三原色是指本身具有獨(dú)立性,三原色中的任何一種顏色都不可以由其他兩種顏色混合而成,但是其他的顏色可以用三原色按照不同的比例混合產(chǎn)生。三原色的確定可以從光的物理特性和人眼的視覺(jué)生理特性考慮。
由牛頓的色散實(shí)驗(yàn)可知:白光通過(guò)汽棱鏡后會(huì)分解成紅(R)、橙(0)、黃(Y)、綠(G)、青(C),藍(lán)(B)、紫(P)七種單色光,這七種單色光不能夠再分解,但是它們能夠重新再組合成白光。但是,對(duì)色散后得到的鮮艷清晰的可見(jiàn)光譜仔細(xì)審視,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)各單色光所占的波長(zhǎng)范圍的寬度是不同的,比較突出的是紅光、綠光、藍(lán)光,這三種并不相鄰的單色光所占的區(qū)域較寬,而其余橙、黃、青、紫等單色光所占的區(qū)域較窄。如果適當(dāng)?shù)卣{(diào)整棱鏡的折射角度還會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)色散不太充分時(shí),屏幕上最醒目的光就是紅光、綠光和藍(lán)光,其余的幾種單色光兒平會(huì)消失,此時(shí)這三種明顯的單色光所對(duì)應(yīng)的光譜范圍是:紅光:600~700mm;綠光:500~570mm;藍(lán)光:400~470mm。
從光的物理刺激角度出發(fā),人們首先選定了以上三種在光譜中波長(zhǎng)范圍最寬、最鮮明、最突出的單色光——紅光、綠光和藍(lán)光。
從能量的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,色光混合是亮度的疊加,混合后的色光必然要亮于混合前的各個(gè)色光,只有明亮度低的色光作為原色才能混合出數(shù)目比較多的色彩,否則,用明亮度高的色光作為原色,其相加則更亮,這樣就永遠(yuǎn)不能混合出那些明亮度低的色光。同時(shí),三原色應(yīng)具有獨(dú)立性,三原色不能集中在可見(jiàn)光光譜的某一段區(qū)域內(nèi),否則,不僅不能混合出其他區(qū)域的色光,而且所選的原色也可能由其他兩色混合得到,失去其獨(dú)立性,而不是真正的原色。
從人眼的視覺(jué)生理特性來(lái)看,人眼的視網(wǎng)膜上有三種感色錐體細(xì)胞—感紅細(xì)胞、感綠細(xì)胞、感藍(lán)細(xì)胞,這三種細(xì)胞分別對(duì)紅光、綠光、藍(lán)光敏感。當(dāng)其中一種感色細(xì)胞受到較強(qiáng)的刺激,就會(huì)引起該感色細(xì)胞的興奮,則產(chǎn)生該色彩的感覺(jué)。人眼的三種感色細(xì)胞,具有合色的能力。當(dāng)一復(fù)色光如黃光刺激人眼時(shí),它能夠使人眼中的感綠細(xì)胞和感紅細(xì)胞同時(shí)興奮,從而使人產(chǎn)生黃的感覺(jué)。如果是白光進(jìn)行刺激,則感紅細(xì)胞、感綠細(xì)胞、感藍(lán)細(xì)胞產(chǎn)生相同程度的興奮,從而產(chǎn)生白色的感覺(jué)。當(dāng)三種感受細(xì)胞接受了不同比例的刺激后,就產(chǎn)生了不等的興奮,就形成了相應(yīng)的顏色感覺(jué)。由此可見(jiàn),從人的視覺(jué)生理角度看,能夠分別引起人眼感紅細(xì)胞、感綠細(xì)胞、感藍(lán)細(xì)胞二種感受細(xì)胞興奮的單色光—紅光、藍(lán)光和綠光應(yīng)該作為色光中的基本單色光。
綜上所述,我們可以確定:色光中存在三種最基本的色光,它們的顏色分別為紅光、綠光和藍(lán)光。這三種色光既是白光分解后得到的主要色光,又是混合色光的主要成分,并且能與人眼視網(wǎng)膜細(xì)胞的光譜響應(yīng)區(qū)間相匹配,符合人眼的視覺(jué)生理效應(yīng)。這三種色光以不同比例混合,兒乎可以得到自然界中的一切色光,混合色域最大;而且這三種色光具有獨(dú)立性,其中一種原色光不能由另外的原色光混合而成,由此,我們稱(chēng)紅光、綠光、藍(lán)光為色光三原色為了統(tǒng)一認(rèn)識(shí),1931年CIE規(guī)定r毛原色的波長(zhǎng)R=700.0nm, G=546.1nm, B=435.8nm。在色彩學(xué)研究可,為了便于定性分析,常將白光看成是由紅、綠、藍(lán)三原色光等量相加而合成的。
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