色盲的成因及对色盲特征分析 —色盲成因原理(一)

色盲的成因及对色盲特征分析—色盲成因原理(一)

〔摘要〕本文的目的是用“平衡理论”揭示色盲现象的基本机制。并以第一色盲、第二色盲为例,阐述色盲现象产生的根本原因。文中提出的“平衡理论”是一种非正统的理论（但它是三原色理论）。虽然本理论也是三原色的,但是它并不存在“单色盲”问题。在目前,本理论是最贴近现实的一种色盲成因理论。〔关键词〕色盲；平衡理论Causesandcharacteristicsofcolorblindness

〔Abstract〕Thepaperelaboratedthebasicreasonofcolorblindnessphenomenonoccurrence,thetheoriesusedisth e“equilibriumtheories”.Itexplainedthebasicreasonofprotanopiaanddeuteranopiaoccurrencewitht heequilibriumtheories.Theequilibriumtheoriesofcolorblindnessphenomenonisakindofthetheories ofheterodoxy.Althoughthistheoriesisalsotheoriesofthreeprimarycolors,butitwillnotappearsingleco lorblindnessproblem.Currently,thistheoriesisakindoftheoriesthatcomecloserealitymost. 〔Keywords〕colorblindness;equilibriumtheories

本文支持三色学说”所提出的在视觉中可产生红、绿、蓝3种原色的观点。但是,在关于色盲成因问题上,本文的观点与三色学说的观点并不相同,本文的观点是一种非正统的观点。正统的观点（指三色学说以及四色学说）的基本思路是：视觉中的颜色是由各种原色混合构成的,缺少什么样的原色就应该产生什么样的色盲。而本文的观点与此相反。笔者认为,任何先天性色盲者,在他们的视觉中,都不会缺少红、绿、蓝3种原色当中的任何一种原色。色盲现象产生的根本原因是：原色之间进入等量状态造成的。在红、绿、蓝3种原色当中,如果有2种原色进入等量状态的话,就会使人失去“部分”彩色感,而成为一个部分色盲者；如果要是有3种原色进入等量状态的话,就会使人失去“全部”彩色感,而成为一个全色盲者。对于这一理论,我们称它为“平衡理论”。本文仅以第一色盲及第二色盲为例,介绍“平衡理论”的应用。

1正常视觉者的三通道输出曲线

支持三色学说的实验有“视网膜锥体细胞的光谱吸收曲线实验”。该实验是以极其细小的光点,单独地去照射每个锥体细胞,进而测得锥体细胞对光谱存在有3种不同的吸收,其吸收曲线〔1〕见图1。

图1视网膜锥体细胞的光谱吸收曲线

图中的3条曲线也相应地揭示了正常视觉者在视觉中产生红、绿、蓝3种原色的情况。虽然这一实验是对锥体细胞所做的实验,但是,这一实验同时也等于揭示了视信号有3个通道,并且这3个通道可分别产生红、绿、蓝3种颜色（本文称这3个通道为：红通道、绿通道和蓝通道）。我们依据图1所绘制的正常视觉者的3通道输出特性曲线图（见图2）,从该图中可以看出,红、绿2条曲线相交的地方（L点位置）应该是光谱能量最大的地方。该处应该是正常视觉者在观察光谱时的亮点位置,大约发生在555nm。本文就以图2为基本工具,以“平衡理论”为基本观点,揭示第一色盲及第二色盲产生的根本原因,并对它们基本特征进行全面分析。

图2正常视觉者的三通道输出曲线

2第一色盲（甲型色盲、红色盲）的成因及特性分析

2.1第一色盲的基本特征(1)谱长特征：第一色盲在700nm附近有一段盲区,所见光谱长度照正常视觉者的光谱长度要短一些。(2)亮点特征：第一色盲的亮点位置照正常视觉者的亮点位置向400nm方向发生了偏移,大约发生在540nm附近。(3)中性点特征：第一色盲有一个中性点,大约发生在480nm附近。(4)辨色特征：第一色盲只能看到黄、蓝两色〔以上关于第一色盲的4项基本特征,来自于俞自萍等人绘着的《色盲检查图》（第5版）第11页图中所提供的资料,经整理得出。本文在后面谈到的,关于第二色盲的各项基本特征也出自此处〕〔2〕。

2.2第一色盲产生的根本原因本文提出：如果是由于遗传病变而导致了红通道的结构,错误地选择了绿通道的结构的话,就会使人产生第一色盲。当红通道的结构被绿通道的结构所替代时,则红通道的输出曲线将与绿通道的输出曲线相重合,这样红、绿两个通道就要具有相同的覆盖特性（见图3）。

图3第一色盲三通道输出曲线

此时,红、绿2种原色进入等量平衡状态。下面我们就依据图3中的特性曲线来解释第一色盲的各项基本特征都是怎样形成的。

2.3对第一色盲各项基本特征形成的解释(1)对第一色盲“谱长特征”形成的解释：从图3中可以看出,在700nm附近有一段没有曲线覆盖的地方,这是一段盲区。由于这段盲区的存在,使得第一色盲所见光谱缩短了一段。这也就是为什么第一色盲所见光谱缩短的根本原因。(2)对第一色盲“亮点特征”形成的解释：从图3中可以看出,第一色盲的亮点发生在绿曲线的高峰处（L点位置）,大约在540nm附近。该点的位置照正常视觉者的亮点位置向短波方向发生了偏移。这也就是为什么第一色盲所见光谱的亮点向400nm方向偏移的根本原因。(3)对第一色盲“中性点特征”形成的解释：从图3中可以看出,O点为红、绿、蓝3条曲线的交点。该点意味着红、绿、蓝3种原色处于等量状态。红、绿、蓝3种原色处于等量状态时的颜色应该是中性色,所以O点是中性点。这也就是为什么第一色盲所见光谱产生中性点的根本原因。(4)对第一色盲“辨色特征”形成的解释：从图3中可以看出,在V段区域内,只有红、绿2条曲线所覆盖,并且它们是相互重叠的。这就意味着,红、绿两色在该段区域内,处处都处于等量状态。这样,第一色盲在该区域内只能看到红、绿两色的混合色（黄色）,不可能单独看到红色或绿色。所以,V段是黄色段。U段与V段不同,在U段中多了蓝曲线。这样,就要有一部分蓝色与黄色相混合而生成白色。由于黄色量多,蓝色量少,所以U段是淡黄色段。从色调角度来看,从中性点到650nm这一段应该属于黄色调。对于S段来说,该段仅由一条曲线所覆盖,即蓝曲线,所以S段是蓝色段。T段与S段不同,在T段中多了红、绿两条相重叠的曲线。这样,就要有一部分黄色与蓝色相混合而生成白色。由于蓝色量多,黄色量少,所以T段是淡蓝色段。从色调角度来看,从中性点到400nm这一段应该属于蓝色调。因此,对于第一色盲来说,从中性点到低端（650nm）这一侧,所见光谱为黄色；从中性点到高端这一侧,所见光谱为蓝色。这也就是为什么第一色盲只能看到黄、蓝两色的根本原因。从上面的分析可以看出：第一色盲不仅看不到红色,同时他也看不到绿色。这就意味着：在第一色盲中,不可能存在着单一的红色盲或单一的绿色盲。