 視覺的生理基礎(chǔ) 項目一項目一 光與色覺光與色覺 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺25 眼睛的構(gòu)造 眼睛的構(gòu)造 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺26 眼睛的構(gòu)造 整個眼球主要可分為屈光系統(tǒng)和感光系統(tǒng)兩個部分 屈光系統(tǒng)的作用是將不同遠近的物體清晰地成像在視網(wǎng) 膜上。 當(dāng)眼睛注視外界物體時，由物體發(fā)出的光線通過角膜、 房水、晶狀體及玻璃體折射，聚焦成像于人眼感光記錄 系統(tǒng)視網(wǎng)膜上。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺27 眼睛的構(gòu)造 屈光系統(tǒng) 角膜：外界光線首先經(jīng)角膜的折射后進入眼球。 瞳孔：主要作

12、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(wǎng)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(wǎng)膜 之間。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺28 眼睛的構(gòu)造 感光系統(tǒng) 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺29 眼睛的構(gòu)造 視網(wǎng)膜主要由三層細(xì)胞構(gòu)成 最外層是錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞 中層為雙極細(xì)胞，起橋梁作用 最內(nèi)層主要含有神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺30 視覺的形成 人眼的作用類似于照相機。

13、 人眼與照相機的構(gòu)造的對應(yīng)關(guān)系人眼與照相機的構(gòu)造的對應(yīng)關(guān)系 照相機照相機人眼人眼 暗箱暗箱 鏡頭鏡頭 快門快門 光圈光圈 膠片膠片 鞏膜和脈絡(luò)膜鞏膜和脈絡(luò)膜 角膜和晶狀體角膜和晶狀體 眼皮眼皮 虹膜虹膜 視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺31 明視覺和暗視覺 人眼是靠錐體細(xì)胞視覺和桿體細(xì)胞視覺轉(zhuǎn)換來適 應(yīng)照度的變化。 錐體細(xì)胞是明視覺器官。 桿體細(xì)胞是暗視覺器官。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺32 明視覺和暗視覺 暗視覺 桿體細(xì)胞形狀細(xì)長，往往幾十個連在一起向視神 經(jīng)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

14、體的細(xì)節(jié)和顏色。因此，在 比較暗的條件下，由桿體細(xì)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。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺33 明視覺和暗視覺 明視覺 在明亮條件下，桿體細(xì)胞不起作用。而錐體細(xì)胞 與視神經(jīng)是一對一連接的，能在光亮下精細(xì)地接 受外界的刺激，能分辨物體的細(xì)節(jié)與顏色。錐體 細(xì)胞的活動只有當(dāng)亮度達到一定水平才能被激發(fā) 起來，稱為明視覺。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺34 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

15、 度不同。眼睛的靈敏度與波長的依賴關(guān)系，稱為 光譜光視效率。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺35 明視覺和暗視覺 明視覺與暗視覺的光譜光效率 36 任務(wù)四任務(wù)四 顏色視覺理論 項目一項目一 光與色覺光與色覺 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺37 顏色視覺理論 關(guān)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(xué)說 赫林的對立學(xué)說 階段學(xué)說理論 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺38 三色學(xué)說 1801年由英國醫(yī)生、物理學(xué)家托馬斯楊提出， 后由德國的生理、物理學(xué)家赫姆霍爾茲補充、 驗證。 內(nèi)容：楊認(rèn)為人的視神經(jīng)只有感

16、紅、感綠、感 藍三種基本視神經(jīng)，赫姆霍爾茲驗證人的視網(wǎng) 膜上有感紅、感綠、感藍三種細(xì)胞，感受的峰 值為680nm,540nm,430nm。光譜的不同部分 （不要求有連續(xù)光譜）引起三種細(xì)胞不同比例 的興奮，根據(jù)三種細(xì)胞不同比例的興奮程度， 人的大腦形成不同的色覺。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺39 三色學(xué)說 三色學(xué)說建立在顏色混合的物理學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上， 能充分說明顏色混合現(xiàn)象，是國際公認(rèn)的色度 學(xué)基礎(chǔ)，彩色印刷、攝影、電視機都是三色學(xué) 說基礎(chǔ)上建立的。 三色學(xué)說可以解釋負(fù)后像等情況，它認(rèn)為負(fù)后 像是神經(jīng)疲勞的結(jié)果。 三色學(xué)說最大的缺點是不能解釋色盲現(xiàn)象。 按照三色學(xué)說

17、，色盲是一種或幾種感色細(xì)胞有 缺陷導(dǎo)致的，但如果是這樣，則色盲不僅是色 盲，而且也看不見白色。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺40 對立學(xué)說 四色學(xué)說可以解釋色盲現(xiàn)象、負(fù)后像等現(xiàn)象， 但沒有對三原色能產(chǎn)生光譜一切顏色這一現(xiàn)象 給予說明。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺41 階段學(xué)說 現(xiàn)代神經(jīng)心理學(xué)指出，視網(wǎng)膜中確實存在三種能 感受不同波長光的錐體細(xì)胞，同時對視網(wǎng)膜和神 經(jīng)傳導(dǎo)通路研究中發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)可以發(fā)出三種反 應(yīng)：光反應(yīng)（L）、紅-綠反應(yīng)（R-G）、黃-藍反 應(yīng)（Y-B）。 色彩管理與應(yīng)用項目一色彩管理與應(yīng)用項目一+光與色覺光與色覺42 階段學(xué)說 階段學(xué)說認(rèn)為顏色視覺過程可以分成幾個階段。 第一階段，視網(wǎng)膜的錐體感受是一個三色機制； 第二階段，在神經(jīng)興奮由錐體感受向視覺中樞的 傳導(dǎo)過程中，形成四色機制； 最后階段發(fā)生在大腦皮層的視覺中樞。在這里產(chǎn) 生各種顏色感