观察者 - 颜色接受和感觉
在前面解释颜色三要素中的光源和物体属性的时候,我们涉及的一些观察者的因素, 这里我们要做深入的探讨。首先,光波进入眼睛的瞳孔, 瞳孔扩大或缩小以调整允许进入的光的数量。然后,光波刺激视网膜,视网膜几乎覆盖了整个后半眼球,上面密布着130,000,000个感光细胞和神经元。
这些感光细胞对可见光刺激作出响应,通过神经元传送电信号给大脑中颜色感受区域。感光细胞中的一些对红色较敏感,另一些对绿色较敏感,还有一些则对蓝色较敏感。这三类细胞称为锥状细胞, 其它细胞称为柱状细胞,它们只对黑色和白色敏感。
在试图分辨颜色差别时,人眼有一些天生的限制。我们对不同物体的不同颜色描述为不同的名称。而且,眼睛疲劳、年老和其它生理因素会影响我们对颜色的感觉。在下面部分,我们会讨论不同的光源和观察者对颜色工业界的制造商造成的影响。
总结
颜色是光照射物体后被观察者感受的结果。光由成百上千万个不同波长电磁波组成。当光照射物体时,物体表面吸收部分光波并反射其余的。当反射光被观察者接收,观察者的大脑将成分一定的光波感受为特定的颜色。不同的光/物体互相作用产生不同的光波组成,这样就产生我们每天看见的千万种颜色。
颜色交流
每个人根据他/她自己的视觉技巧和记忆感受不同的颜色。例如,一个人看起来亮红玫瑰在另一个人眼里是深红色的,甚至另外一个人可能认为它不过是“仅仅红色”而已。同样,不同光线条件在颜色显示上具有非常重要的影响。对于同一物体,颜色三要素中的光源和观察者是不断变化的。
颜色模型的需要
在颜色相关产业,例如图像艺术、涂料、整形、纺织品和其它产业,颜色三要素的不同会引起设计者、客户、供应商、印刷商和其他制造商的颜色差异。为了帮助客户准确地交流颜色信息,我们提出多种颜色模型解决方案。颜色模型规定一些属性或原色,将颜色分解成不同属性的数字化组合。例如,要在评估两个非常匹配的“红色”时,我们可以通过数值比较它们在三维色空间的关系,而不是用“更红”或“更黑”之类的词。这些模型也帮助我们更好地描述颜色,代替“淡黄”或“金黄”之类含义模糊的词。
我们将在下面部分介绍一些颜色模型: RGB 颜色模型、CMY(K) 颜色模型、L*C*H°颜色模型、CIE 颜色系统和反射光谱颜色模型。
RGB 颜色模型
我们的眼睛集中在可见光谱的主要区域(红、绿和蓝,RGB), 每一秒钟都可处理大量颜色信息。颜色扫描仪、监视器和电视设备都采用这个颜色模型(也称为加色三原色或光原色)来组成不同颜色。
加色三原色
理论上,将纯红色、纯绿色和纯蓝色按相等比重混合在一起产生白色;这三种颜色都没有的时候产生黑色。其中,改变光强度的组合会产生很大范围变化的不同的颜色(色域)。例如,100%红色,100%蓝色,没有绿色则生成品红色;100%蓝色和100%绿色,没有红色则产生青色;100%红色和绿色,没有蓝色则生成黄色。
在理论上,我们可以在三维色空间内按锥形描述加色和减色三原色。每个原色位于它的互补色的对角: 红色和青色相对,绿色和品红色相对,黄色和蓝色相对 (当我们讨论“使用减色三原色再生颜色”时,你可以看到这些关系是如何被用于在纸上产生颜色的)。
使用加色三原色再生颜色
你的显示器使用红、绿和蓝光的叠成效应生成颜色。显示器屏幕的内表面由微粒象素组成,每个微粒包括三个荧光点: 红、绿、蓝。电子枪位于屏幕的后方,向屏幕上每个点发射电子束。计算机从图形应用程序或扫描仪发出数字信号到电子枪, 这些信号控制电子枪设置的电压强度。不同RGB的强度组合将产生不同的颜色。电子枪由电磁石帮助瞄准以确保快速精确地屏幕刷新。