颜色视觉 理论概述
颜色视觉 理论概述
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
在视网膜上有三种形式的锥体细胞受到光的刺激就产生 红、绿、蓝三种色觉：
支持三原色学说的实验 1. 眼底反射分光光度实验
2. 显微分光光度实验 3. 锥体细胞感受电位光谱感度实验
1801 - 1860
Thomas Young - Herman von
X rays Cosmic rays
White light can be dispersed into a spectrum with the aid of a prism
166 6
White Light
700 nm
The spectrum
400 nm
牛頓 - 三菱鏡之色彩實驗
1666
光源
VIOLET INDIGO
该假定视网膜上有三种化学物 质，由于它们的破坏或再合成 产生6种不同的色觉和规律：
1. 白--黑 是对立的 破坏-白 重合成-黑 2. 红-绿 是互补的 破坏-红 重合成-绿 3. 黄-蓝 是互补的 破坏-黄 重合成-蓝
1878
Ewald Hering
相對的色彩理論
4
0
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
2. 他的三种对立光化学物质在视网膜光感受水 平一级始终没有得到解剖学的实验证实。
4.阶段学说
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
阶段学说认为：
颜色视觉过程是分阶段的，包括三原感受、四色 传导和中枢处理三个阶段。
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
Saunderson approch
颜色视觉
颜色视觉现象简介：不同波长的光线（电磁波）是无色的，但当它们刺激人的视觉系统时就产生了颜色视觉。
因此，颜色是视觉系统接受光刺激后的产物。
物体之所以显现颜色，就是因为它们反射光线到我们的视觉系统。
颜色视觉有三种特性：（1）明度（brightness）：与其物理刺激的光波强度相对应；（2）色调（hue）：与其物理刺激的光波波长相对应；（3）饱和度（saturation）：与其物理刺激的光波纯度相对应。
这三个维度可以构出一个颜色立体（color solid）模型，所有的颜色体验都可以从这三个维度来描述。
不同颜色是可以相混合的。
颜色混合分为加法颜色混合（additive color mixture）和减法颜色混合（subtractive color mixture）。
在视觉系统中进行的不同波长的色光的混合，遵从“加法原则”；而不同颜色的颜料的混合不是在视觉系统中进行，是颜料自身的混合，遵从“减法原则”。
人们对颜色会产生视觉后象（afterimage），即当颜色刺激移去后，仍有颜色感觉的现象。
颜色视觉后象通常都是负后象，即后象的颜色与原刺激的颜色互为补色。
后象持续的时间与原刺激作用的时间有关，刺激作用时间越长，产生的后象持续时间越长。
对颜色后象的一种解释是，由于长时间注视一种颜色，对这种颜色的感受性大大降低，这时再注视白色背景，就相当于由白光中减去原注视颜色，因此产生了补色的感觉。
颜色视觉后象主要发生在外周视觉系统。
颜色对比（color contrast）是指不同颜色的物体并列或相继出现时，引起的色觉与单一颜色时不同。
无彩色对比（黑白色）的结果是引起明度感觉的变化，觉得黑者更黑，白者更白；彩色对比使颜色向其背景颜色的补色变化。
颜色对比与明度恒常性、颜色恒常性是相联系的。
颜色对比发生在中枢水平上。
演示方式：以图片形式分别演示颜色视觉的颜色立体模型、颜色混合、颜色视觉后象、颜色对比。
交叉参考：知觉的恒常性参考文献：杨博民主编心理实验纲要北京大学出版社 419-420页朱滢主编实验心理学北京大学出版社 2000年第一版 186-197，241-242页Richard J. Gerrig, Philip G. Zimbardo著王垒王甦等译心理学与生活（Psychology and Life，16th）人民邮电出版社 2003年 81-86页孟昭兰主编普通心理学北京大学出版社 1994年第一版 99-105页张春兴现代心理学上海人民出版社 1994年第一版 91-98页现象简介：知觉的整体性是指人在过去经验的基础上把由多种属性构成的事物知觉为一个统一的整体的特性。
色彩原理与应用-第三章-颜色混合原理与视觉理论
信息接收
信息加工
颜色感觉 红-绿 白-黑
红
绿 蓝
黄-蓝
阶段学说示意图
视细胞层
双极细胞层
神经节细胞层
谢
谢
3、阶段学说
阶段学说最早是由G.E.Muller（1930）及Judd （1949）所提出，他们认为长久以来一直在色彩视觉 理论（处于对立的状态的三色理论与对立理论，是可 以加以统一与相互配合的，并且对于人眼色彩视觉的 现象做了更为完整的解释与说明。
阶段学说理论： 视网膜上的锥体细胞是一个三色系统，而在视觉信息 向大脑皮层视觉中枢的传导通路中则变成了四色机制。颜 色视觉过程的这种设想称为阶段学说。 颜色视觉的形成过程可分为几个阶段。 第一阶段，当光线进入人眼视网膜时，三种独立的锥 体细胞中的感色物质会选择性在吸收不同波长光谱的辐射， 同时每一种锥体细胞根据光刺激量又可独自产生明度（黑 或白）与色彩（红、绿、蓝）的反应。在这一阶段中可应 用三原色理论及色光混合实验来解释视觉色彩的现象。 第二阶段中，在神经兴奋由锥体细胞向视神经细胞传 递的过程中，这三种反应重新组合，形成三对对立性的神 经反应，即红-绿、黄-蓝、黑-白反应。
B= M+C G= Y+C M+Y+C = K M+Y+C = K M+Y+C = K B+Y=K G+M=K
等式左右两边相加得：R+C=K
颜色吸收示意图
三、加色法与减色法的关系
◇加色法与减色法都是针对色光而言；加色法指的是色光相加
，减色法指的是色光被减弱。加色法与减色法又是迥然不同的两
二、色料减色法
1、色料三原色 如果选择黄色、品红色和青色这三种色料两者混合 或三者混合可以得到几乎所有的颜色，所以把黄（Y）、 品红（M）、青（C）这三种颜色叫做色料三原色。 2、色料减色法特点：
颜色视觉原理
为什么用夜里眺望星星时会感到 更明亮？
杆体细胞在暗视觉条件下起作用
明视觉与暗视觉对光的感受性不在光谱的 同一位置：
明视觉对光谱的黄绿色部位（555nm）最 敏感。 暗视觉对光谱的蓝绿色部位（507nm）最 敏感 。
三、人眼对光的适应性
天然光源和人工光源的明亮程度都在很宽的范围内变化。 人眼在照度为105 lx(勒克斯)的直射日光下，以及在照度为 0.0003 lx的没有月光的夜晚都能看到物体。为了适应如此宽 广的照度范围，人眼可用改变相当于照相机光圈的瞳孔大小 来调节光量。瞳孔直径的变化范围为2-7 mm，由瞳孔实现 的光量调节能力达到12倍。 仅靠瞳孔直径的调节是不够的。如前所述，锥体细胞和杆 体细胞分别在明视觉和暗视觉条件下起作用，并具有不同的 灵敏度和分辨能力，因此人眼通过锥体细胞和杆体细胞的分 工协作，使视网膜的灵敏度大幅度地改变。人从暗处到亮处 时，视觉由暗视觉经介视觉转为明视觉，这种视觉状态转换 约需1 min，然后人眼就会习惯明亮的条件。相反，从明处 进入暗处时，视觉由明视觉经介视觉向暗视觉转移，这种变 化要达到完全适应约需30 min时间，可见人眼要达到暗适应 状态是比较费时的。
中间视觉或介视觉(mesopic vision)：
• 亮度介于明视觉与暗视觉所对应的亮度水平之间 • 视网膜中的锥体细胞和杆体细胞将同时起作用
人眼是由高灵敏度的黑白胶片和中等灵敏度的 彩色胶片组成
视网膜上的视细胞分布如图所示。其中锥体细胞集中在 视轴近旁(中央凹)。中央凹是直径约为1.5 mm的极小区域， 这里锥体细胞的分布非常密集，约有10-15万个，分辨能力 最高；与此相反，杆体细胞在视轴近旁数量极少，而广泛分 布在此区以外的部分。
光谱分布
色彩视觉理论概论
颜色混合现象 心理原色：红、绿、黄、蓝。
视网膜有：三对视素感光化学视素
三对视素 白—黑视素
红—绿视素
黄—蓝视素
视网膜过程 异化 同化 异化 同化 异化 同化
色觉 白 黑 红 绿 黄 蓝
拮抗色光谱基本感觉曲线
特点：
很好地解释颜色视觉的一些生理和心 理现象，如红绿色盲、黄蓝色盲和负后像 等现象。
1862年左右 德国 赫姆霍尔兹 三种感色细 胞……
赫姆霍尔兹
赫姆霍尔兹平行构造色觉三色模 型
赫姆霍尔兹光谱基本感觉曲线
1. 杨-赫姆霍尔兹学说——三色学说
视网膜有：
敏蓝细胞 敏绿细胞 敏红细胞
敏红细胞
敏绿细胞
敏蓝细胞
优点：
➢能充分说明混色现象，及混合色是3种感色细胞 按比例兴奋的结果； ➢在颜色测量和数值计算时，与试验理论符合； ➢现代的彩色印刷、摄影、照相分色、彩色电视都 是建立在该基础上的。
每一特定的颜色，都同时具备这三个 特征。
颜色的有机排序
白 非彩色 灰
黑
红 橙 黄
彩色 绿
青 蓝 紫
按明度属性分
色彩主观三属性：色相、明度、饱和度 （彩度）；
色彩客观三属性：主波长、亮度、纯度
白 明度（由下到上明度 增加）
色相（圆周上为各色 色相）
黑 饱和度（由圆周到圆心饱和度依次减少，圆周上各色 相饱和度最大，圆心上最小为0）
对单色光来说，色相决定于该色 光的波长；
对复色光来说，色相决定于复色 光中各波长色光的相对量或比例。
物体的颜色是由光源的光谱成分 和物体表面反射（或透射）的特 性决定的。
（2） 明度
色觉理论
色觉理论1、Young-Helmholtz的三色理论1807年，杨(T.Young)和赫姆霍尔兹(H.L.F.von Helmholtz)根据红、绿、蓝三原色可以产生各种色调及灰色的颜色混合规律，假设在视网膜上有三种神经纤维，每种神经纤维的兴奋都引起一种原色的感觉。
光作用于视网膜上别然能同时引起三种纤信的兴压奋，但由于光的波长特性，其中一种纤维的兴奋特别强烈。
例如，光谱长波端的光同时刺激“红”、“绿”、“蓝”三种纤维，但“红”纤维的兴奋最强烈，而有红色感觉。
中间波段的光引起“绿”纤维最强烈的兴奋，而有绿色感觉。
依同理，短波端的光引起蓝色感觉。
光刺激同时引三种纤维强烈兴奋的时候，就产生白色感觉。
当发生某一颜色感觉时，虽然一种纤维兴奋强烈，但另外两种纤维也同时兴奋，也就是有三种纤维的活动，所以每种颜色都有白光成份，即有明度感觉。
1860年赫姆霍尔兹补充杨的学说，认为光谱的不同部分引起三种纤维不同比例的兴奋。
赫给霍尔兹对这个学说作了一个图解。
图中给出三种神经纤维的兴奋曲线，对光谱的每一波长，三种纤维都有其特有的兴奋水平，三种纤维不同程度的同时活动就产生相应的色觉。
“红”和“绿”纤维的兴奋引起橙黄色感觉，“绿”和“蓝”纤维的兴奋引起蓝紫色感觉。
这个学说现在通常称为杨-赫姆霍尔兹学说，也叫做三色学说。
杨-赫姆霍尔兹学说的最大优越性是能充分说明各种颜色的混合现象。
赫姆霍尔兹用简明的三种神经纤维的假设，使颜色实践中颜色混合这一核心问题得到满意的解释。
他在一个世纪以前提出的三种神经纤维的兴奋曲线预示了色度学中光谱三刺激值的思想。
现代色度学的根源立方追溯到杨-赫姆霍尔兹的三色学说。
2、Hering的拮抗色理论赫林(E.Hering)的对立颜色学说也叫做四色学说。
1878年赫林观察到颜色现象总是以红-绿，黄-蓝，黑-白成对关系发生的，因而假定视网膜中有三对视素：白-黑视素、红-绿视素、黄-蓝视素。
这三对视素的代谢作用包括建设(同化)和破坏(异化)两种对立的过程。
色彩学颜色视觉和颜色视觉理论
色彩的大小错视 黑白的大小错视
色彩的大小错视 黑白的大小错视
色彩的大小错视 黑白的大小错视
色彩的大小错视 黑白的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
• 冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
• 冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
• 绿色是大自然草本的颜色，所以意味着自 然和生长，同时也是未成熟人的象征。 • 在西方，绿色意味着嫉妒和恶魔。所谓 “嫩手”是指工作缺乏经验的人。此外，绿 色一般还用来象征和平与安全。
色彩的心理现象 色彩的象征
蓝色是幸福色，表示希望。 • 在西方，蓝色表示贵族，一提到蓝的血， 就意味着名门血统，所以蓝色是身份的象征。 但是蓝色又是绝望的同义词，“蓝色的音乐” 实质就是“悲伤的音乐”。 • 在日本，用蓝色来表示青年，青春或少年 等刚走上生活道路的一代人。
• 沉静色：纯粹的绿蓝、蓝色， 降低彩度可降低沉静性；
色彩的心理现象 色彩的情感 1. 兴奋色、沉静色
紧张感：白色、 黑色、
高彩度色；
舒适感：灰色、低彩度色；
色彩的心理现象 色彩的情感 1. 兴奋色、沉静色 华丽感：红色系列
文静、沉着感：蓝色系列
色彩的心理现象 色彩的情感 2. 活泼色与忧郁色
并列各色明者更明，暗者更暗的色调， 黑色显得更黑，白色显得更白。
• 同时对比错视规律 3）彩度对比变化
彩度高的更高，彩度低的更低。
对某色（初见色）注视片刻，迅速把 视线转移至另一色（次见色），则感到该色 变得略带先见某色的补色色味。即先看红色， 再看黄色，则黄色变为黄绿色。
色彩的大小错视 黑白的大小错视
眼科与视功能检查 色觉概述
亮度：是指颜色的明暗之别，光谱色在黄色附近最亮，红色和紫色两端最暗。 颜色中掺入白色则亮，掺入黑色则暗。
（二）颜色的视觉理论
1、Young-Helmholtz学说－三色学说 1802年，Young根据红、绿、蓝三原色可以产生各种色调及灰色的颜色混合规律，假设视网膜上的感觉神经纤维有三部分组成，每一部分的兴奋都可以引起一种原色的感觉。
掌握色觉的定义掌握颜色的属性及定义掌握色觉异常的定义和分类
知识目标
能力目标
思政目标
能够理解色觉的形成原理
为人民服务的工匠精神
学习目标
LEARNING TARGET
（一）颜色的基本特征
颜色是不同波长（380～760nm）的光引起的一种主观感觉，是观察者的一种视觉经验。最敏感点约在555nm的黄绿色区。视网膜中视锥细胞是色觉的感受器。 人眼不但能辨别物体的大小、形状，且能辨别各种颜色。这种辨别颜色的能力，叫做颜色视觉，通称色觉。
一色视者 一色视者是完全的色盲又称为全色盲，患病率约为0.002％～0.003％。光谱上没有色调，只有一条不同的明暗的灰带，只能根据明度辨认物体。分为两种： 视杆细胞性全色盲：视网膜缺少视锥细胞或者视锥细胞功能完全丧失，主要依靠视杆细胞起作用，又叫锥体盲。 视锥细胞性全色盲：极少见，有大量的视锥细胞以及正常视力，但只对高明度和高饱和度的颜色，有一点色觉。
2．Hering学说
Hering学说又名四色说。Hering（1878）观察到，颜色现象总是以白－黑、红－绿、黄－蓝这种成对的关系发生的，因而假定视网膜上有白－黑、红－绿、黄－蓝三对视素（光化学物质）；此三对视素的代谢作用包括通过破坏（异化）和合成（同化）两种对立过程。
当白光刺激时，可破坏白－黑视素，引起神经冲动，产生白色感觉；无光线刺激时，白－黑视素合成，引起神经冲动，产生黑色感觉。 红－绿视素黄－蓝视素人所感知的色觉是三种组合或破坏共同作用的结果。
三色论的名词解释心理学
三色论的名词解释心理学三色论，又称三色理论，是心理学中一种关于颜色知觉的理论，最早由德国心理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹在19世纪中叶提出。
该理论认为，人类对颜色的感知主要依赖于三种基本色彩，即红、绿和蓝。
1. 色彩感知的起源色彩感知是人类视觉系统对不同波长的光线进行识别和解码的过程。
在视网膜存在着一种称为色素的感光物质，它可以对各种波长的光线产生反应。
对于波长在400至700纳米之间的光线，人类的视觉系统可以将其解读为各种颜色。
然而，冯·亥姆霍兹发现，我们所感知到的颜色并不是连续的，而是可以通过混合红、绿和蓝这三种基本色彩来得到。
2. 三色理论的基本原理根据三色理论，人类的视觉系统中存在三种特殊的受体细胞，它们各自对红、绿和蓝色光线敏感。
这三种基本色彩的光线与受体细胞的激活程度成正相关。
当红光线与红色受体细胞发生相互作用时，红色受体细胞会被激活，反之则不被激活。
同样的原理也适用于绿光线和蓝光线。
通过这种方式，我们可以感知到各种不同的颜色。
3. 三原色与颜色混合三色理论进一步指出，通过混合不同比例的红、绿和蓝三原色，我们可以产生出所有其他的颜色。
这是因为我们的视觉系统中的三种受体细胞对于不同颜色的光线有不同的敏感度。
例如，当红色和蓝色的光线同时输入我们的视觉系统时，红色和蓝色的受体细胞都会被激活，而绿色受体细胞则不会被激活。
这种激活模式会被我们的大脑解读为紫色。
类似地，不同比例的红、绿和蓝光线的混合，可以产生出各种各样的颜色感觉。
4. 三色理论的应用三色理论不仅对理解颜色感知有重要意义，还被广泛应用于颜色的再现和合成。
比如在计算机图形学中，我们可以通过调整红、绿和蓝三种基本光线的强度来产生各种颜色的图像。
而在电视、摄影和印刷等领域，也需要根据三色理论来调整和控制颜色的再现，以使得观众或观察者能够准确地感知到所呈现的颜色。
总结起来，三色理论是解释人类对颜色感知的心理学理论，它认为人类的视觉系统对红、绿和蓝三种基本色彩的光线具有特殊的敏感性，通过调整和混合这三种光线，我们可以感知到无数种不同的颜色。
第二章 颜色视觉
30
第二章 颜色视觉
2.3.1 视网膜的颜色区
31
第二章 颜色视觉
视网膜不同区域的颜色感受不同：
1）中央凹能感受各种颜色； 2）边缘先丧失红、绿色感受； 3）再外边缘同时丧失黄、蓝色感觉； 4）最外边缘只有明亮度感觉（全色盲）
原因？ 不同区域的视细胞不同！
32
视网膜颜色区的实验
•所有颜色感觉都存在 •红绿色块变为灰色 •蓝色块变为灰色 •全色盲
• 色光相加的结果是使 混合色变亮
73
第二章 颜色视觉
S ( )
400nm
700nm
S ( )
S ( )
400nm
S ( )
700nm
400nm
700nm
400nm
700nm
74
第二章 颜色视觉
2、三种混合方式 1）不同色光在眼睛以外的空间混合
75
第二章 颜色视觉
2）不同颜色的光以很快的频率顺序 进入人眼，在眼睛内部进行混合
(2.3节)认识：
1）人眼视网膜的不同部位具有不同的彩 色视觉能力 2）颜色恒常性反映了心理因素对颜色视 觉的影响 3）色适应（明度适应和颜色适应）反映 了视觉时间积累对颜色敏感度的影响 4）颜色对比（明度对比、色调对比和饱 和度对比）反映了颜色视觉受相邻颜 色（颜色环境）的影响 5）颜色辨别描述了人眼区分颜色的能力
53
第二章 颜色视觉
色调对比：
两种不同的颜色并置于视场中，每一种 颜色都朝着另一颜色的补色方向变化， 从而增强了两个颜色色调的差异。
54
第二章 颜色视觉
饱和度对比：
色调相同、饱和度不同的颜色并置于视场 中，会感到两颜色的饱和度差异增强了； 饱和的更鲜艳，不饱和的更暗淡。
色彩学第2章 颜色视觉
R
R-G
B
G
R
第二阶段为视神经传输阶段，视 网膜阶段由锥体细胞产生的视神经 信号在向视觉中枢传导的过程中， 这三种反应又重新进行组合，最后 形成三对神经反应：白-黑，红-绿， 黄-蓝，其中，白-黑神经反应产生明 亮的感觉，红-绿和黄-蓝两对神经反 应产生彩色的感觉，具有对抗色的 性质，即有红色感觉时没有绿色感 觉，有黄色感觉时没有蓝色感觉， 反之亦然。 第二阶段的颜色视觉规律符合四 色对抗学说。
Y-B
L
R-G
第二节 颜色视觉现象
1、视网膜的颜色区
视网膜不同区域对颜色的感受性不同。具有正 常颜色视觉的人在视网膜中央能够分辨各种颜色。
在同一光亮条件先，白色视野的范围最大，其 次为黄蓝色、红绿色视野最小。（见书附页彩图1）
由于视网膜颜色区的存在，观察及测量颜色时必须要注 意视场角度的问题，它会对观测结果产生影响。通常对于 从事颜色及彩色印刷复制工作的人来说，多采用2°视场 的中央视觉条件。对于大视场观察场合，如建筑物、均匀 颜色的色布等，就需要采用10°视场的条件。
二.四色学说理论（对抗颜色理论）
1864年 赫林 颜色混合现象 心理原色：红、绿、黄、蓝。 颜色偏向现象 三对对立感受器：红－绿、黄－ 蓝、黑－白
特点： 很好地解释颜色视觉的一些生理和心理现象，如 红绿色盲、黄蓝色盲 没有办法解释三原色能产生一切颜色的现象。
三.
G 现代颜色视觉理论（阶段学说理论） B 现代研究成果证实，人的颜色视觉 的产生经历了几个不同的过程，在不 同过程中视觉的机理和信号也是不同 的。 颜色视觉过程可以分为两个阶段： 第一阶段为视网膜阶段，认为视网膜 内有三种独立的锥体感色物质，他们 分别选择性吸收可见光中的长、中、 短波长的辐射，产生红、绿、蓝的视 觉信号，同时每一种物质又可以单独 Y-B L 产生白和黑（明亮）的反应，在强光 作用下产生白的反应，无外界刺激时 产生黑的反应。 第一阶段的颜色视觉符合三色学说的规律。
色觉理论——精选推荐
色觉理论TheoriesofColorVision色觉理论（TheoriesofColorVision）阐述色觉机理的学说。
传统上影响最大的色觉理论主要有杨—赫尔姆霍茨的三色说、海林的颉颃说和兰德的视网膜皮层理论。
一、杨—赫尔姆霍茨的三色说T.杨最早发现人的颜色视觉包含三种成分：红、绿、蓝，这三种颜色相加成为白色。
由于红、绿、蓝三色缺乏光学理论基础，杨提出对红、绿、蓝的感知是人眼的特性。
杨于1802年提出他的色觉理论的基本思想，他假设眼睛分析出红、绿、蓝三种颜色后，把信号沿着三种不同的神经通路传向大脑。
品红的知觉是色光同时刺激红、蓝神经产生的，黄色知觉则是色光同时刺激红、绿神经的结果。
杨的理论提出后，在很长一段时间内并未受到应有的重视。
1852年，德物理学家、生理学家H.V.赫尔姆霍茨和苏格兰物理学家J.C.马克斯威尔几乎同时注意到了杨的理论。
赫尔姆霍茨又经过10年的反复实验，提出了完整的三色理论。
该学说认为，在视网膜内存在着三种感受器，分别含有对红、绿、蓝敏感的视色素，其中第一种感受器兴奋时产生红色感觉，第二种感受器兴奋时产生绿色感觉，第三种兴奋时产生蓝色感觉。
通常光线是同时作用于三种或两种感受器上的，这些感受器所引起的兴奋过程的综合，便产生了各种不同的颜色感觉。
例如，黄光作用于视网膜产生的黄色感觉就是红色感受器和绿色感受器共同兴奋的结果。
光线作用于人眼，三种色光感受器的兴奋程度如果相同，就产生白色感觉。
三色说提出后，在当时曾受到严厉的批评。
主要的意见有两种，一是这个理论缺乏解剖学的证据；二是因为它的说法与人们日常的色觉经验不符，人们一般至少能体验到红、绿、黄、蓝四种基本颜色，三种色感受器无法对应这四种明显不同的心理原色。
随着生理学的发展，三色说获得了一些现代生理学的证明，从而很好地解释了颜色混合现象。
但是，用这种理论还不能完全解释钯盲现象。
二、海林的颉颃说1870年，德生理学家E.海林提出了颜色视觉的颉颃学说（又称四色说）。
颜色视觉的名词解释
颜色视觉的名词解释颜色作为我们日常生活中不可或缺的一部分，对于我们的视觉感知起着至关重要的作用。
然而，颜色视觉究竟是如何运作的呢？本文将尝试对颜色视觉进行解释，从生理、心理和环境等多个角度来剖析这一现象。
生理层面首先，从生理角度来解释颜色视觉，我们需要了解人眼的构造。
人眼嵌入在我们的颅骨中，由几个关键部分组成。
其中最重要的部分是视网膜，它包含了感光细胞。
这些感光细胞可以分为两类：锥细胞和杆细胞。
锥细胞对光线的敏感性更高，能够感知红、绿和蓝三种基本的颜色频谱。
而杆细胞则对弱光更敏感，主要负责黑白和暗光环境下的视觉。
当光线从外界进入眼睛后，它会被角膜和晶状体折射，并聚焦在视网膜上。
在视网膜上的感光细胞中，光线的能量被转化为神经信号，然后通过视神经传递到大脑中的视觉皮层。
这个过程中，信息的编码、传输和解读均对于我们感知到的颜色起着决定性的作用。
心理层面而当我们深入探究颜色视觉的心理层面时，我们必须理解颜色如何影响我们的情绪和认知。
心理学家已经发现，不同的颜色可以引起不同的情绪反应。
例如，红色被认为是一种充满激情和能量的颜色，它可以提高心率并引起兴奋感。
相比之下，蓝色被视为一种冷静和平静的颜色，可以促进放松和心理稳定。
这些心理反应部分是因为我们大脑对颜色的条件反射，实际上是基于我们对于颜色的经验和文化背景的认知。
环境层面除了生理和心理层面之外，颜色视觉还受到我们所处环境的影响。
不同环境下的光照和背景色彩都会对我们的视觉产生影响。
例如，在艳阳高照的白天，周围的光线会使颜色更加明亮鲜艳。
而在昏暗的房间里，我们的视网膜中的杆细胞更加活跃，使我们的视觉更偏向黑白色调。
此外，墙壁、家具、装饰等环境元素的颜色也会与所观察物体的颜色产生交互作用，使我们对颜色的感知产生变化。
结语总结起来，颜色视觉是一个多层次、复杂的现象，受到生理、心理和环境等多个因素的影响。
了解这些因素，可以帮助我们更好地理解和解读我们所看到的世界。
第三章 色彩的视觉理论
二、感光系统
构成： 视网膜 厚度约为 0.1-0.5mm
第二节 色觉形成的生理基础
❖ 人眼的感光系统由视网膜组成，相当于像机 内的感光胶片，更确切地说，更类似于数字 相机的接收器
❖ 视网膜厚度约为0.1-0.5 mm，主要由视细 胞层、双极细胞层和神经节细胞层三层细胞 构成.
❖ 2.双极细胞层——联结视细胞与神经节细胞。
❖ 3.神经节细胞层——它与视神经相联结，视神经穿 过眼球后壁进入脑内的视觉中枢。
视细胞在视网膜上分布的不均匀性
明视觉和暗视觉
❖ 人眼有两种视细胞：锥体细胞和杆体细胞， 对应着两种不同的视觉功能。
明视觉(锥体细胞视觉)：在光亮条件下，即亮度 在几个cd/m2以上时，人眼的锥体细胞起作用， 可以很好地分辨物体的颜色与细节；
❖ 车辆的尾灯采用红灯 ❖ 夜间飞机驾驶舱采用红光照明
第四节 人眼的视觉现象与色彩心理
2. 颜色适应
颜色适应是指光源色度发生变化时，人眼 会自动调节各感光锥体的响应灵敏度以形成稳 定的视觉和自动的颜色平衡。如我们将白纸从 日光下拿到白炽灯下，就会感到纸张带有淡黄 色，这是白炽灯的光源色。经过几分钟的适应 后，视觉适应了白炽灯的颜色，纸张不再发黄， 仍然是白色。再将白纸重新拿回日光下，感觉 纸张由白色变为淡蓝色，随后仍然是白色。人 眼最终感觉到的纸张颜色是白色，不是客观条 件发生了改变，唯一改变的是人眼视觉。
❖ 明适应——光线由暗变明，视网膜对光刺 激的感受性逐步降低的过程。
第四节 人眼的视觉现象与色彩心理
❖ 亮度适应规律
人眼感光灵敏度变化的一般规律是：
❖ 感光灵敏度降低时快，即明适应所需时间短； ❖ 感光灵敏度提高时慢，即暗适应所需时间长。
颜色视觉形成课件
阶段理论
要点一
总结词
阶段理论认为颜色视觉的形成分为三个阶段：物理阶段、 生理阶段和心理阶段。
要点二
详细描述
阶段理论是由德国生理学家赫尔曼·冯·赫尔姆霍茨提出的一 种颜色视觉理论。该理论认为颜色视觉的形成分为三个阶 段：物理阶段、生理阶段和心理阶段。在物理阶段，光线 作用于物体表面，反射或透射出不同波长的光；在生理阶 段，光线作用于人眼，激发视锥细胞产生神经信号；在心 理阶段，大脑皮层对神经信号进行处理，最终形成颜色感知。
颜色的分类
原色
红、绿、蓝，这三种颜色无法通 过其他颜色的混合得到，它们是 颜色的基本组成。
合成色
通过混合不同比例的原色，可以 得到其他颜色，如黄、青、品红等。
颜色的属性
01
02
03
色相
指颜色的基本特征，如红、 绿、蓝等。
明度
指颜色的亮度，与颜色的 深浅有关，明度越高，颜 色越浅；明度越低，颜色 越深。
详细描述
颜色视觉的应用研究将探索如何利用颜色理论和技术来优化产品设计、增强艺术表现力、提高人机交互的体验等， 为各行业提供创新的思路和方法。
颜色视觉与其他感知觉的交互研究
总结词
研究颜色视觉与其他感知觉的交互关系，将有助于更全面地理解人类的感知系统，并探索跨感知觉的 交互设计。
详细描述
颜色视觉与其他感知觉的交互研究将关注颜色如何与其他感官信息相互作用，共同影响人类的感知和 情感反应。通过研究不同感知觉之间的交互关系，可以为设计领域提供更具创新性和实用性的设计理 念和方法。
赫尔姆霍茨-贝叶斯理论
总结词
赫尔姆霍茨-贝叶斯理论认为颜色感知是大脑皮层根据 已有经验对视锥细胞产生的神经信号进行解析的结果。
色彩学_第四章_颜色视觉和颜色视觉理论
色彩的大小错视 黑白的大小错视
色彩的大小错视 黑白的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
明暗的大小错视
• 冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
• 冷暖的大小错视
冷暖的大小错视
暖色：红、橙、黄等色调及黑色；
• 冷色：蓝、青、紫等色调及白色。
七、 色彩的错视 两种颜色在空间或时间的布置中由于它们相互 作用的结果而使得比此差别更明显或者说更加 1. 色彩的对比错视 强调了彼此的不同特征的一种视觉现象。 基本原理：补色现象
• 同时对比错视规律 1）色调对比变化 并列各色的色调趋向于对方的补色
• 同时对比错视规律 1）色调对比变化 并列各色的色调趋向于对方的补色
清色 艳香 幽香
温香 淡香 酪香
暗色 脆味 浓郁 烧焦
腐臭 酸味 氨味
浊色 恶臭 霉味 腥味
泥土味 郁香
红
橙
黄
芳香 纯香 甜香
清香 飘香 橄榄
腐臭 焦味 烤味
腐臭 异味
色彩的心理现象 色彩的象征
红色是火的色彩,意味着热情奔放。红刚巧 又血的颜色，因而又表示爱国精神或者革命； • 在西方，据说耶稣的血是葡萄酒色，所以 红又表示圣餐和祭奠； • 红色又因其意味着危险，而被用作交通信 号的停止色，消防车色等； •深红色意味着嫉妒或暴虐，被认为是恶魔 的象征，而粉红色则象征健康
2.边界对比 3.颜色对比
当两种色彩并列时，它们都倾向于使 对方向自己的补色转变。
六、恒常性
1.明度恒常
决定明度恒常的重要条件是物体反射出来的光 强度和从背景反射出来的光的强度比例保持恒定 不变。
3-1颜色视觉理论
阶段学说示意图
R
光
G
波
B
R—G 中
枢
颜
色
Y—B 处
感
觉
理
L
锥体细胞 双极细胞 神经节细胞 视觉皮质
小结 思考： 阶段学说解释印刷中颜色现象
颜色科学
颜色视觉理论
v 三色学说 v 四色学说（对立学说） v 阶段学说
一、三色学说（杨—赫姆霍尔兹学说）
三色学说背景
1807年英国 T.Yang 认 为人只有感红、感绿、 感蓝三种基本视神经。
一、三色学说（杨—赫姆霍尔兹学说）
1862年德国 Helmholtz 认为人眼视网 膜含有三种感色细胞。
赫林学说的视网膜视素
感光化学视素 白—黑 红—绿
视网膜过程
分解 合成 分解 合成
感觉
白 黑 红 绿
分解
黄
黄—蓝
合成
蓝
Ø 优点：能够解释色盲成对出现、全色
盲及颜色负后象等现象。
Ø 缺陷：不能说明三原色能混合出一切
光谱色这一现象。
阶段学说
三色感受 四色传导
第一阶段：视网膜上有三种锥体感色细胞，有选择的吸收不 同波长的光辐射。 第二阶段：在锥体细胞向视觉中枢传导神经兴奋信息时，这 三种反应又重新组合，形成了三对对立的神经反应。 第三阶段：在大脑的视觉中枢，形成了各种颜色的感觉。
• 学说要点：
• 第一：人眼的视网膜上有三对视素，即白-黑视素，红-绿， 黄-蓝视素，
• 第二：光作用在视网膜上，对应于每一波长的光，三对视 素都有其独特的代谢作用，代谢作用包括建设（同化）和 破坏（异化）两个对立的过程，三对视素的同时代谢产生 了相应的色觉。
• 第三：各种颜色都有一定的明度（即含有白色成分）， 而且影响了白-黑视素的活动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3rd. dimension of color = the saturation
光源
光源
SPECTRAL POWER DISTRIBUTIONS
250
200
E
N 150
E
D65
A
100
R
G 150
Y
100
50
400
540
700
ENERGY
功率分布光源相对
A D65
400
700
光源的色温
CIE Illuminants
Helmholtz
視覺化色彩理論-三原色
Helmoltz
紅
光源
綠
藍
3
0
The human eye
RGB
3 types of spectral sensitive cells who react on RGB
視網膜
視覺神 經
眼睛
光源
透視 膜 虹膜
眼角膜
光源 瞳孔
视网膜对光的感应 杆状细胞 & 锥状细胞
A
500
400
C
Rel. Power
300 200 100
0 400
500
600
700
Wavelength [nm]
D65 F2 F11
光 源 & 照明體
光源
250
200
E N 150 E
100
R G 150 Y
100
50 300
540
700
照明體
照 明 體 - 光經分光解析後而獲得到的數據
照明體
四色传导：
锥体细胞兴奋刺激在向视觉中枢传导过程中符合 E.Hering的四色学说；
在神经兴奋由锥体细胞感受器向视觉中枢的传导 过程中，这三种反映又重新组合，结果产生三对 对立的神经反应，既红或绿、黑或白、黄或蓝的
反映。
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
中枢处理：
–A –C – CWF – D65 – F11 – TL83 – ms ILL – UL3000
该假定视网膜上有三种化学物 质，由于它们的破坏或再合成 产生6种不同的色觉和规律：
1. 白--黑 是对立的 破坏-白 重合成-黑 2. 红-绿 是互补的 破坏-红 重合成-绿 3. 黄-蓝 是互补的 破坏-黄 重合成-蓝
1878
Ewald Hering
相對的色彩理論
4
0
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
在视网膜上有三种形式的锥体细胞受到光的刺激就产生 红、绿、蓝三种色觉：
支持三原色学说的实验 1. 眼底反射分光光度实验
2. 显微分光光度实验 3. 锥体细胞感受电位光谱感度实验
1801 - 1860
Thomas Young - Herman von
X rays Cosmic rays
White light can be dispersed into a spectrum with the aid of a prism
166 6
White Light
700 nm
The spectrum
400 nm
牛頓 - 三菱鏡之色彩實驗
1666
光源
VIOLET INDIGO
2. 他的三种对立光化学物质在视网膜光感受水 平一级始终没有得到解剖学的实验证实。
4.阶段学说
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
阶段学说认为：
颜色视觉过程是分阶段的，包括三原感受、四色 传导和中枢处理三个阶段。
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
四色理论成功之处：
1. 视网膜上缺少某一种对立的光化学物质如 红-绿色盲，缺少红绿物质。
2. 全色盲是缺少红-绿、黄-蓝两种光化学物质 而仅存在黑白光化学物质所致
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
四色学说存在的问题
1. 最大困难是无法解释红、绿、蓝三种颜色能够 配合出所有色彩的配合规律
BLUE 可 見 光 譜
GREEN YELLOW ORANGE RED
三菱鏡
自然光源
藍色光
波
長
1nm = 1 x 10-9 metres = 1/1000,000,000 metre
自然光源
400 nm 540 nm
C =
C=光 速 頻 率 波 長
700 nm
2.杨-赫姆霍兹 三色理论 T.Young-Helmholtz
大脑视觉皮质中枢把由视神经纤维传来的神经冲 动根据已有的颜色经验进行处理，引起对颜色的
心理感受；颜色心理感受的最常用描述是： 色相、明度和彩度；上述描述被称之为的颜色视
觉的三属性。
1st. dimension of color = the hue
2nd. dimension of color = the lightness
三色感受：
在颜色视觉过程的光感受水平一级，符合 T.Young的三色学说；即视网膜上有三种独立的 感色物质。它们各自选择性地吸收光谱上的红色、 绿色和兰色的色光；同时每个感光物质又可单独 地产生黑和白的反映，即在强光作用下产生白的
反应，在无刺激时产生黑的反应。
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
三色学说存在的问题
1. 不能解释色盲成对出现，如红色盲和绿色盲 2. 不能解释全色盲随然不能感受颜色，但却能感
受黑白色（非色彩、灰色） 3. 红-绿色盲安此理论是不能感觉黄色，事实上
却能感受
3.赫林(E.Hering)-四色 理论(Opponent-Color
theory)
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
桿狀細胞
錐狀細胞 視網膜的中央窩
光源
視覺化的三原色原理
Young-Hemholtz
感覺器官 紅
綠
白色物體
藍
大腦
視覺化的三原色原理
Young-Hemholtz
感覺器官 紅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
綠
紅色物體
藍
大腦
視覺化的三原色原理
Young-Hemholtz
感覺器官 紅
綠
黃色物體
藍
大腦
THE EFFECT OF SIZE ON PERCIEVED COLOR
颜色视觉 理论概述 Musell 表色系统简介
颜色视觉理论是一种复杂的物理—生 理学现象
1. 牛顿时代：颜色可由某一固定波长的光波 引起。
2. 杨-赫姆霍兹（T.Young-----Helmholtz） 三原色学说
3. 赫林 （Hering ）四色学说 4. 阶段学说
1.牛顿光与颜色
The Light is a range of colors