感

覺

是

認對

識外

的客界

開觀現

端及象

世治和

界事

知物

識產

的生

源認

泉識

口視覺是感覺中重要的一種

口眼睛是一種高級的光學系統，能夠反映外界物體的形狀和顏色

口人的眼睛僅對380?780nm的光波敏感

口顏色視覺決定于光源(iHuminant)、

物體(object)、觀測者(observer)

什么

視覺現象

每個人對色彩的感受不樣

錯覺現象

被觀察物體的背景、物體的大小和形

狀等常常引起人們對顏色的錯覺

口眼前的色環顏色相同嗎?

口眼前的色環顏色相同嗎?

色彩視覺測試

色彩視覺測試

□世界上超過2億人在判別顏色時有視

覺上的障礙

□超過8%的男性有這方面的障礙

□僅有0.5%的女性有這方面的障礙

□不同的測試過程會有不同的結果

人類視覺障礙率統計數據

北美.00%

歐

洲

.76%

西

歐

9.31%

中

國

日

本6.15%

亞

洲4.50%

6.00%

在生產和貿易過程中，如何避免

視覺上的錯誤呢？

我們需要一種可靠評定顏色的方式，

請看“NEXT”是如何運作的?

S/OODYBLUE■一

際NXCM5227

SJSOMSS2000

“叫MENS

NOTE

Thespec

^ldataabn

Smp’esg33keyed欣

…i￡：r

反射率

樣品顏色的表征

樣品

NEXT

J

反射率數據

/7nmRI%A/nmRI%A/nmRI%

4003.045102.2862035.92

4102.985202.2763038.34

4202.895302.3164040.72

4302.865402.3565044.3

4402.815502.4166049.47

4502.775602.7967055.85

4602.724.2168062.94

4702.638.1869069.52

4802.5215.670075.41

4902.4424.54

5002.3531.72

反射率數據

分光光度計

NEXT

波譜曲線

“hmR/0/o，nmRI%〃nmR/°/o

4003.042.2835.92

4102.985202.2738.34

4202.895302.3164040.72

4302.865402.3565044.3

4402.815502.4166049.47

4502.775602.7967055.85

4602.724.2168062.94

4702.638.1869069.52

4802.5215.670075.41

4902.4424.54

5002.3531.72

反射率數據

NEXT

根據值判斷

△E=O完美匹配

\E=0.3剛可察覺以色差值

判斷顏色的視覺差異

AE<0.8可接受

\EN12拒絕

NEXT

色度學(colorimetry)

研究人的顏色視覺規律、顏色測量

理論與技術的科學。

物理光學、視覺生理、視覺心理、

心理物理學現

代工業技術

?以統一的標準，對顏色做定量的描述

和控制。

第一節光與色的基礎知識

1.1光與色

-、光

可見光區域

22468

10-14-12-10-810、10510-110101010

101010

400500600700

A/nm

口可見光波長范圍

物理學意義：380?780nm

人的顏色視覺意義：400~700nm

口比視感度

不同人的比視感度曲線

1

o8

?

o6

—偏色人A?

正常視力o4

?

—偏色人B

O2

?

0

紅400500600700

波長/nm

、光的色散

紫

青

藍

綠可見光譜

黃

橙

紅

物理學概念：

復色光：由不同波長的光組合在一起的光。

。單色光：單一波長的光，如激光。

顏色測量中光的概念與物理學概念的區別：

較窄波長范圍內的光（物理學中仍然認為是不

同波長的光組成的復色光）在顏色測量中通常被看

成是單色光。

三、物體的顏色

物體顯示顏色的原因：對光的選擇性吸收。

波譜曲線

A7%

80--

/波譜曲線

60--R風

60--

40~~

50~7

20--40--\

30--

——?|?------1|

45050055060065070020--

-----Z/nm---------10--

-|-------1-------------1|------------1----------1

450500550600650700

---------2Aim----------------------

MSCI62458A

SOFTYELLOW

100%COTTONINTERLOCK

H.B.Datateioi*mustbekeyedmasCoiourStandard

Samplesmeasuredogoinattnnatondardahould

becumftioa?ti?sovghcafandfoMedmnimurn

4tncknessestopn?emtransmeston“light

COLOURSPEC距)CAPONatcorrectcondition

(Secnote*ovorica!)SUMCHECK-101976

420440460i83-500X6”

25.86252927.3032.5039.6848.3558.8968.05

560560600620443C60680700

73.5980.8087.3089.5490.1990.5890.7791.06

REPIACCS-SUPPUER-OYMA7BCSLMTEDDATE.

MARK"SPENCER二】I-qeMatfa:IQOegwo.UwfBacfcowindCuloui.EnvormenlID-fieI…―同口］

Efo￡dtyiw?QbjecUEiderencmRhpkyEnvironmentSpecttopWondtfMocrtoijmaoe￡okxjtTool*

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圄同展隔PasteColour：<RelativeChange>LCh:(77.589100

倒

ColourWaneQC62458AMSCISOFTYELIDWKEY

CurveSource16PointMeasuredCurve.a'ddt'File90

CreotedOnFriFeb2S1519462000

Standard62458AttSCISOFTYELLOVKEYChecksun101975080

nj*00102030407090

300

4002586252730

500433558680570

6008730899019

700910660

50

二40

30

20

10

0

400500600700

/?/nm

物體顏色的決定因素：

口物體的色澤決定于吸收光的波長，如吸收400?420nm的光，顯

示黃色；吸收560nm左右的綠光，則顯示紫色。

口顏色的純度決定于反射率曲線的形狀。

口物體顏色的深淺決定于反射率的高低，這與物體中的有色物

質濃度和有色物質的狀態、物體的表面積大小、表面性質、照

明光源以及入射角大小等物理因素有關。

光照射至物體會產生:

□鏡面光反射

□散射光反射

□固定式的穿透

口散射式的穿透

?:?平滑光澤面

光源觀察者

高鏡面光物體表面

散射光反射

略平滑光澤面

低光澤表面物體或略粗糙的物體表面

散射光反射

織物紋路表面

少量的鏡面光反射效果

光照射至透明物體后，光波會穿透

此物體而透射出光線。

正常的穿透

透射一吸收

一般的傳送方式

光的散射——半透明物體

光照射至半透明物體后，某些波

長會穿透此物體，有些色光會散射出

而無法經此半透明物體透射出。

散射式的穿透

四、人的視覺系統

棒出管（淚探）上直肌

結膜囊一鞏膜

淚液一

前房角一

上眼船—后房視網震中央薛脈

玻

,一E

視神經乳頭（

體

晶狀體H坳帶視網膜中央動脈

KK體

脈絡瞑

下直肌

眼睛

人眼睛的視覺特性：

也視角

視角為被觀察對象的大小對人眼睛形成的

張角。其大小決定視網膜上投影的大小。

CIE觀測者

-------------------——----------------------------202°視角

匕」---------1931

10°視角

1964

視角少的特征：

tan—=-^―A：物體面積的大小；

22D

D：物體與眼睛之間的距離。

因此，視角的大小決定于：(1)物體面積的大小；|

(2)物體與眼睛的距離1

距離一定，物體大，則視角大；JII

同一物體，距離眼睛越近，視角越大。

視角與顏色視覺有關系嗎？

用!

因為感受顏色的視覺細胞在

視網膜上的分布是不均衡的。

2.明視覺、暗視覺

明亮條件下，人們可以分辨物體的細節

和顏色。

黑暗條件下，人們只能分辨物體的大致

輪廓，分辨不出物體的細節和顏色。

原因：人眼的視網膜中，有兩種不同的

感光細胞分別在不同條件下執行不同的視覺

功能，這是視覺的二重性,或稱明視覺、暗

視覺特性。

4

界于明視覺和暗視覺之間，此時人的視覺功能最

差，兩種細胞均只有微弱的視覺功能。

’解剖學和神經生理學證明，視網膜中存在桿體細胞

（黑暗中分辨輪廓）和錐體細胞（明亮條件下分辨顏色和細

節）。虛耗也稱微明視覺。I

■I

桿體細胞錐體細胞I

\視網膜的中央窩/\\

■刪而怖1UIII

ttttJ111

,原

錐體細胞和桿體細胞在視網膜上的分布

口錐體細胞（約650萬個）：

■布滿在視網膜中心處（14萬?16萬/mm?）。

當視角為2。時，物體像落在該處。

■是判斷色彩變化的感應細胞。

■在日光下感應非常敏銳。

口桿體細胞（約1億個）：

■布滿在視網膜周圍。

■判斷明與暗變化的感應細胞。

■在昏喑光源下特別敏銳。

3.光譜光視效率函數VV)

明視覺與暗視覺的光譜光視效率曲線

明視覺

AlA二加

尢珀兒

視效率

V(/)

暗視覺

41A二加

尤1日兒

視效率

V(/)

波長/nm

4.顏色視覺

（1）顏色辨認

。視網膜的顏色區（見右圖）

?：?顏色辨認（視力正常的人

可以辨認400~700nHi的各種顏色）

紅700nm640-750nm

橙620nm600~640nm

黃580nm550~600nm

綠510nm480-550nm

藍470nm450~480nm1—中央窩

紫420nm400~450nm

2—中間區或紅綠盲區

3—全色盲區

貝措德海呂克效應(Bezold-Briickeeffect)

人的視覺對不

同波長光的顏

色辨認精度

不同，除了

黃(572nm)、

綠(503nm)、

藍(478nm)

外，其他波長

的顏色隨光的

強度而變化。處675650625600575550525500475450

Z/nm

12).顏色對比

＞視場中，相鄰區域的兩個不同顏色的

相互影響叫做顏色對比。

每種顏色都可以在其周圍誘導出其補色，!

如紅—綠、—藍等。因此，在一種顏色的背.

景上，觀察另一種顏色，由于顏色對比，兩顏色會

相互影響，色調會向另外一種顏色的補色方向變

化。如果兩種顏色互為補色，則彼此加強飽和度。

觀察紡織品顏色時，應避免對比效應的干擾。

(3)顏色適應

人眼在顏色的刺激作用下，所造成的顏色視覺變

化稱為顏色適應。

對某一顏色的光適應后，再觀察另外一種顏色，|

后者的顏色會發生變化。|

顏色適應規律：}

口對某一顏色光適應后，再觀察其他顏色，明度會降低;

口飽和度變化與兩顏色的色相有關。兩顏色互為補色時,

飽和度會提高，否則飽和度降低。

□研究顏色適應規律在實際中的意義

①先后在兩種不同的光源下觀察顏色，必須考慮

前一光源對視覺顏色適應的影響。

②在同一光源下觀察顏色，周圍還有其他顏色的

光時，要考慮周圍光顏色適應的影響。

口顏色匹配的恒定性

L如果兩種顏色用眼睛看來是一樣的，

即兩種顏色相匹配。

如果兩種相匹配的顏色，即使在不同

的顏色適應下觀察，兩種顏色仍然始終一

樣，這種現象叫做顏色匹配的恒定性。

12顏色的分類和特征

,、顏色的分類

自然界的顏色可以簡單地分為無彩色和有彩色兩大

類。

1.無彩色

口無彩色（消色）：只有明度，無色相和彩度的顏色，

包括白（最高）、灰、黑（最低）三種顏色。

口測色學中，將理想的“白”和絕對的“黑”也歸入無

彩色之列。

口無彩色對可見光各個波長的吸收都沒有明顯的選擇性

（圖1-12所示）。

口白色：各波長的反

10o

射率均大于80%。

純白——理想的完全8o

反射物體，反射

%

/6o

符

率為1。玄

R

□黑色：各波長的4o

反射率均小于4%。

2o

純黑——理想的完全333

-32=

0

無反射物體，反400500600700

A/nm

射率為0。

2.有彩色

’無彩色以外的各種顏色,

都稱為有彩色

口有彩色都對可見光內某一

部分波長有比較明顯的吸

收（如右圖）。

口可以用反射率曲線表示有

彩色吸收和反射的特征。Z/nm

反射率是指在可見光譜內光照射于物體

上后所反射出的光量與標準白板反射光量的比率。

■實際測試的反射率值是根據分光光度儀測量色樣

與積分球壁的反射光量后，比較并計算出的一種

數據。

■色樣的反射率值就如同每個人的身份證號碼，無

法仿冒。

色樣經分光測色儀器解析后，可得到不同波長

下的反射率值（以%表示）。

2/nmRI%A/nmRI%

4006.253.26

4203.357.34

反射率值可視4401.9616.25

為色樣的身份4601.406230.50

證明文件4801.2264047.47

5001.2166063.72

5201.3468076.26

70082.48

反射率曲線

%

/

<

羔

自

波長/nm

反

C

M

羔

四

■

附

波長/nm

能:

***I

xX_

反射率曲線

￡

s

反射率曲線

波長/nm

二、顏色的特征

客觀地研究顏色的特征，首先要排除干擾

因素（物體形狀、大小、性質、用途、背景

等）的影響一非相關色（例如測色儀對顏色

的測量，更客觀）。

孟塞爾卡集是在特定背景下，以人眼的視

覺觀察結果為依據制定的，更接近人的感覺，

但是容易受到人種、個體、情感、習慣等的影

響，更主觀些。

通常人們對色彩的描述

□飽滿(Fuller)或稀薄(Thinner)

□較深(Darker)或較淺(Lighter)

口較明亮(Brighter)或較平淡(Flatter)

□較鮮艷(Brighter)或較暗淡(Duller)

□飽和度高(MoreSaturate)或飽和度底

(LessSaturate)

口色招(Hue)

色彩的描述

標準樣

太深

太淺

標準樣

較亮

標準樣

偏綠偏紅

無論是主觀的觀察，還是客觀的

測試，共同的研究結果是：自然界的所有顏色可以

用:一

明度(lightness)

色相(hue)

飽和度(saturation)

三個屬性來描述。

顏色的三維空間描述

色相

飽和度

顏色的三維空間描述

色相

紅或黃

明度

明亮或暗淡■

濃或淡

L*

1.明度

表示物體明亮程度的一種屬性。

?彩色光的亮度越高，人眼就越感覺明

亮。在物理上表現為物體表面的光反射率

越高，明度就越高。

顏色的第一維度一明度

2.色相

色彩的描述

口色布(Hue)

■紅：偏藍(bluer)或偏黃(yellower)

■黃：偏紅(redder)或偏綠(greener)

■綠：偏黃(yellower)或偏藍(bluer)

■藍：詭綠(greener)或偏紅(redder)

色相是彩色彼此相互區分的特性。

在物理學中表現為可見光的光譜波長不同。在

視覺上表現為紅、橙、、綠、藍、紫等各種色調。

在人的視覺中，物體表面色的色相決定于三方面：

照明體光源的光譜組成；

?:?物體對光的吸收和反射特性；

?不同觀察者的差異。

100.00

90.00

[80.00

7甘率-i1

求;70.00___iZ』

M;60-00

/、

羔|50.00J、

口140.00/、

1

!30.00/\<

I\

)20.00/\、

/\

10.00一1

V、、---

0.00

4C)0450500550600650700

：：T|,

“???5

?'?：制、.r.?t(rv

、/長/nmP

.\：X>ib：

II?/：?

顏色的第二維度色相

3.飽和度

飽和度是指彩色的純度（純潔度）。

□可見光中的單色光是最飽和的彩色，飽和度為1。

□單色光中摻入白光成分越多，飽和度就越低。

□物體色的飽和度決定于該物體表面反射光譜的選

擇程度。對光譜某一較窄波段的反射率越高，而對

其他波長無反射或反射率很低，表明有很高的光譜

選擇性，這一顏色的飽和度就越高。

w

顏色的第三維度一飽和度

明度、色相、飽和度三者之間

不是簡單的線性關系。

，例如明度決定顏色的濃淡；而飽和度和顏色

的鮮艷度有關。但是鮮艷度不能代表飽和度，因

為飽和度是色度學概念，是客觀的；而鮮艷度則

是主觀的，受精神和心理因素影響較大。

=1.3顏色的混合

兩束不同波長的光疊加在一起，與兩

種不同顏色的顏料混合在一起，混合的規

律一樣嗎？