颜混合的原理

混合的原理
光的三元为:红、绿、兰,混合后为白
颜料的三元为:红、黄、兰,混合后为黑翼首草
不同,光混合成无,颜料混合成黑。 不同,光混合是加法原则,颜料是减法原则。前者相加变亮,后者混合变暗。
彩电视以及绘画、油漆、彩印、摄影等都要涉及到光的混合与颜料的混合.为什么彩电视利用的是红、绿、蓝三原(基)的混合,而绘画、彩印等颜料的混合却利用的是红、黄、青三原(平常所说颜料三原是红、黄、蓝是不确切的)?为什么旋转的七盘的混合为白,而七颜料的混合却为黑?本文来谈谈光混合与颜料混合的有关知识,以回答上述问题.不死咒怨
一、视觉的生理特性
要理解光的混合与颜料的混合原理,必须先对人眼视觉的生理特性作以初步了解.
1.视觉的两种细胞
我们知道,外界光辐射到人眼中刺激视网膜所引起的知觉叫做视觉.所谓彩视觉便是彩光对视网膜的刺激所引起的彩知觉.物体的颜既决定于外界光的刺激性质,又决定于人眼的视觉得性.那么,人眼有怎样的生理特性呢?世界
现代神经生理学实验证实,人眼的视网膜上存在大量的光敏细胞,按其形状可分为两类,即杆状细胞和锥状细胞.杆状细胞对入射光的强度很敏感,它能分辨亮度的差别,而对颜的分辨本领极差;而锥状细胞虽然对亮度的灵敏度不高,但却能分辨颜.白天亮度较强时,主要靠锥状细胞产生视觉作用,所以白天人所看到的是万紫千红的彩世界.夜间亮度较弱时,主要靠杆状细胞产生视觉作用,因此夜间看到的物体无颜之分,只有灰蒙蒙的影像.
人眼的锥状细胞可分为三种,每种锥状细胞对光谱不同部分的感受性能是不同的.一种对红光的感受性最灵敏,叫红锥状细胞;一种对绿光的感受性最灵敏,叫绿锥状细胞;一种对蓝光的感受性最灵敏,叫蓝锥状细胞.三种细胞在某种光的刺激下,分别产生不同程度的兴奋,便产生相应的颜视觉.如果三种细胞都兴奋,便会产生白的视觉.如
果三种细胞都不兴奋,便会产生黑的视觉.
人视觉的锥状细胞分别对红、绿、蓝三光最敏感.是因为只有这三种做为原(基),才能合成自然界存在的几乎所有颜,视觉才能符合客观世界万紫千红的实际,这也许是人类长期进化的结果.
任意两种光只要它们给人眼的三种锥状细胞的刺激总体效果相同,人就会感到两种光的亮度和颜相同,而不管这两种光的光谱组成是否相同.也就是说.颜视觉相同的光,其光谱也可以相同,我们把这种情况叫做“同同谱”;其光谱可以不相同,我们把这种情况叫做“同异谱”.关于这点在下面三原的混合中可以得到证实.
2.视觉的时间和空间混效应
我们知道,人眼有视觉暂留现象.因此,当两种不同的光间隔时间很短,先后对视网膜刺激,视网膜就分不出刺激的先后,只能产生一个总体的刺激知觉,这便是视觉的时间混效应.快速转动的七光盘的光混合就是利用了视觉的这一特性.
我们还知道,人眼具有一定限度的分辨本领,因此,当两束不同的光同时对视网膜极小
的范围刺激后,视网膜在某一极小范围就无法分辨两种刺激,只能产生总体的刺激知觉,这便是视觉的空间混效应.彩电视就是利用了视觉的这一特性.
在彩电视机荧屏上,规则地密集排列着许多能发出红、绿、蓝光的荧光粉粒.代表红、绿、蓝的三束电子束按画面的要求分别激发红、绿、蓝荧光粉粒,在荧光屏上产生一系列的红、绿、蓝发光点,它们同时刺激视网膜上的三种锥状细胞.由于视觉无法分辨出三刺激点,于是便在视觉上合成出总体的彩图像来.
二、颜混合的规律
我们用“颜环”来研究颜混合的规律性.若把饱和度最高的光谱(连续光谱中所有颜)和非光谱的品红依次围成一个圆环,便构成图1的颜环.每一种颜在圆环上或圆环内占有一定位置,白位于圆心处.颜越不饱和,其位置越接近圆心处.
要推测两种颜的混合,可以把两种颜看成两个物体,根据两物体的质量大小,求其质心的原理来确定混合的颜.混合的颜靠近质量大的物体所代表的颜.例如,纯红与纯黄相混合可得出两连线上的各种颜.
由此可总结出如下规律:
1.因为凡是两种颜相混合产生白的我们称做互补,因此颜环任意直径两端的任何两种颜都是互补(简称补).由图1可知,红和青(蓝绿)、绿和品红(浅红)、蓝和黄互为补.因为红和绿混合可得黄,所以红、绿、蓝三相混也可得白.由于红、绿、蓝三光的能量比例不同,可以混合成自然界中几乎所有颜的光,故把红、绿、蓝三称做光三原.由于光的混合遵从加法原则,因而又将光三原称做加法三原.
2.由图1还可知,把红、绿、蓝三种光两两相混合,可得出两光间过渡的三光:
红光+绿光=黄光
绿光+蓝光=青光(蓝绿光)
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红光+蓝光=品红光(属非光谱、浅红光)
3.由图1还可知,后三种黄、青、品红光可以分别由白光中分别吸收(或减去)蓝、红
、绿光而得到.因此,黄又称“减蓝”,青又称“减红”,品红又称“减绿”.通常又把黄、青、品红三称为减法三原.由于颜料的混合遵从减法原则,所以又将减法三原称为颜料三原.
有了三原及互补的概念,我们可把颜环简化为图
三、三原的混合
由于利用光三原的加法混合可得到所有光,利用颜料三原的减法混合可得到所有颜的颜料,因此,我们只需研究三原的混合原理.
1.光三原的加法混合
把等能量的红、绿、蓝三光混合,就可以得到白光,这与具有连续光谱的白光是属同异谱的情况.若把红、绿、蓝三光按不同的能量比例混合,就可得到各种颜的光,就会使人眼产生各种颜的视觉.彩电视画面颜的合成便是这种情况.各种不同原光的混合可表示为:
红光+绿光=黄光
绿光+蓝光=青光
蓝光+红光=品红光
红光+绿光+蓝光=白光
其混合原理可用图3表示.
2.颜料三原的减法混合
颜料三原的减法混合,可通过滤片吸收白光中的互补来实现.让白光通过黄滤片,把黄的互补蓝光吸收,只让白光中的黄光通过,人眼就产生黄的视觉.表示为:白光(黄光+蓝光)-蓝光=黄光同理,白光通过青滤片后成青光.表示为:白光(青光+红光)-红光=青光同理,白光通过品红滤片后成品红光.表示为:白光(品红光+绿光)-绿光=品红光
如果让白光通过重叠的两种原的滤片,则将被吸收掉对应的两种互补光,只让剩余的另一种互补光透过.如青、品红两滤片重叠就只能透过蓝光.表示为:
白光(红光+绿光+蓝光)-红光(青滤片)-绿光(蓝滤片)=蓝光
如果让白光通过重叠的三种原的滤片,则将被吸收掉所有的三种互补,无光透过,于是显黑.表示为:
白光(红光+绿光+蓝光)-红光(青滤片)-绿光(蓝滤片)-蓝光(黄滤片)=0(黑)
上述混合原理可用图4表示.
现在我们来看看减法三原混合的应用.
绘画、彩印、油漆、摄影等用到的就是减法混合.我们知道,颜料本身不发光,颜料的颜是它把入射白光中的该种颜料颜成分的光反射或透射出去,而把其它成分的光,尤其是该种颜料颜的补光吸收掉的结果.
颜料是颜料的透明微粒均匀地与无透明的溶质液体的混合物,这些颜料透明的小微粒就起到一个小滤片的作用.
当绘画或油漆时,在基片表面涂上一种颜料的薄膜后,白光穿过颜料层,经过颜料的第一次吸收,如果基片透明,则经第一次吸收后透过基片的光的颜,便为透明体的颜.滤片和彩灯泡就属这种情况.如果基片不透明,基片将把第一次吸收后的光反射,再穿过颜料,又一次经过颜料层的吸收,最后只有与颜料同颜的光被反射,这便是不透明体表面的颜.这相当于减混合法中只含有一种滤片的情况.小不点奇迹
当两种颜料混合后,只有既不被第一种颜料吸收,又不被第二种颜料吸收的光,才能被透射或反射,所以该透明体或不透明体的颜也就是这种不被吸收的光的颜了.这就相当于减混合法中含有两种滤片重叠的情况.
显然,当多种颜料混合后,所有的光都被吸收掉,则不管基片透明与否,均显黑.
综上所述,物体表面的颜即表面颜料的颜是遵从减法三原混合原理的,这也就是减法三原又称做颜料三原的原因;光(光源发出的光)的混合遵从加法三原混合原理,这也就是加法三原又称做光三原的原因.或者说,光源发出的光直接混合时,遵从加法混合原则;反射光的混合遵从减法混合原则.因此,旋转的七盘是光的加法混合,所以显白;而七种颜料的混合是颜料的减法混合,所以显黑
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最后还需要指出的是,减法混合中,青和品红两种颜通常人们给了错误的命名.因为“青”是偏蓝的蓝绿,所以错误地说成“青”为“蓝”;又因“品红”是“浅红”,所以错误地说“品红”为“红”.因此,有人说颜料三原为“红、黄、蓝”三,显然,这是来源于上述不科学的错误命名.

本文发布于:2024-09-22 07:04:07,感谢您对本站的认可!

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