【正文】 2022/6/3 1 第二章第五節(jié) 顏色視覺(jué)形成的理論 關(guān)于顏色視覺(jué)的形成理論有多種說(shuō)法，但比較有影響的是揚(yáng) — 赫姆霍爾茲的 三色學(xué)說(shuō) （ ThreeComponent Theory） 和赫林的 對(duì)立學(xué)說(shuō) 。前者建立在顏色混合的物理學(xué)規(guī)律之上，后者是由視覺(jué)現(xiàn)象總結(jié)出的規(guī)律。這兩種學(xué)說(shuō)都能夠解釋大量的顏色視覺(jué)現(xiàn)象，但也都存在著不足。因此，在這兩種學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了一種相對(duì)完善的理論，叫 階段學(xué)說(shuō) 。 2022/6/3 2 ?一、 三色學(xué)說(shuō) （ Threeponent or Trichromatic Theory） ?1802年，英國(guó)的醫(yī)學(xué)及物理學(xué)家 托馬斯 ?揚(yáng)（ ） 提出，雖然人眼能分辨出自然界中的所有可見(jiàn)光，但是，人的視網(wǎng)膜上不可能有那么多的視神經(jīng)種類(lèi)。他認(rèn)為，人的視網(wǎng)膜上只有三種視覺(jué)神經(jīng)纖維，分別是感紅神經(jīng)纖維、感綠神經(jīng)纖維、感藍(lán)神經(jīng)纖維三種基本視覺(jué)纖維。 2022/6/3 3 當(dāng)光刺激人的視覺(jué)器官時(shí)，感紅、感綠、感藍(lán)纖維對(duì)不同波長(zhǎng)光的感受是不相同的，長(zhǎng)波光對(duì)感紅神經(jīng)纖維的刺激最強(qiáng)烈，中間波長(zhǎng)的光對(duì)感綠神經(jīng)纖維的作用顯著，短波長(zhǎng)的光最能引起感藍(lán)神經(jīng)纖維的強(qiáng)烈興奮。紅光刺激人眼時(shí)，視網(wǎng)膜上的感紅神經(jīng)興奮，因而產(chǎn)生紅色的感覺(jué)。 后來(lái)，德國(guó)的生理、物理學(xué)家 赫爾曼 ?赫姆霍爾茲（ H. Helmholtz） 對(duì)托馬斯 ?揚(yáng)的學(xué)說(shuō)進(jìn)行了補(bǔ)充。他認(rèn)為，視網(wǎng)膜上存在三種三類(lèi)不同的細(xì)胞，它們?cè)诠獾拇碳は庐a(chǎn)生興奮，并分別將這種興奮值轉(zhuǎn)換成各自視神經(jīng)所固有的特殊能量傳送到大腦，在大腦中分別形成紅感覺(jué)、綠感覺(jué)、和藍(lán)色感覺(jué)后，最終融合成綜合的完整的色覺(jué)。 2022/6/3 4 這三類(lèi)細(xì)胞分別為感紅細(xì)胞、感綠細(xì)胞、感藍(lán)細(xì)胞，三種神經(jīng)分別為感紅神經(jīng)、感綠神經(jīng)、感藍(lán)神經(jīng)。他們分別形成三組平行結(jié)構(gòu)的色覺(jué)通道，其模型見(jiàn)圖212所示。視網(wǎng)膜上的三種感色神經(jīng)對(duì)所有的可見(jiàn)光均敏感，只是感紅神經(jīng)、感綠神經(jīng)、感藍(lán)神經(jīng)分別對(duì)光譜中的紅色光、綠色光和藍(lán)色光最敏感而已。當(dāng)綠光刺激人眼時(shí)，感紅和感藍(lán)神經(jīng)同樣興奮，只是沒(méi)有感綠神經(jīng)興奮度強(qiáng)烈，所以引起綠色的感覺(jué)。 2022/6/3 5 ?白光作用于人眼時(shí)，三種神經(jīng)興奮的程度一樣，則產(chǎn)生白色的感覺(jué)。如果是一種混合色，則它是三種神經(jīng)按不同比例興奮的結(jié)果。如“紅”和“綠”神經(jīng)纖維興奮，則會(huì)引起黃色的感覺(jué)?！熬G”和“藍(lán)”神經(jīng)纖維興奮，會(huì)引起青色的感覺(jué)。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，赫姆霍爾茲作了一個(gè)圖解，如圖 213所示， 對(duì)任一波長(zhǎng)，感紅、感綠、感藍(lán)神經(jīng)纖維都有一定的興奮程度，只不過(guò)各纖維各自的最大興奮點(diǎn)有所不同。這就是有名的三色學(xué)說(shuō)。 2022/6/3 6 圖 212 赫姆霍爾茲平行構(gòu)造色覺(jué)三色模型 2022/6/3 7 圖 213 三色學(xué)說(shuō)的神經(jīng)纖維興奮曲線 2022/6/3 8 ? 赫姆霍爾茲所提出的在視網(wǎng)膜上存在三類(lèi)感色細(xì)胞的設(shè)想，早已為現(xiàn)代解剖學(xué)的發(fā)現(xiàn)所證實(shí)，這就是前面所說(shuō)的視錐細(xì)胞（包括在明視時(shí)起作用的紅視錐細(xì)胞、 綠視錐細(xì)胞與 藍(lán)視錐細(xì)胞）。經(jīng)過(guò)在 20世紀(jì)中成熟起來(lái)的現(xiàn)代色彩學(xué)的精確推演，三類(lèi)感光元在可見(jiàn)光波段中的三刺激值曲線應(yīng)如圖 214所示。 ? 理想的自然白光在理論上由紅、綠、藍(lán)三種色光構(gòu)成，三種色光的比例為 1： 1： 1，人工光源所發(fā)出的光，可以通過(guò)紅、綠、藍(lán)三種單色光按不同比例混合匹配產(chǎn)生。這種 用來(lái)匹配某一特定光源所需要的紅、綠、藍(lán)三原色的量叫做該光源三刺激值。 之所以有些光源偏黃、偏暖，有些光源偏冷、偏青、就是因?yàn)楣庠吹娜碳ぶ捣峙洳痪斐傻摹? 2022/6/3 9 ? 圖 214 現(xiàn)代光譜基本感覺(jué)曲線 2022/6/3 10 ?三色學(xué)說(shuō)能夠充分地 解釋顏色混合的現(xiàn)象 。這在上面的內(nèi)容中已有說(shuō)明。 ?同時(shí)，三色學(xué)說(shuō)也可很好地 解釋負(fù)后像現(xiàn)象 。當(dāng)眼睛注視綠色一段時(shí)間，則感綠纖維被激活并一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)眼睛轉(zhuǎn)而去看一個(gè)灰背景時(shí)，感綠纖維已經(jīng)疲勞不能現(xiàn)發(fā)生反應(yīng)了，而感紅和感藍(lán)纖維仍能對(duì)白光中的紅光和藍(lán)光起反應(yīng)，所以得到一個(gè)品紅色的影像，我們稱之為 負(fù)后像 。 2022/6/3 11 ?三色學(xué)說(shuō)也可以 解釋顏色對(duì)比效應(yīng) 。人在觀察物體時(shí)并不是一直注視某一點(diǎn)不動(dòng)，而是視線不斷地在附近轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去。當(dāng)觀察一個(gè)藍(lán)、白相間的鄰近區(qū)域時(shí)，感藍(lán)視覺(jué)神經(jīng)更為疲勞，從而降低藍(lán)色的靈敏度，送出的信息中藍(lán)色成分少，而在白色區(qū)域就看到藍(lán)色的補(bǔ)色黃色。 2022/6/3 12 ?三色學(xué)說(shuō)也有不足之處，就是它不能滿意地解釋色盲現(xiàn)象。 對(duì)于色盲現(xiàn)象，三色學(xué)說(shuō)認(rèn)為是因?yàn)槿说囊曈X(jué)器官缺少一種感色纖維而造成單色盲，同時(shí)缺少三種感色纖維而造成全色盲。如果按照這種說(shuō)法，應(yīng)該有三種色盲，分別是紅色盲、綠色盲和藍(lán)色盲，并且它們可以單獨(dú)存在，但是事實(shí)是，幾乎所有的紅色盲同時(shí)也是綠色盲，也就是常說(shuō)的紅綠色盲。 2022/6/3 13 其次，三色學(xué)說(shuō)認(rèn)為，只有三種感色神經(jīng)同時(shí)興奮時(shí)，才能產(chǎn)生白色的灰色感覺(jué)，而色盲者既然缺乏一種或三種神經(jīng)，他們是不可能有白色的感覺(jué)的，而事實(shí)上色盲者是能看到白色的。這顯然與事實(shí)是矛盾的。 第三，按照三色學(xué)說(shuō)，紅綠色盲是因?yàn)闆](méi)有感紅和感綠神經(jīng)纖維，所以由這兩種神經(jīng)產(chǎn)生的黃色的感覺(jué)也應(yīng)是不存在的，可是，紅綠色盲者對(duì)黃色的感覺(jué)卻是正常的。 2022/6/3 14 ?二、 對(duì)立學(xué)說(shuō) （ Opponentcolors Theory） ?赫林（ ） 的 對(duì)立顏色學(xué)說(shuō) 也叫做 四色學(xué)說(shuō) 。在 1878年時(shí)，德國(guó)的生理學(xué)家 Ewald， 根據(jù)精神物理學(xué)的研究觀察發(fā)現(xiàn)，紅 — 綠、黃 — 藍(lán)、黑 — 白總是呈現(xiàn)對(duì)立關(guān)系的色彩現(xiàn)象，也說(shuō)是說(shuō)紅和綠、黃和藍(lán)、黑和白不可能同時(shí)存在于任何的色彩感覺(jué)當(dāng)中。所以 Hering提出了“對(duì)立色理論”學(xué)說(shuō)（ Opponent Colors Theory或 Opponent Process Theory). 2022/6/3 15 他是假設(shè)在視覺(jué)機(jī)構(gòu)中的感光細(xì)胞存在有上述三種對(duì)立視素，即紅 — 綠視素、黃 —藍(lán)視素、黑 — 白視素，這三種視素的代謝作用包括 建設(shè)（同化）和破壞（異化） 兩