1_第一章 光和颜色视觉.ppt

第一章 光与颜色视觉 色彩的意义 远观颜色，近看花 人观察物体时，视觉神经对色彩反映最快，其次是形状、空间位置，最后才是细节。 颜色的本质 色彩与色觉 色 色（GB 5698-85）:光作用于人眼引起的除形象外的视觉特性。 色是一种物理刺激作用于人眼的视觉特性，是客观存在的。 色觉 色觉是人们认识颜色、辨别颜色的能力。 色觉是人的一种主观能动。 色觉的形成过程 色觉三要素 光线的照射 颜色物体 功能正常的视觉器官和大脑 可见光 可见光 光是能在人眼的视觉系统上引起明亮感觉的电磁辐射。 即光是一种电磁波。 （GB 5698-85） 可见光的性质 光的物理性质由它的波长和能量来决定 波长决定光的颜色 能量决定光的强度 可见光波长 电磁波的波长范围10-14—几千公里，其中380----780nm为可见光。 光谱 色散实验 单色光按波长依次排列成的光带称为光谱。 单色光与复色光 单色光 只含一种波长而不能再分解的光称为单色光。 真正的单色光不存在，光的单纯性或单色性取决于谱线宽度。 复色光 两种以上单色光混合成的光。 光与色的关系 光是人们感觉所有物体形态和颜色的唯一物质。色是由物体化学结构所决定的一种光学特性。所以光是产生色彩和形成色觉的物理基础。 不同的光作用在物体表面后会发生不同的反映 光作用在透明物体上，除部分光被反射、吸收外，相当部分的光能透过物体，物体的颜色由透过物体的光谱成分决定 光作用在不透明物体上时，物体的颜色则由反射的光谱成分决定。 “色从光而来，色随光而变。” 颜色在物理学上是可见光的特征，在生理上是可见光对视觉的不同刺激，而在心理上是可见光刺激大脑的反映。 色彩三属性 在视觉上，色彩是无法用一般的量值来衡量的，只能用三个特殊的物理量即色相、明度、饱和度来衡量。 色相、明度、饱和度是色彩三属性，也称为色彩三要素，是颜色的心理属性。 大多数色彩系统都是根据色彩的三属性来进行系统的分类、归纳、排列的。 色相（H） 色彩的相貌，是色彩最基本的特征，也是色与色之间区分的最明显特征，即根本特征。 可见光谱不同波长的辐射在视觉上就表现为不同的色相。 色相由刺激人眼的光谱成分所决定 光源的色相取决于辐射的光谱组成，可用光的波长或主波长表示 物体的色相光源的光谱组成和物体表面选择性吸收后所反射（透射）的各波长辐射的比例对人眼产生的感觉，由物体本身的化学结构所决定（固有色） 人眼对色相的分辨力：可见光谱150种，非光谱约30种。 色相（H） 在视觉上，色相和主波长间的对应关系会随着光照强度的改变而发生变化。（扑尔克效应） 人眼对不同波长光刺激的敏感性不同 490nm、590nm阈限为1~2nm 540nm阈限为3~4nm 380~430nm、655~780nm几乎无法分辨 明度（L或V） 人眼所感受到色彩的明暗程度。 色彩的明暗取决于人眼所感受到的辐射的能量，可以用光的反射率或透射率来表示。 各种色彩的明度取决于颜色对光的辐射能力。 对于单色光来说，光线越强，其色彩越明亮 就同一物体而言，反/透射的光通量越多，其颜色的明度越大 同一色相的物体，颜色越接近白色，明度越大；越接近黑色，明度越小。 在可见光谱中，黄色、橙黄色、黄绿色的明度较高，橙色和红色的明度居中，青色和蓝色的明度较低。 人眼的分辨力：1％明暗变化，600种左右。 影响因素：光源的强弱（包括物体与光源的距离及其与光线方向所成角度）；各个受光面色度的差别；物体表面结构的差别（L光滑表面L粗糙表面） 饱和度（S或C） 也称纯度或彩度，是指色彩的单纯性，是反/透射光接近光谱色的程度，或者说是表示离开相同明度中性灰色的程度。 饱和度越高颜色越鲜艳，饱和度越低颜色越接近中性色 可见光中光谱中的单色光（光谱色）的饱和度最高 影响因素： 物体表面反射光谱色光的选择性 物体表面光滑度。 人眼分辨力：不同色能分辨的级数不同，如在某明度条件下，红可分辨25级，而黄只能分辨4级。平均为10级 色彩三属性之间的关系 三属性分别与主波长、光强及光能量布有关，但并不是光物理属性，而是人在观察色彩时的视觉心理。 三者关系： 色彩中任何一色都具备这三属性，缺一不可 这三属性是相互独立的，但不能单独存在 色彩的三属性的变化是相互联系、相互影响的 两个不同的色彩至少有一个属性不相等，只有三个属性全部相等的色彩才是完全相同的。 眼睛与视觉 眼睛 作用 成像 感光记录 构造 屈光系统 视网膜 锥体细胞 （明视觉器官） 杆体细胞 （暗视觉器官） 明视觉与暗视觉 暗视觉和明视觉称为视觉器官的二重功能。 暗视觉 视杆细胞对光的敏感性高，能接受微弱光线的刺激；不能分辨物体的细节和颜色，只能分辨出物体的形状和明暗；往往几十个连在一起向视神经输送信息；适合在暗条件下工作（亮度10-3坎德拉/米