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色彩学

第一部分基本理论

第一节颜色视觉过程

1.1颜色视觉过程的四要素

颜色不是物体的固有属性！颜色是光用于人眼所引发的大脑内视觉中枢的一种反应。

所以说，颜色的产生须经历一个过程，在这一过程中，有光源、物体、眼睛、大脑四个要素

（也可将眼睛与大脑统称为观察者即为三个要素）。

图1—1颜色视觉过程

简而言之，颜色视觉产生的过程是这样的：光源包（括太阳光与各种人工光源）发出的不

同光谱组成的光照在物体表面，经过物体对光选择性地吸收、反射或透射之后用于人眼，

由人眼内视细胞将光刺激转换为神经冲动并通过视神经传入大脑，再由大脑内视觉中枢判断

产生关于该物体的颜色感觉。

1.2四要素的量化形式

为了采取计算的方法得到以数量表达的颜色，我们首先将上述四要素分别以光谱特性的

形式加以量化。光源的光谱特性即光源的辐射能量随波长的分布称光源的光谱分布，记为

S2（）；物体的光谱特性——非透明物体以物体的光谱反射率「X（）表示、透明物体以物体的

光谱透射率T/（l）表示；光谱三刺激值式丸反映人类平均颜色视觉特性（即眼睛

+大脑的光谱特性称为标准色度观察者）。

1.3颜色视觉过程的公式化描述

颜色视觉过程的公式化描述也就是山上述四要素的光谱特性通过积分运算求得表示颜

色感觉的三刺激值X,Y,Z的方法，也就是以数量描述颜色的方法

X=J卜⑷反

X=A:p2（）/?A（）y2（）J2匕L匕ojs㈤p⑷凡。4（U

或■

1（-1）

Z=JS4（）p裱（4（阳

其中4=380~80.

式中k,kg为归化系数

,100,100

或

一卜小（为（★）一上刃（头。”卜⑷

由于在特定的标准光源和标准观察者函数条件下，SQ）与光谱三刺激值和归化常数k的

乘积是常数，称为加权函数，可以直接从数表中查到，因此在使用加权函数计算三刺激值时

可以简化计算，直接用加权函数与光谱反射率的乘积求和得到三刺激值。

第二节颜色测量原理

2.1目视比色法

根据颜色视觉理论颜色是光用于人眼所引发的大脑内视觉中枢的一种反应，只要汇聚

到视网膜上的光所引起的神经冲动基本相同则产生的视觉感觉就是一样的，而光谱组成却不

必一致，这就使我们可以采用各种方法进行颜色复制。

2.1.1颜色匹配

将两种颜色调节到视觉上相等的方法称颜色匹配。根据颜色匹配过程中原色对混合色

光谱组成的贡献形式将颜色匹配分为加色法颜色匹配与减色法颜色匹配。通过颜色匹配实验

可以找出匹配目标色所需要的三原色数量。

一、加色法颜色匹配

加色法颜色匹配就是利用加色三原色光以不同的比例混合出待匹配色的方法，颜色光混

合后混合色光辐射能的光谱分布是每个组成色的光谱分布的简单相加。彩色电视的颜色复制

方法即属于加色法颜色匹配。

绿光

图1一3色光混合后光谱成分简单相加

二、减色法颜色匹配

减色法颜色匹配指利用不同比例的三原色料或（颜料或不同透光率的滤色片）混合出

待匹配色的方法。混合后混合色为光源的光谱分布减去被几种