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三色光与三原色:揭秘色彩感知的奥秘

创作时间:
作者:
@小白创作中心

三色光与三原色:揭秘色彩感知的奥秘

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/mikisan555/article/details/142670600

人眼是如何感知色彩的?为什么光的叠加会变亮而颜料的叠加会变暗?这些问题的答案都与三色光和三原色有关。本文将从人眼的感光原理出发,深入探讨三色光和三原色的区别与联系,帮助读者理解色彩感知的基本原理。

人眼的结构与感光细胞

人眼中存在两种感光细胞:视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞主要感受光的强弱,即亮度;视锥细胞则负责感受颜色,分为三种,分别感受红、绿、蓝三种颜色。如果没有视觉感应细胞,我们将无法区分亮与暗;如果没有视锥细胞,我们将无法感受到颜色,世界将如同一幅巨大的铅笔素描画。

生物视觉系统的演化遵循“先看得到,再看得精彩”的原则:先进化出视杆细胞,再进化出视锥细胞。值得注意的是,自然界中一些动物的视锥细胞种类超过三种,能看到比人类更丰富的颜色;反之,视锥细胞少于三种,甚至没有,其色彩感知能力则不如人类。同样,人类中有些人因缺少视锥细胞而表现出色盲。

三色光

三色光对应人类的三种视锥细胞:红光-"红视锥",绿光-“绿视锥”,蓝光-“蓝视锥”。由于人眼中只有这三种视锥细胞,因此只有这三种光能被人体察觉。那么,我们平时看到的其他颜色,如橙色、米色等,是如何产生的呢?答案是,其他颜色的光可以由三色光按照一定比例调和获得。例如,橙色可以通过229单位的红光、95单位的绿光和63单位的蓝光混合而成。这就是著名的RGB颜色表示法。

以下是著名的三色光叠加图。三色光的互相叠加会产生不同颜色;特别地,三色光互相叠加会产生白色。

三原色

三原色是指红-黄-蓝。这里你会发现,三原色和三色光非常相似,但它们之间存在本质区别。"原色"指的是不能通过其他颜色混合调配出来,但可以互相混合调配出其他颜色的"基本色"。个人认为,为了便于区分,应该将"三原色"称为"三原色颜料",以强调其与"三色光"的区别。这种区分源于载体的不同:一个是光,另一个是颜料。

以下是著名的三原色叠加图。三原色颜料的互相混合会产生不同颜色;特别地,三原色颜料互相叠加会产生黑色。

为什么三色光的叠加和三原色的叠加效果不一样

聪明的你可能会想,为什么光叠加会变亮,而颜料叠加会变暗?为什么三色光叠加为白色,而三原色叠加为黑色?

答案在于:三色光是互相补充,而三原色是互相竞争。在色彩学上,这被称为加色与减色。

任何颜色的光都可以用RGB表示,例如红光可以表示成 红:1 | 黄:0 | 蓝:0;蓝光和绿光的表示方法类似。当它们叠加时,就会变成 红1 |绿1 |蓝1,即白色。其中的数字表示亮度,因此叠加后的亮度是三种原色单独亮度的总和。

而颜料不会发光,黄色颜料吸收其他颜色的光的同时反射红色光。因此,红色颜料应该表示为 红色:+1 |黄:-1| 蓝色:-1。黄颜料和蓝颜料以此类推。当三种颜色混合后,它们会互相吸收对应的颜色,导致所有光都不被反射,从而呈现出黑色。

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