颜色视觉 理论概述
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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
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：
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
源自文库
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
–A –C – CWF – D65 – F11 – TL83 – ms ILL – UL3000
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
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
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：
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
源自文库
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
–A –C – CWF – D65 – F11 – TL83 – ms ILL – UL3000
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