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一种可以统一颜色知觉理论中三色说和对立说的新假设
一种可以统一颜色知觉理论中三色说和对立说的新假设
夏志军 云南师范大学
2010年 6月 20日
摘要:通过分析视网膜中各种感光细胞的分布状况和光电转换过程,假设在感光
细胞中内含多种感光视黄醛分子,各种感光细胞的不同在于其内含的视黄醛分子
的种类和含量的不同。这个假设,可以统一颜色知觉理论中的三色说和对立说。
关键词:视觉,三色说,对立说,视黄醛分子,光电转换
中图分类号:B845.1 文献标识码:A 文章编号:
A New Hypothesis
Integrating Trichromatic Theory and Opponent Process Theory of Color Vision
Xia Zhi-jun Yunnan Normal University
Abstract: Propose a new hypothesis that there were many kinds of retinal molecule
contained in photoreceptors, after analyzing the distribution and the photoelec-
trical conversion of the photoreceptors in human retinal. The diversity of the
photoreceptors lies in the different distribution of the type and quantity of retinal
molecules contained in them. The hypothesis could integrate the trichromaitic
theory and the opponent process theory conflicted each other.
Key words: Vision, Trichromatic Theory, Opponent Process Theory, Retinal
Molecule, Photoelctrical Conversion
1 引言
关于人对颜色的知觉的解释,目前存在两种理论假设:三色说和对立说。当前普遍的看法
是,在网膜水平上,对颜色的知觉是按三色说理论来进行的,而在视觉系统的更高层次上,对
颜色的知觉是对立加工的过程。两种理论假设都得到了部分实验的验证,但是都无法解释全部
的颜色知觉现象。
三色说(trichromatic theory)由英国科学家杨(T. Young, 1807)提出,他假定在人的视
网膜(retina)中存在三种不同的感受器(photoreceptor),每种感受器只对可见光谱中的某一
个特定频率的光波敏感并对之反应。当不同频率的混合的光入射到视网膜的时候,三种感受器
分别对其中的特定频率的光波产生反应,从而产生混合的颜色知觉。
赫尔姆霍兹(H. von Helmholtz, 1860)发展了杨的三色说,放弃了每种感受器只对特定频
率光波反应的观点,而认为每种感受器会对可见光谱中的所有频率的光波反应,只是对特定频
1
率的光波有最大反应。每种感受器的感受曲线类似于正态分布曲线,在特定频率附近位置感受
性最大,离开特定频率位置,感受性迅速下降。当光波入射到视网膜的时候,每种感受器都感
受到所有的光谱的频率,只是每种感受器的感受性不同,因而产生混合的颜色知觉。
三色说理论得到了一些实验的支持,但是三色说也受到了批评,因为它不能解释红绿色
盲。按照三色说的颜色混合理论,红绿色盲患者没有感绿和感红的锥体细胞(cone),不能混合
而生成黄色知觉,而实际中患者却将光波的短波部分知觉为蓝色,长波部分知觉为黄色。三色
说在解释红绿色盲的时候发生了矛盾。
之后,黑林(E. Hering, 1892)提出了对立颜色理论(opponent color theory),最后发展
成为对立过程理论(opponent-process theory)。他认为,在视网膜上存在着三种颜色对抗通
道(opponent channel, 也有人称之为视素。 [6]),每种颜色对抗通道中存在着相拮抗的颜色对
立过程:黑-白过程、红-绿过程和黄-蓝过程。例如,在光的刺激下,黑-白过程对立,产生白色
经验;在红光的刺激下,红-绿过程对立,产生红色经验;在黄光的刺激下,黄-蓝过程对立,产
生黄色经验。这些过程称之为同化过程(assimilation),产生相对应的颜色的过程称之为异化
过程(disassimilation)。无论是同化过程还是异化过程,在对立通道中相拮抗的两种颜色不能
同时被感知到,而只能感知到一种,即不能感知又红又绿或者又黄又蓝。
黑林的观点得到了
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