二、颜色视觉
人的眼睛是产生色觉的要素之一,从物体反射的光线进入眼睛并聚焦到视网膜,这种光线的刺激是视觉感受的开端,没有视觉或存在视觉缺陷的人是无法正常感知光和色的。人之所以能够感知到光线并产生形状与色彩的反应,是因为眼睛的视觉作用才产生的。
1.眼睛的光学系统
人眼的构造和照相机的构造一样,分为眼帘(镜头盖)、虹膜、瞳孔(光圈)、角膜、晶状体(透镜)、视网膜(底片)、视觉神经细胞底层(包括锥体细胞、杆体细胞,即等于底片上的感光药膜)等,如图1-3所示。当眼睛注视外界物体时,由物体发出的光线通过角膜、房水、晶状体及玻璃体折射,聚集成像于人眼感光记录系统——视网膜上,形成一个清晰的影像。
图1-3 人眼的结构
2.视觉的两重功能
人眼视网膜上主要含有锥体及杆体两种感光细胞,这两种视觉细胞分别执行着不同的视觉功能,其中锥体细胞是能分辨颜色和物体的细节,执行颜色视觉功能;而杆体细胞只在较暗条件下起作用,且不能分辨颜色和细节。根据这些事实,1912年,冯·凯斯(J. Von Kries)提出了视觉两重功能学说。他认为,视觉有两重功能:一重是视网膜中央的“锥体细胞视觉”,又称“明视觉”;另一重是视网膜边缘的“杆体细胞视觉”,又称“暗视觉”。
这一学说由生理研究得到证明:大多数昼视动物能够分辨颜色,而夜视动物一般只能区分明暗,不能分辨颜色。研究发现,这些夜视动物的视网膜上只有杆体细胞,而没有锥体细胞。而这些昼视动物视网膜中只有锥体细胞,而无杆体细胞。
3.颜色视觉现象
人的视觉在感受外部色彩信息的过程中,除接受信息外,还会给予一定的生理机能反应与调节,从而引起了一些特殊的色彩视觉现象。了解这些颜色视觉现象,对于我们正确的认识色彩、利用色彩,特别是有效地创作色彩具有重要的意义。
(1)亮度适应
在日常生活中,我们经常可以碰到这样的现象:当你从亮处走进暗室时(如迟到闯入电影院),开始什么也看不清,经过一段时间后,又逐步开始恢复清晰的视觉,这种现象称为暗适应;反之,当我们从暗处走向亮处时(如电影院散场以后走出门外),在最初的一瞬间也会感到耀眼发眩,什么都看不清,但经过几秒钟后,视觉又恢复正常,这种现象称为明适应。
眼睛在暗适应过程中,瞳孔直径扩大,使进入眼球的光线增加10~20倍,视网膜上的视杆细胞的感受性迅速兴奋,视敏度不断提高,从而获得清晰的视觉,完成视觉暗适应的过程大约需要40min。明适应是视网膜在光刺激由弱到强的过程中,视锥细胞和视杆细胞的功能需要迅速转换,适应时间比暗适应短得多,大约只需要1min。
(2)颜色适应
一个刚戴上有色眼镜的人,观察外界景物时,总是带有镜片的颜色。但过一段时间后,外界景物又渐渐恢复其本来颜色。这就是颜色适应的结果。
(3)颜色对比
颜色对比分同时颜色对比和连续颜色对比。
所谓同时颜色对比,就是同时看到两种颜色所产生的对比现象。在产生对比时,两色彩的对应各属性间都分别出现相互在相反倾向上加强刺激强度的现象。也就是说当两者色相相异时放在一起,使每一颜色的色调向另一颜色的补色方向变化。如果对比的两颜色是互补色,则彼此加强饱和度,使对比变得极为强烈,如红和绿放在一起,红的更红,绿的更绿;明度不同的色彩放在一起,则明者更明,暗者更暗,如黑和白放在一起,黑的更黑,白的更白,这种现象属于色彩的同时对比。图1-4就是几种颜色间的同时对比现象。
图1-4 颜色同时对比
仔细思考:你身边常见包装盒的设计中是否有利用到颜色的同时对比效果?
颜色的连续对比现象又称为先后对比,即先看某种颜色,然后又看到第二种颜色时所产生的对比现象。连续对比现象与同时对比现象都是视觉生理条件的作用所造成的,它们出于一个原因,但发生在不同的时间条件。同时对比主要指的是同一时间下颜色的对比效果,连续对比指的是不同时间的条件下,或者说在时间运动的过程中,不同颜色刺激之间的对比。如:当我们长久地注视一块红颜色,再看周围的东西就觉得发绿;当我们在暖色光的环境适应后,突然来到正常光线下,会觉得颜色发冷。
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图1-5 颜色先后对比现象
(4)颜色恒定
我们知道,在不同照射光下的物体,其呈现出的颜色不同,但在实际生活中,即使照射的光发生了变化,对一些经常看到的物体,人们很少能感受到物体颜色的变化。如天空的蓝、雪花的白、树叶的绿等。这种当照明或观察条件变化时,人们对物体颜色感觉保持相对稳定的现象称为颜色恒定。
(5)色觉缺陷
绝大多数人都具有健全的视觉器官,即都能准确地辨认各种色彩,但也有少数人,由于视网膜或视神经的缺陷而不能正常辨别色彩。这种人的视觉即存在色觉缺陷,也称异常色觉者。一般分为色弱和色盲两种。最常见的色盲是红绿色盲,即只能看到黄色和蓝色,而不能辨别红色、绿色。色弱者则是对某些色彩的颜色能力较差。
值得注意的是,有色觉缺陷的人不宜从事与色彩打交道的工作,如交通运输、化工、印染、美术等。彩色印刷的任务之一是精确复制各种色彩,因此要求印刷工作者应具有较高的辨色能力,异常色觉者不适宜从事这项工作。