1.3 顏色視覺現象

1.3.1 視網膜的顏色區

顏色視覺除了由被觀察物體自身的光譜性能決定外，還與眼睛的感受特性有關。

人眼視網膜上的椎體細胞與桿體細胞的分布是不均勻的，而顏色視覺主要由椎體細胞起作用。椎體細胞主要分布在視網膜中央凹部位，而桿體細胞主要分布在邊緣區域，所以中央視覺（小視場）主要是椎體細胞起作用，邊緣視覺主要是桿體細胞起作用。具體正常顏色視覺的人，視網膜中央能分辨各種顏色。由中央向邊緣過渡，對顏色的分辨能力逐漸減弱，直到對顏色感覺消失。在與中央凹相鄰的外圍區域，先喪失紅、綠色的感受性，再向外部，對黃、藍的感受性也喪失，稱為全色盲區。因此，人的正常色視野的大小，視顏色而不同。在同一光亮條件下，白色視野的范圍最大，其次為黃藍色，紅綠色視野最小。圖1-12為右眼的視網膜的顏色區。

視網膜上顏色區的存在提示我們，在觀察和測量顏色時必須要注意視場角度的問題，它對觀測結果會產生影響。通常，對于從事顏色及彩色復制工作的人來說，多采用2°視場的中央視覺條件；而對于大視場觀察的場合，如觀察建筑物、均勻顏色的大面積色等，就需要采用大于4°視場（稱為10°視場）的條件。

1.3.2 色對比和色適應

顏色視覺也會受到被觀察物體周圍環境的影響，同時還要受到觀察者在觀察之前觀看過的其他顏色歷史的影響（當然是很短時間以前的歷史）。

色對比和色適應就是考慮到這兩種因素的顏色視覺現象。

1．色對比

在視場中，相鄰區域的不同顏色的相互影響稱為色對比。

將一片灰色紙片放在白色背景上比放在黑色背景上看起來發暗，這表明不同的背景對視覺上這個灰紙片的明度產生了影響。這種現象稱為明度對比。

如果在紅色背景上放一塊小的白紙，用眼睛注視白紙中心，幾分鐘后，白紙上會出現淡淡的綠色。紅和綠是互為補色的。從這一角度考慮，并經試驗發現，兩種不同色調的物體并置于視場中時，每一種顏色的色調都會向著另一顏色的補色方向變化，從而增強了兩種顏色色調的差異。這種現象便稱為色調對比。

進一步，如果將飽和度不同的顏色并置于視場中，會感到兩飽和度的差異增強了，高飽和度的更高，而低飽和度的則更低，這種現象稱為飽和度對比。

顏色對比包含了明度對比、色調對比和飽和度對比，是顏色各個屬性的相互作用。

一般視場中相鄰的不同顏色間的影響是上述三種對比的綜合效果，其結果是增強了相鄰顏色間的差異。

2．色適應

我們都有這樣的經驗：當從暗環境剛剛進入亮環境時，會感到睜不開眼睛、看不清物體。但經過一段時間后，眼睛適應了，便又能獲得清晰的視覺。將人眼的這種適應過程稱為明適應。同樣，當從亮環境進入暗環境時，開始也不適應，看不清周圍的物體，但經過一段時間眼睛適應了新的亮度水平時，就又能看清周圍的物體了。這種適應過程稱為暗適應。

明適應和暗適應均歸屬為明亮度適應。

此外，在亮度適應狀態下，視覺系統對視場中顏色變化也會產生適應的過程。當人眼對某一色光適應后，觀察另一物體的顏色時，不能立即獲得該物體客觀的顏色印象，而帶有原適應色光的補色成分，需經過一段時間適應后才會獲得該物體客觀的顏色感覺。這一過程就是顏色適應的過程。例如，當眼睛注視一塊大面積的紅紙一段時間后，再去看一塊白紙時，會發現白紙顯出綠色。經過一段時間后綠色逐漸變淡，白紙逐漸成為白色。

一般來說，對某一顏色的光預先適應后再去觀察其他顏色，會在后面的顏色感覺中誘導出前一顏色的補色，而且后一顏色的明度和飽和度也會降低，這一過程即稱為色適應現象，也稱為負后像現象。

除了色對比和色適應現象外，還有顏色的恒常性等顏色現象，可參考相關書籍。

這些顏色視覺現象告訴我們，在視場中所感覺到的顏色并不完全是其自身決定，還與其周圍環境的顏色和眼睛在前一很短的時刻所看的其他顏色情況有關。這對在不同環境間以及不同媒體間的顏色復制問題帶來了復雜性。

1.3.3 同色異譜現象

人的顏色視覺系統只能分辨顏色的明度、色相和飽和度三個顏色屬性，只要在視覺上對這三個顏色屬性感覺相同，就認為是相同的顏色。這說明，人眼只能感受三個顏色屬性，而不能感知組成這個顏色刺激的光譜成分。因此，就出現了這樣的現象：兩個光譜成分不同的顏色刺激，或兩個不同的物體，看起來顏色卻是相同的。這種現象即稱為同色異譜現象。同色異譜現象不僅是三色視覺所固有的特性，也是使顏色復制成為可能的一種特性。

兩個光譜成分不同，但顏色感覺卻相同的顏色樣品稱為同色異譜色。

需要指出同色異譜色的另一個特性，即滿足同色異譜是有條件的，所有的同色異譜色都是在特定的照明條件下和特定的觀察者條件下的同色。只有滿足這兩個特定條件，它們才有可能具有相同的顏色三屬性感覺，一旦其中一個條件發生了改變，就有可能破壞了同色異譜條件，原來看起來一樣的顏色就可能不再一樣了。

實際上，我們所有的顏色匹配工作都是在進行兩個顏色或一系列顏色之間的一種同色異譜匹配，比如比較看版臺上的樣張和顯示器上圖像的顏色，或比較一個樣張與一個印張的顏色，都是同色異譜意義上的相同。兩個顏色樣品擁有同樣的光譜分布一般是不太可能的，但由于同色異譜現象的存在，使我們可以讓它們在視覺上顏色一致，至少在一些照明條件下是一致的。

對于色彩管理來講，正是利用同色異譜現象，才使顏色的一致性控制成為可能。同色異譜現象，才使得來源于紅、綠、藍三色熒光混合的膚色與由青、品紅、黃、黑混合出的膚色調整到視覺上的相同，實現了顏色在不同媒體上的一致性傳遞。

但是，某些色彩管理技術面對的同色異譜現象也成為問題。兩個樣品間同色異譜色的關系不僅依賴于照明光源，也同時取決于觀察這兩個樣品的特定觀察者。同樣一對顏色樣品，對第一個觀察者可能會產生相同的顏色感覺，但對第二個觀察者卻不一定能產生同樣的顏色感覺。在觀察者是人工設備時，這種“觀察者同色異譜色”現象可能就成為色彩管理的問題了。例如，如果一臺掃描儀的紅、綠、藍探測器的響應與我們眼睛的感受器不同，則掃描儀看上去相同的顏色，有可能我們的眼睛看上去卻不同。那么，我們需要分開的兩個顏色如何讓掃描儀有效分開呢？這便是掃描儀顏色特性化的困難所在。

總的來說，同色異譜現象使顏色復制易于實現，是現代顏色工業的基礎，也是色彩管理的技術基礎。

思考題

1．人眼的顏色視覺與哪些因素有關？

2．何為光譜分布？根據相對光譜功率分布可以將光源分為哪幾類？

3．物體的顏色是怎樣形成的？何為物體的光譜特性？

4．何為光譜光視效率？對視覺有何意義？

5．顏色如何分類？如何描述不同種類顏色的屬性？

6．顏色視覺現象提示我們觀察顏色時應該注意哪些問題？

7．何為顏色的加色混合和減色混合？各自有怎樣的混合規律？

8．何為同色異譜現象？在顏色復制中有何意義？