@ 2015.10.27 , 12:00

紫色是假的,彩虹的尽头是什么

什么让颜色之间有区别?我们可以显而易见地区分红色和黄色,也可能喜欢一些颜色超过其他。但当我们分析思考颜色的本质,它们本质上是相同的吗?因为我们可能不太熟悉,对比蓝色,黄绿色不算是一种颜色吗?

事实证明,几乎所有的颜色实际上是和任何其他颜色一样真实的,除了紫色。我们的眼睛和大脑感知颜色并试着去理解世界,紫色是这种方式产生的主要工件,并不总是有意义。是什么让紫色比说橙色从根本上不同的解释是相当容易。当我们开始探索的颜色 (或更确切地说是色调),让我们开始与我们大多数人都熟悉的东西-标准色轮开始讨论。

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你可以从色轮注意到几件事情。第一是如何顺利混合到一种颜色到下一步。但更微妙的是以不同方式在不同区域看起来不同,而不只是颜色不同。例如,红色区域看起来比黄色区域更大。而且绿色和黄色区域看起来比蓝色区域更明亮。然而,颜色是完美的几何排列,并且是在在相同的强度或光强水平。我们看到的差异实际上是我们的眼睛和大脑协同工作的结果而不是颜色本身。现在让我们从更科学的模型观察纯颜色,也就是可见光的颜色频谱(这是我们看到的彩虹)。

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乍一看你可能认为我们看到的只是色轮,不过把它剪开和拉直。仔细观察,就没注意到什么东西不见了吗?在色轮中所有的紫色区域在光谱中无处可寻。您可能想知道所谓的紫外线。实际上字紫外线这个名是用词不当,它是肉眼不可见的,所以没有出现紫色。这个词可能源于观察,当紫外线光照射到某些材料时,这些材料发出明显的紫色光芒。因此它不是你看到的紫外线本身,而是那些兴奋的物体发出的另一种形式的光。

我们现在知道紫色不是一个纯粹的光的频率,它不会出现在可见光谱上。但是我们也知道我们可以看到一些我们称之为紫色,它绝对不是蓝色或绿色或橙色。紫色肯定是什么东西,但它究竟是什么呢?事实证明,我们观察到紫色总是其他颜色的混合物,通常是某种形式的红色和某种形式的蓝色。紫色是不纯粹的,它不是一个单一的颜色。我们可以看到纯橙色光,但没有所谓的纯紫色光。当然这应该不是对我们造成太多冲击就像大多数人都知道颜色“白色”具有相同的属性,它不是一个纯色而是是许多其他颜色混合的混合物。

现在让我们从不同的角度考虑颜色。有一个研究颜色的整体领域,也就是说,你可以得到一个研究颜色的高等学位。色轮是一个简单的方法来演示基本颜色之间的关系,但不是很精确。更常用的在比色研究方法是CIE色度图,一个标准化的颜色模型是由由国际照明委员会(Commission Internationale de l'Éclairage)经大量和仔细测量研究人类的视觉制定的。实际上有两个标准,一个所谓的2°三色模型和10°模型。前者是最有用,因为它构造了颜色视觉模型在正常日光亮度,而后者更适合模拟人类的视觉在非常低的光照水平,比如晚上。

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2° CIE 色度图

不过在详细作说明之前,应该说上面的图不是整个CIE图。真正的图实际上是一个复杂的有点圆锥形状的三维对象。你所在上面的图看到的是底部附近的一个横截面切片或锥的下部分。上面的横截面中包含了所有的颜色,但并不是所有的颜色和色调,也包括亮度的变化或黑暗。整个CIE图应该代表所有正常人眼可见的颜色,形状的边界代表人类的视觉不能再观察颜色的边界。这幅图揭示了很多关于人类的视觉的本质。一个昆虫的等价图看起来有点不同。[-]

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除了不对称的形状,你注意到的第一件事CIE图是绿色的面积是多大,而蓝色区域相当小。这又是为什么呢? 如同高中生物学教授的,人类视网膜有锥和棒两种光传感器组成。锥主要用来检测颜色或色调,而棒主要用于亮度水平。锥有三个亚型中,这通常被称为红、绿、蓝视锥细胞。主要是由于不同的有机颜料,这些锥对红色绿色,或蓝色光高度敏感, 对其他颜色不敏感。最敏感的颜色频率430nm、530nm和560nm,但各有不同的敏感性(参考图右)。锥的三种颜色有不相同的数量。对于每一个蓝锥可能有向上40以上的锥的其他两种颜色。这一事实以及其他微妙的性质意味着,人类的眼睛是对绿灯比蓝光敏感几倍,红色比绿色稍不敏感。这就是为什么CIE图中的蓝色区域是如此小得多,人类的眼睛是不擅长看到蓝色。

在我们回到讨论紫色之前,另外看一个CIE图的观察结果。注意到图的中部的光明三角区域。那个三角形并不是真正的图的一部分,而是一个突出显示的颜色,一个典型的电脑显示器或彩色电视准确地再现。这个三角形外的颜色是肉眼可以观察到的,但是物理上是并不能显示(因为你正在查看这个电脑屏幕上看到的已经被扭曲了)。所以即使一个昂贵的电脑显卡可能拥有能够显示几百万的颜色,它永远不能接近能够显示所有人眼可以分辨颜色。

三角形的三个角代表由红色,绿色和蓝色荧光点构成的精确颜色的屏幕。一般来说,一个设备可以产生的一组颜色被称为色域。其他设备如彩色喷墨打印机、扫描仪,甚至数码相机都有有自己的色域,虽然大多重叠,但却几乎从不相同。这就是为什么它可以很难打印一些在显示器上看起来不错照片,但一旦打印到纸上,其结果是照片的颜色扭曲或是模糊(大多数喷墨打印机的色域比RGB电脑显示器小得多)。

本文译自 deron,由译者 AeLiz 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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