第一章 光与色觉

颜色科学：研究颜色视觉规律和颜色应用理论的科学。颜色视觉规律：人眼对光产生的一系列生理和 心理反应形成的颜色特性和定 量描述。 颜色应用理论：颜色的传递规律。 应用行业：在印刷、电影电视、照相、 纺织印染、涂料等。1

光 波长、频率

图像处理、印刷复制技 术基础

物理学 颜色科学 生理学

计算机

心理学眼睛视觉网 膜、不同的 感光细胞 不同环境对 生理视觉的 影响2

第一章 光与色觉

视觉：1)人眼的视见能力2)占获得信息的80% 3)颜色视觉和形象视觉

“远观颜色近看花” —— 先颜色后形状

第一章 光与色觉

视觉产生的过程

第一章 光与色觉

颜色视觉产生的过程(简要):光源(包括太阳光与各种人工光源)发出的 (各种波长)光照在物体表面经过物体对光选 择性地吸收、反射或透射之后作用于人眼， 由人眼内视细胞将光刺激转换为神经冲动由 视神经传入大脑，由大脑判断出该物体的颜 色。由此可知：光源、物体、眼睛、 大脑 是颜色视觉(简称色觉)产生的四大要 素。5

第一章 光与色觉

在色觉形成的过程中，光源为四要 素之首，一切颜色来源于光，无光就无 色。 光是电磁波辐射的一部分，因而光源 又称作物理辐射体，即能够发出物理辐 射的物体。

研究色觉首先就要研究光源的辐射特性。

第一章 光与色觉

光的物理本质：电磁波

具有能量

1.1.1 可见光刺激人眼能引起视觉感觉的电磁辐射 称为可见光辐射，简称可见光或光。 单色光:可见光范围内单一波长的光辐射

第一章 光与色觉

电 磁 波 谱

可见光的波长范围： 380-780nm(1nm=10-6mm=10-9m)8

第一章 光与色觉

可见光谱内，不同波长的辐射引起 人眼的颜色感觉：红色770-620nm 橙色620-590nm

黄色590-560nm绿色530-500nm

黄绿色560-530nm青色500-470nm

蓝色470-430nm

紫色430-380nm

第一章 光与色觉

白光的色散：

按波长顺序排列形成彩色光带，称为可见光谱； 组成光谱的各种单色光对应的颜色叫作光谱色。 色散实验说明：自然光和大多数光源发出的光 是由单色光复合而成的。 10

第一章 光与色觉

1.1.2 光源的光谱分布光谱分布：通常组成复色光的各单色光的比 例是不一样的，即复色光的辐射能量是随波 长变化的，多以函数关系来表示。辐射能 量按波长分布的规律称为光谱(能量)分布。

( )11

第一章 光与色觉

光谱分布(能量分布): ( )

第一章 光与色觉

常见光源的光谱分布: ( )

(1)连续光谱，(2)带状光谱，(3)线状光谱， (4)混合光谱(前三种的组合)。13

第一章 光与色觉

光谱分布与其颜色的关系:

光 谱 分 布

颜 色

光谱分布与光源 颜色的对应关系。

光谱与颜色的对应关系是多对一的。 也就是说，具有不同光谱分布的光 产生的颜色感觉是有可能一样的。14

第一章 光与色觉

发现：1)光源的颜色只取决于所发出的光线中，不同 波长光的相对能量比例，而与光谱辐射能的绝对 值无关。 2)绝对值的大小只影响光的强度，产生明、暗 的感觉，而不引起光源颜色的变化。 ( )

较亮 较暗

( )

第一章 光与色觉

实际应用中，使用更多的是光谱分布的相 对值而非绝对值，令光谱分布函数的最大 值为“1”,将函数的其它值进行归一化， 经归一化后的光谱分布称为相对光谱功率 (能量)分布，记做S(λ) 。S ( )