色彩学第1章 光与色觉

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1、第一章光与色觉1.1光的颜色特性1.2物体的光谱特性1.3视觉的生理基础第一章光与色觉1.1光的颜色特性光的颜色特性1.11.1.1色与光的关系1.1.2光的本质1.1.3相对光谱能量分布1.1.4色光加色法光的颜色特性1.11.1光的颜色特性1.1.1色与光的关系色彩是自然界客观存在的一种物理现象，是光线作用与物体后所产生的不同吸收、反射或透射的结果。色彩是人对眼睛视网膜接收到的光作出反应,在大脑中产生的某种感觉。光和色是分不开的,光是色的先决条件,反映到人们视觉中的色彩其实是一种光色感觉。光的颜色特性1.1色觉简单来讲就是色彩感觉，是

2、人的颜色视觉特性。色觉是受大脑支配的一种感觉机能，是人类认识颜色和辨别颜色的能力。色彩是与人的感觉（外界的刺激）和人的知觉（记忆、联想、对比…）联系在一起的。所以说色觉并不是客观存在的，它不仅与物体本身的颜色特性有关，而且还受时间、空间、周围环境的影响。光的颜色特性1.1一个正常色觉必须同时具备4个条件时才能实现1)光源。颜色是光作用与物体后的结果，没有光就没有颜色。2)物体。3)眼睛。4)大脑。具有功能正常的视觉器官和大脑，这样我们才能有正确分析，正确辨色的能力。光的颜色特性1.11.1.2光的本质——光的定义众所周知，宇宙之间存在着电

3、磁波，迄今为止发现的最短的电磁波是10-12nm，最长的波长是108nm电磁波的分布及命名如下图所示：光的颜色特性1.1光是能量的一种形式,是一种电磁辐射能。我们肉眼所能看的光线称为可见光。光波长在380~780纳米之间的为可见光,即用三棱镜分解太阳光形成的光谱,红色光的波长最长,紫色光的波长最短可见光谱光的颜色特性1.1光的性质1）光的波动性。光具有绕射、折射、反射、散射等波动性2）光的量子性，由普朗克提出。E＝hc∕λ普朗克光量子能量公式波长越短，频率就越高，光子的能量就越大，紫外线波长短，红外线波长长，所以紫外线的能量比红外线的能量

4、要大。光的颜色特性1.1光的色散我们生活在一个五光十色、色彩缤纷的世界中,各种物体、烟火、彩色电视的画面、天空和落日等都呈现出不同的色彩,光怎么会有不同的颜色呢?光的颜色特性1.1当太阳光通过一个三棱镜后再投射到一块白色的屏幕上时，白色的太阳光变成有如雨后彩虹一样的光带。由上而下呈红、橙、黄、绿、青、蓝和紫七色排列。反过来，如果在光线分散的途中加一块凸透镜,,使分散的光线集中,集中的一点又成为白色光。棱镜白光光的色散示意图光的颜色特性1.1白光被分解成各种色光的现象称为“色散”。白光色散后按波长顺序排列而成的彩色光带称为“可见光谱”。色散

5、光谱中，每一种颜色只有一种波长。这种只含有一种波长而不能再分解的光称为“单色光”，也称为“光谱色”。由单色光混合而成的光称为“复合光”。白光就是一种复色光，大自然中的太阳光、火光，以及人造光源荧光灯等发出的光都是复合光。一个颜色的光可以是单色光，也可以是复合光。光的颜色特性1.1太阳光谱中波长与光色的关系光色波长（nm）主波长红780-630700橙630-600620黄600-570580绿570-500550青500-470500蓝470-420470紫420-380420光的颜色特性1.11.1.3相对光谱能量分布光源光阑透镜棱镜光

6、源透镜光阑光阑分光辐射度计原理图光的颜色特性1.1光谱密度（spectralconcentration）:在以波长λ为中心的微小波长范围内的辐射能与该波长的宽度之比。光谱密度表示了单位波长区间内辐射能的大小。光谱分布（spectraldistribution）:光谱密度与波长之间的关系。光的颜色特性1.1光谱功率（能量）分布：指光源的光谱辐射功率（能量）按波长的分布。绝对光谱功率分布曲线：以波长为横坐标而以光源辐射的各种波长光能量绝对值为纵坐标所作的曲线。相对光谱功率分布曲线：令光谱分布能量的最大值为“1”，将光源辐射光谱的其他各种波长的

7、能量与之比较，作归一化处理以后，使辐射功率仅在规定的范围内变化。相对光谱功率分布：用任意值表示的光谱功率分布白炽灯的相对光谱功率分布曲线连续光谱相对辐射分布曲线线状光谱相对辐射分布曲线光的颜色特性1.1等能白光S(λ)=C(常数)白炽灯光荧光灯光日光红宝石激光4005006007008040140S(λ)160波长（nm）相对能量光的颜色特性1.11.1.4色光加色法A.光的三原色B.光加色混合C.色光加色法的类型D.色光混合规律光的颜色特性1.11）从物理刺激方面，三种色，蓝、绿、红在光谱中波长范围最宽，最鲜明，最突出2）人眼的视网膜上

8、存在3种分别对蓝、绿、红产生感觉的视神经，当上面的3种光线进入人眼后，视神经受到刺激而感觉到了色3）实验证明，自然界几乎所有的颜色都可以根据蓝、绿、红3种成分的不同比例来再现。所以在色彩学上，