什么是色彩?

可见光是波长在 400nm 至 700nm 之间的电磁波,而色彩是可见光在视网膜上形成的知觉结果。其物理功率(即辐射)体现为光谱功率分布(SPD),常划分为 31 个成分,每个成分表示一个 10nm 长的波段。

人类视网膜上有三种色彩感光锥细胞,每种细胞感应不同频谱的辐射。视网膜上还有第四种感光细胞,竿细胞。竿细胞仅在极低光环境(俗称夜视)下才发挥作用,尽管很重要,但在图像再现中并无作用。

正因为人类恰好有三种色彩感光器,所以三个成分刚好可以用来描述一种色彩,前提是使用适当的频谱加权函数。这是比色法这门学科的关注点。在 1931 年,国际照明委员会(CIE)定义了一组 “标准观察者曲线”,这组曲线展示了光谱功率分布是如何被转换为一个由三个数字指定的色彩的。

这套 CIE 的系统立即应用到了世界上几乎所有自发光源和显示器上。然而对于摄影作品、打印物和油画等,其色彩由反射产生,不仅仅依赖本身的着色剂,也依赖环境光。如果一个事物的色彩强依赖于光源的光谱,那么将要诉诸于光谱匹配。

艾萨克 · 牛顿爵士说过,“事实上,色彩不是正确表达光线的方式”。光谱功率分布存在于真实世界中,而色彩仅存在于我们的眼睛和大脑里。