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一、三色学说(Three-componentorTrichromaticTheory)
1802年,英国的医学及物理学家托马斯•扬()提出,虽然人眼能分辨出自然界中的所有可见光,但是,人的视网膜上不可《包装色彩学》PPT课件
一、三色学说(Three-componentorTrichromaticTheory)
1802年,英国的医学及物理学家托马斯•扬()提出,虽然人眼能分辨出自然界中的所有可见光,但是,人的视网膜上不可能有那么多的视神经种类。他认为,人的视网膜上只有三种视觉神经纤维,分别是感红神经纤维、感绿神经纤维、感蓝神经纤维三种基本视觉纤维。
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当光刺激人的视觉器官时,感红、感绿、感蓝纤维对不同波长光的感受是不相同的,长波光对感红神经纤维的刺激最强烈,中间波长的光对感绿神经纤维的作用显著,短波长的光最能引起感蓝神经纤维的强烈兴奋。红光刺激人眼时,视网膜上的感红神经兴奋,因而产生红色的感觉。
后来,德国的生理、物理学家赫尔曼•赫姆霍尔兹()对托马斯•扬的学说进行了补充。他认为,视网膜上存在三种三类不同的细胞,它们在光的刺激下产生兴奋,并分别将这种兴奋值转换成各自视神经所固有的特殊能量传送到大脑,在大脑中分别形成红感觉、绿感觉、和蓝色感觉后,最终融合成综合的完整的色觉。
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这三类细胞分别为感红细胞、感绿细胞、感蓝细胞,三种神经分别为感红神经、感绿神经、感蓝神经。他们分别形成三组平行结构的色觉通道,其模型见图2-12所示。视网膜上的三种感色神经对所有的可见光均敏感,只是感红神经、感绿神经、感蓝神经分别对光谱中的红色光、绿色光和蓝色光最敏感而已。当绿光刺激人眼时,感红和感蓝神经同样兴奋,只是没有感绿神经兴奋度强烈,所以引起绿色的感觉。
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白光作用于人眼时,三种神经兴奋的程度一样,则产生白色的感觉。如果是一种混合色,则它是三种神经按不同比例兴奋的结果。如“红”和“绿”神经纤维兴奋,则会引起黄色的感觉。“绿”和“蓝”神经纤维兴奋,会引起青色的感觉。为了说明这个问题,赫姆霍尔兹作了一个图解,如图2-13所示,对任一波长,感红、感绿、感蓝神经纤维都有一定的兴奋程度,只不过各纤维各自的最大兴奋点有所不同。这就是有名的三色学说。
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图2-12赫姆霍尔兹平行构造色觉三色模型
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图2-13三色学说的神经纤维兴奋曲线
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赫姆霍尔兹所提出的在视网膜上存在三类感色细胞的设想,早已为现代解剖学的发现所证实,这就是前面所说的视锥细胞(包括在明视时起作用的红视锥细胞、绿视锥细胞与蓝视锥细胞)。经过在20世纪中成熟起来的现代色彩学的精确推演,三类感光元在可见光波段中的三刺激值曲线应如图2-14所示。
理想的自然白光在理论上由红、绿、蓝三种色光构成,三种色光的比例为1:1:1,人工光源所发出的光,可以通过红、绿、蓝三种单色光按不同比例混合匹配产生。这种用来匹配某一特定光源所需要的红、绿、蓝三原色的量叫做该光源三刺激值。之所以有些光源偏黄、偏暖,有些光源偏冷、偏青、就是因为光源的三刺激值分配不均而造成的。
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图2-14现代光谱基本感觉曲线
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三色学说能够充分地解释颜色混合的现象。这在上面的内容中已有说明。
同时,三色学说也可很好地解释负后像现象。当眼睛注视绿色一段时间,则感绿纤维被激活并一直处于工作状态,当眼睛转而去看一个灰背景时,感绿纤维已经疲劳不能现发生反应了,而感红和感蓝纤维仍能对白光中的红光和蓝光起反应,所以得到一个品红色的影像,我们称之为负后像。
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三色学说也可以解释颜色对比效应。人在观察物体时并不是一直注视某一点不动,而是视线不断地在附近转来转去。当观察一个蓝、白相间的邻近区域时,感蓝视觉神经更为疲劳,从而降低蓝色的灵敏度,送出的信息中蓝色成分少,而在白色区域就看到蓝色的补色黄色。
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三色学说也有不足之处,就是它不能满意地解释色盲现象。对于色盲现象,三色学说认为是因为人的视觉器官缺少一种感色纤维而造成单色盲,同时缺少三种感色纤维而造成全色盲。如果按照这种说法,应该有三种色盲,分别是红色盲、绿色盲和蓝色盲,并且它们可以单独存在,但是事实是,几乎所有的红色盲同时也是绿色盲,也就是常说的红绿色盲。
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其次,三色学说认为,只有三种感色神经同时兴奋时,才能产生白色的灰色感觉,而色盲者既然缺乏一种或三种神经,他们是不可能有白色的感觉的,而事实上色盲者是能看到白色的。这显然与事实是矛盾的。
第三,按照三色学说,红绿色盲是因为没有感红和感绿神经纤维,所以由这两种神经产生的黄色的感觉也应是不