7.1 颜色概述

颜色把大自然装扮得艳丽多姿，给人们增加了生活的乐趣。颜色也给人们以了解和认识自然界丰
富的信息，人从一张彩色图像上得到的信息量较之黑白图像要高出 1-2个数量级。

1. 电磁辐射是颜色现象的物理基础

电磁辐射的物理原理是麦克斯韦方程组，麦克斯韦在总结电磁感应等实验定律的基础上，引入位移电流假说，概括总结得到了描述电磁运动的一组方程，即麦克斯韦方程组。宏观电磁现象可以用电场强度E、电位移矢量D、磁场强度H和磁感应强度B四个矢量来描述，它们都是空间位置和时间的函数。这里不再详述。其中可见光只在电磁辐射中占据了很小的一部分。

2.人的颜色视觉是颜色现象的生理基础

电磁辐射作用于人眼视网膜上，对感色细胞形成刺激，视神经把这种刺激转化成为颜色感觉。正
由于人具有这样感色的生理机能，才能感知颜色。所以说，人的颜色视觉是颜色现象的生理基础。常把光所引起的颜色感觉称为光的颜色。单一波长光的颜色称为光谱色。

人眼中有两种细胞，视锥细胞和视杆细胞。其中视锥细胞主要分布在视网膜的中央凹，负责中央视力，而视杆细胞分散在中央凹的外围。眼中全部的感光细胞也就大约一亿三千七百万个，其中视杆细胞就占了95%（约1亿3千万），而视锥细胞仅有约7百万个。

视锥细胞，还可以细分为感知红、绿、蓝的视锥细胞，在其他地方你可能会看到S短波（蓝色）视锥细胞、M中波（绿色）视锥细胞、L长波（红色）视锥细胞这样的分类。视杆细胞的功能则是感知光线的强弱，主要主导暗环境或夜晚的视力，但无色觉感。

3.颜色的分类

被观察物体的辐射剌激人眼的视神经产生的色感觉称为物体的颜色。

如果物体是自发光的，如各种光源，其颜色与所辐射的光谱成分有关，这一类物体的颜色称为光源色。

对于本身不发光的物体，在外界光照射下，透过、反射或漫反射某些波长的光产生的颜色，称为物体色。它决定于物体本身对光的吸收、反射和漫射特性及照明光的光谱成分。

另外，还有的物体在外部辐射照射下，不但能透过、反射或漫反射与外界照明光波长相同的光，而且能产生与照明光波长不同的荧光。这类物体产生的色感觉，当以荧光为主时，称为荧光色。

各类物体大体上可以分为上述三种产生色感觉的方式。

综上所述，可认为颜色是客观府在的电磁辐射作用于人的视觉器官所产生的一种心理感受。它是
涉及物理、生理和心理各学科的复杂现象。

7.2 颜色的特征和分类

1.颜色的特征

一般来说，判别颜色的不同是根据颜色的三个重要特征:明度、色调和饱和度。三者之中只要有一个不同，就有不同的色感觉。

明度是指颜色明亮的程度。对于光源色，明度与发光强度有关:对于物体色，则取决于物体的反射比和透射比。

色调是借以区分不同颜色的特征，在可见光范围内，不同波长辐射的颜色具有不同的色调，如虹、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。光源色的色调取决于发光体辐射能的光谱组成。物体色取决于物体对光的选择吸收特性及照明光的光谱构成。

饱和度是颜色接近光谱色的程度。一种颜色可以看成是光谱色和白光混合的结果。光谱色的比例越大，则饱和度越高。当白光成分为零时，得纯光谱色，饱和度达最高；光谱色的成分为零就是白光，饱和度为零。饱和度高的颜色深而鲜艳；饱和度低，颜色浅而暗淡。

2.颜色的分类

颜色可分为非彩色和彩色两大类。非彩色是指白色、黑色，以及白与黑之间的深浅不同的灰色所组成的颜色系列。其特征是没有色调，饱和度为零，只有明度的变化。彩色是指非彩色系列以外的所有颜色，例如所有的光谱色都是彩色。

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