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人眼色视觉基础是怎样的?颜色是怎么形成的?

颜色的实质是可见光谱的辐射能量对人眼睛的刺激所引起的色知觉。人们对物体产生某种光的感觉,一方面取决于光对眼睛的物理刺激,另一方面取决于眼睛的视觉特性。那么,人眼色视觉基础是怎样的?颜色是怎么形成的?本文为大家做了介绍,对颜色的形成知识感兴趣的朋友不妨了解一下!

颜色的产生过程

人眼的视觉基础:

人眼的视网膜由感光细胞覆盖(如下图所示),类似于CCD芯片上的感受基(象素)。

人眼结构图

视网膜由锥体细胞和杆体细胞两种感光细胞组成。杆体细胞主要是在黑暗的条件下起作用,同时还负责察觉物体的运动;锥体细胞提供了在较高的光学量度下的彩色视觉。锥体细胞有α、β、γ三种形式,每一种锥体细胞对不同光谱的敏感性也是不同的,三种锥体细胞对光谱的敏感峰值分别是430nm、540nm和570nm(如下图所示)。这三个峰值段正对应着光谱中的红(R)、绿(G)、蓝(B)区域。

人眼视锥细胞光谱敏感曲线

不同波长的光引起人眼的感受程度是不同的,而且即使功率相同但波长不同的单色光,人眼感受到的明亮程度也是不同的,在明视觉条件下,人眼对于红光以及蓝光和紫光的感受性很低,对黄绿光最敏感;在暗视觉条件下,杆体细胞则对光谱的蓝绿部分最为敏感。


颜色的形成过程:

颜色的本质早在17世纪牛顿时代就发现了,颜色是人眼对不同频率电磁波的一种感知形式。这种感知是一个复杂过程,它有一系列要素。首先,感知颜色要有一个发光光源。光源的光通过反射或透射到人的眼睛,被人眼引起神经信号,然后人脑对此信号解释为一种或多种颜色。

颜色视觉过程可以分成以下三个阶段:

第一阶段,视网膜有三种独立的锥体感色物质,它们有选择地吸收光谱不同波长的辐射,同时每一物质又可单独产生白和黑的反应。在强光作用下产生白的反应,无外界刺激时是黑的反应。

第二阶段,在神经兴奋由锥体感受器向视觉中枢的传导过程中,这三种反应又重新组合,最后形成三对对立性的神经反应,即红或绿、黄或蓝、白或黑反应(如下图所示)。

颜色视觉机制示意图

颜色视觉的机制很可能在视网膜感受器水平是三色的,符合杨-赫姆霍尔兹的学说,而在视网膜感受器以上的视觉传导通路水平则是四色的,符合赫林的学说。

第三阶段,颜色视觉机制的最后阶段发生在大脑皮层的视觉中枢,在这里产生各种颜色视觉。

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