[印前]色彩技術基礎及理論:視覺色彩三原色說
2005-09-19 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:ge yan
色彩視覺理論(Theory of Color Vision)是基于人眼視覺系統對色彩辨識機制所發展出來的,其目的在于希望藉由此等色彩視覺理論來解釋或協助研究人員了解并掌握肉眼視覺與色彩產生的現象及關系。經過多年的研究,在色彩視覺理論上可以歸納為下列三種理論:
1. 視覺色彩三原色理論(Three-component or Trichromatic Theory)
2. 對立色色彩理論(Opponent-colors Theory)
3. 階段視覺色彩理論(Zone Theory of Color Vision)
有關“視覺色彩三原色理論”是最早被提出的學說,也一直在色彩科學上居于主導的地位;其后“對立色色彩理論”才被提出,這項理論是除了視覺色彩三原色理論外的另外一個重要的學說,亦受到色彩科學界所重視;雖然這二種色彩視覺學說都可以解釋大部分的視覺色彩現象,但也有最近幾年有“階段視覺色彩理論”的提出,并且為大家所接受,而此——學說是綜合“視覺色彩三原色理論”和“對立色色彩理論”的基本概念,加以統合并相互補充配合而成。至于此三種色彩視覺理論的詳細內容,將陸續在色彩技術專文中來加以解說,在本文中將首先來探討“視覺色彩三原色理論”。
在1802年時,英國Tomas Young發現利用紅、綠、藍三種色光混合,可以產生各種色彩,于是發表并提出了色彩三原色理論;而在1861年英國Maxwell利用三原色光的混合法,制作了第一張彩色照片;此一理論到了19世紀末?1892年德國Helmholtz則加以驗證并闡述其學說,因此將視覺色彩三原色理論又稱為“Young-helmholtz色彩三原色理論”。
其學說認為在人類的視網膜上的三種視覺細胞,名自與腦皮層中的三種不同的神經細胞相連,每種細胞的刺激都會引起一種原色感覺?分別為紅、綠、藍三種色彩的感覺,此一論點在上一期文章中有詳細資料說明,讀者應該有些印象。當光線照射物全所反射(或透射)的光進入人眼視覺系統后,會同時引起三種不同細胞的刺激,而光的波長特性,使得三種細胞各自總合刺激的強弱比例不同,產生各種不同色彩的感覺。此一理論是由英國的Tomas Young所提出的。由于發生某一種色彩感覺時,三種細胞中會有某一種感光細胞的刺激最為強烈,但另外兩種細胞也會多少產生刺激,也就是說三種細胞均會受到刺激,所以對于每一種色彩都會有白光成份,亦即有明度感覺。而亮度的感覺則為三種細胞各自提供的亮度感覺總和。后來,德國helmholtz補充Tomas Young的理論,認為光譜的不同部分能引起三種不同細胞不同強弱比例的刺激,在混合色光所見的色彩是三種不同細胞的刺激結果,而此一論點的提出,對于眼睛可以看到紅、綠、藍三種色彩以外的單色光就得到更合理的解釋。總而言之,眼睛所看到的任何色彩都是光刺激三種視覺細胞后總合刺激的結果。
Young-Helmholtz色彩三原色理論最大的優點是可以充分解釋說明各種色彩的混合現象,解決色彩再現問題,如彩色電影、彩色電視的色彩復制都是根據此一理論基礎所發展的;而其所提出的三種感光細胞的假設,在實驗結果也得到了證明,奠定光譜三刺激值的基本概念,此一學說更可以說是現代“色度學” 發展的根源。但是此一色彩視覺理論的缺點是不能滿意的解釋色盲(Color Blindness)現象。就色盲(Color Blindness)現象而言,Helmholtz認為色盲是因為缺乏某一種(單色盲)或某二種,甚至三種(全色盲)錐狀細胞所造成,所以按照其理論,紅色盲、綠色盲和藍色盲是可以單獨存在的,但是事實上所有紅色盲的人幾乎同時也是綠色盲者,也就是說紅色盲的人一般都不能分辨紅色和綠色,稱為紅-綠色盲;
同時根據其理論推斷,紅-綠色盲者應該不會有黃色感覺——因為紅-綠色盲是缺乏紅色和綠色錐狀細胞的,而黃色色彩感覺是由紅色和綠色錐狀細胞感應形成,但是事實上紅-綠色盲者一樣有黃色感覺;另外依據其學理,三種感光細胞同時作用才會有中性色——白色或灰色感覺,色盲者至少缺乏其中一種錐狀細胞,應該不會有中性色?白色或灰色感覺,然而即使是全色盲的人一樣有明度或白色的感覺。所以就“視覺色彩三原色理論”而言是有其矛盾之處及其無法解釋之現象,因此就有另一學派的色彩視覺理論產生——Hering之“對立色色彩理論”。至于“對立色色彩理論”將留待下一期的專文中再來加以探討與說明。
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