TO songame81：
    不一定是蓝光,要看你这个系统是什么品牌.

To simle.li
  系统为欧姆龙的F160,CCD感光，检测物体为金属表面缺陷（应该属于不锈钢产品），试验感觉下来相比白光，那蓝光的效果更好一些，但是还是无法满足要求。像求知个中原因，考虑是否有其他选择。

表面是什么缺陷?是刮花?还是表面粘污?产品本身的颜色与缺陷颜色有没有不同?这些都要清楚?否则很难解决.

to simle.li
表面缺陷有：1，划痕，细微不是很明显 2，表面污染物的情况极少出现 3，凹坑，较小的就是点状的，还有较大的凹坑，凹坑产生的坡度较小，面积较大，打一定角度的光线观察较明显，但是这里有个问题是被检测物体可以360度旋转，测量时位置不确定，所以选择环行灯。
主要想了解除了照射角度，光源行状等条件以外。是否可以从光源的颜色来做相关考虑，希望能提供不同颜色光源对测量效果影响的资料。

 TO songame81 小知识>
灯泡中的灯丝向四面八方发光，其中有一部分射到球体表面，被球体表面反射的光是向哪个方向视表面性质而定，如果是光学表面将产生定向反射，即依反射定律可以确定反射光的方向，这些光不一定能进入人眼；但一般而言该表面不是十分光滑，产生漫反射，即反射光也是向各个方向的。其中有一部分进入人眼，即楼主所说的右眼，于是看到了球。但要注意人眼的观察距离是有一定范围的，即从某最近点到最远点。正常眼能看清无穷远的物体，也就是使平行入射的光会聚于视网膜上。近视眼就是能看清的最远点不在无穷远。如果这个球在眼睛能看清的最近点到最远点之间的某个位置，那么眼睛通过自动调节可以看清；但如果该球的位置超出了这个范围，例如比最近点还要近，那么即使有再多的光进入人眼也是看不清的。您可以试着把一个物体移近眼睛，近到一定程度后就看不清了。只要在这个范围内，并不需要有多少束光，因为人眼的瞳孔是很小的，大部分光不能进入瞳孔，这些光是不能引起视网膜上感光细胞感应的，也就是不能使人眼看到球体。只有进入瞳孔的那束光才是让人眼看到球体的。当然，感光细胞感应需要一定的能量，如果这束进入瞳孔的光很弱，携带的能量不足以使细胞感应，眼睛就不能看到球体。 
以上道理对于人眼观察其他物体都是一样的。例如某人穿红色衣服，那是由于这件衣服将红光反射进入我们的眼睛，而将其他光谱吸收，我们看到的就是红色。

物体颜色的研究
江苏省泰州职教中心校02综合⑤班 严秀娟、魏璇玑、窦华勤、潘小亚、梅慧
指导教师：马永祥
[摘要] 运用光的色散、干涉等原理，通过一些实验，研究物体颜色之谜、彩虹
合成白色、在彩色光线下观察事物、比黑还黑、天空为什么是蓝的、肥皂
膜上的彩色等现象。
[关键词] 物体  颜色  研究

[正文]
    我们生活在五光十色的大自然中，随时都在欣赏着各种颜色。那绿绿的树、青青的山、万紫千红的鲜花、蔚蓝色的天空和金黄色的太阳，都能给人以美的享受。但是，你想过吗？这些绚丽的颜色是哪里来的呢？
    远古时代，人类就不断地看到雨后的彩虹，并且流传着无数关于彩虹的神话。可是，在很长的历史时期中，大家都弄不清楚彩虹中为什么有这样艳夺目的颜色。
    很早以前，人们已经学会把金刚石、水晶等宝石磨制成带有各种棱角的装饰品。在光的照耀下，它们闪耀着虹一样的色彩，这美丽的颜色，又是从哪里来的呢？古往今来，这些问题吸引了许多科学家，他们进行了无数次观察，花费了许多时间去思考，并且提出了各种学说。但是在十七世纪六十年代以前，问题始终没有得到满意的答案。

    一、物体颜色之谜

    在众多的科学家之中，是谁最早揭开颜色之谜的呢？就是著名的英国科学家牛顿。这是他对物理学的又一个重大贡献。
    牛顿在他的著作《关于光和色的新理论》中这样写道：“我在一六六六年初，做了一个三角形的玻璃棱镜，利用它研究色的现象。为了这个目的，我把房间弄成漆黑的，在窗户上做一个小孔，让适量的日光射进来，我又把棱镜放在光的入口处，使光能够折射到对面的墙上去。当我第一次看见由此而产生的鲜明而强烈的颜色，我感到极大的愉快。”
    我们做过这样一个有趣的实验：阳光通过棱镜以后，就被分解成美丽的彩带，好象谁把天上的彩虹截了一段挂在墙上一样。每个人都会被那鲜艳、浓烈而又纯正的颜色所吸引。原来，世界上各种颜色早已包括在日光中了。正是这个缘故，牛顿把彩虹称为“日光的幻影”。
    地球上每一种颜色都和阳光分不开。各种颜色的光从太阳上发出来的时候是混在一起的，所以长期以来，人们被阳光白色的外表所欺骗，直到牛顿的时代，才揭穿了阳光的秘密。
    棱镜为什么能把阳光分成七色呢？
    原来，不同颜色的光，它们的波长是不同的。什么是波长呢？可以用水波做例子来说明，水面激起的波浪总是一个紧接着一个的。波浪的最高点叫波峰，最低点叫波谷，两个紧挨着的波峰（或波谷）之间的距离就是一个波长。水中形成的波纹，它的波长可能只有几个厘米。光波的波长要比水波的波长短得多，例如一万四千个红光的波长连在一起才够一厘米长。光的波长虽然很短，肉眼看不出来，但是科学家用了一些巧妙的方法，还是测出了它们的数值。
    在眼睛看得见的光谱中，红光的波长最长，紫光的波长最短。在红光和紫光之间还有橙、黄、绿、蓝、靛这几种色光。
    不同颜色的光在真空中的传播速度是一样的，但是当它们进入透明物质以后，跑得就不一样快了，紫光跑得最慢，红光最快，其它颜色光的速度，介于红和紫之间。
    通过折射现象的研究，我们已经知道，光从空气进入某一种物质的时候，被折射的程度和它在这种物质中前进的速度有关。速度越慢，被折射得越厉害。七色光进入玻璃以后，其中，紫光的速度最慢，偏折得最厉害，因此，紫光就位于光谱的下端；红光的速度最快，偏折得也就比较少，因此，红光位于光谱的上端。橙、黄、绿、蓝、靛等色光，按波长的长短，依次排列在红光和紫光之间。棱镜就是这样把白光分解成七色光谱的。

    二、彩虹合成白色

    牛顿的这个发现看来很简单，但是在十七世纪却是一个惊人的发现。一六六六年，牛顿用三棱镜分析阳光的时候，他只有二十四岁。几年后，当这位年轻的科学家以激动的心情在英国皇家学会的科学讨论会上公布这个重大发现的时候，他并没有受到普遍的重视和赞赏，甚至还遭到激烈的反对。
    人们当时理解不了牛顿的精辟见解——最常见的光是一种成分复杂的光，而色彩鲜艳的光却是简单的。牛顿为了说服大家，又做了许多次把七色光合成白光的实验。下面我们用实验来证明，有颜色的光确实可以合成白光。
    把一个焦距大约为十厘米的放大镜，放在水棱镜和白色硬纸片中间，由水棱
镜分解出来的形成光谱的光线通过透镜以后，能在纸上会聚成一个长方形的像。

    放大镜把七色                 光又聚合成白光


    这是包镜子用的铝箔纸上长方形孔的像（如果不够清晰，可以前后移动这面放大镜，使像清晰起来）。你一定会发现那是一个白色的像，完全没有颜色。
如果用一把尺的窄面把射向放大镜的七色光，在途中挡住一部分，纸片上就立即全呈现出一种料想不到的颜色。例如，挡住红光，白纸片上就呈现出蓝绿色。这是因为白光中缺少了一种色光，就再也合不成白光。慢慢移动木尺逐渐挡住光谱中的黄、绿、蓝等色光，在纸片上就会呈现出其它各种鲜艳色彩。

    三、在彩色光线下观察事物

    一切东西，只有在日光下才呈现出它本来的颜色。如果是在彩色光线的照耀下，它们的颜色就会发生变化。
    为了弄明白这一点，只要透过彩色玻璃片或彩色玻璃纸来观察就行了。
    取几张红色的玻璃纸和几张绿色的玻璃纸。在桌子上放两个柿子椒、两个西红柿。先透过红玻璃纸（最好是多层玻璃纸）来观察这两样东西。真奇怪，西红柿颜色变淡了，而柿子椒却成了黑色的。
    再用多层绿玻璃纸来观察一下，情况恰好相反。柿子颜色变淡，而西红柿却成了黑色的（参看彩色插图）。让我们再来做一个实验：
    找两支彩色铅笔，一支和红玻璃纸的颜色一样，一支和绿玻璃的颜色一样。在一张纸上轻轻地写上一段话，其中一些字用红色铅笔写，另一些字用绿色铅笔写。如果透过红玻璃纸来观察这些字，红色字消失了，而绿色的字变成黑的。用绿玻璃纸来观察，情况正好相反。
    彩色玻璃纸就是一个光的筛子。例如：红色玻璃纸只让红光通过而把其它颜色的光滤掉（实际上是吸收掉），所以把红玻璃纸罩在眼睛上的时候，整个世界就染上了一层红色，就象太阳突然只用红光照耀大地一样。
    柿子椒在红光照耀下为什么是黑色的？原因是：绿色的柿子椒本来只反射绿光，照在它上面的红光不包含绿光的成分，因此全被吸收了，几乎不反射什么光，所以看上去就是黑色的。同样的道理，绿光照射下的西红柿也是黑色的。
    白色物体的表面毫无保留地反射一切入射光，所以红光照上去就是红色，绿光照上去就是绿色。在红光下，白纸和纸上的红字都反射红光。如果红字的颜色和白纸对红光的反射强度一样，那么，红字和白的背景就分不开了。这时候你就认不出纸上的字。同样，在红光的照射下，你会弄不清西红柿原来是红色的还是白色的，而且感到西红柿的颜色变淡了。
    夜晚，街上有各式各样的灯，高压水银灯发出的光，给人以清冷的感觉，原因是里面含有较多的蓝光而缺少红光和黄光。高压钠灯则是以黄光为主。还有许多五颜六色的霓虹灯。这些灯都给我们提供了做实验的好机会。在这些灯下，你身上衣服的颜色会发生有趣的变化，你能解释为什么会发生这种变化吗？
    
    四、比黑还黑

    一个物体如果能把照在它上面的光线全部吸收掉，这个物体就是黑色的物体。但是在实际上，无论是一块黑布还是一个黑色的墨点，多少都能反射一点点光，所以看上去不那么黑。只有黑的洞口看上去才是真正的黑。
    找一个装皮鞋的纸盒，在盒的一端挖一个直径大约十二毫米的洞。用墨汁把鞋盒的这一侧面涂黑，等墨汁干了以后，这个涂黑的表面真是够黑的，但是中间的洞口看起来更黑。
    为什么洞口看上去老是那么黑的呢？原来，光线进入洞口以后，就不容易从洞口再出来。
    它总是从一个面被反射到另一个面，每反射一次就被吸收掉一点。经过多次反射后，光线就所剩无几了。所以光线只要射进洞口内，就很难再跑出来。
    你不妨对着镜子看看自己眼睛的瞳孔，它就是眼球接纳光线的“洞口”。它为什么看起来总是黝黑的，现在你该明白了吧！
    你也许对上面这个实验不感兴趣，那是因为你还不了解它的意义。科学家曾经把类似这种鞋盒的仪器叫做“绝对黑体”。这种仪器在物理的发展史上起过极其重要的作用。
    现代物理学基础之一——量子力学的诞生，就和对黑体的研究分不开。德国物理学家普朗克深入地研究了绝对黑体辐射的规律。一九OO年十二月十四日，他在德国物理学会的一次会议上发表了他的研究成果。许多人就把这一天当作量子力学的诞生日。
    箱式太阳灶也应用了上述实验中的原理。把一个本箱里的内壁钉上一层铁皮，并且涂上黑漆；箱子的夹层填上隔热材料（砻糠或木屑），箱子顶上装上一层或两层玻璃。这就成了一个箱式太阳灶。阳光透过玻璃射入箱子里，大部分都被箱子内壁吸收。于是，箱内的温度逐渐升高，有时候甚至能升高到摄氏一百度，可以用来烧水、做饭。

    五、天空为什么是蓝的

    天空为什么是蔚蓝色的？太阳在快落山的时候为什么是桔红色的？通过下面的实验，可以找到答案。
    在阳光照进屋子的时候，把一张桌子摆在阳光下，在桌子上放置一个玻璃鱼缸，并且把它灌满清水。然后在一张硬纸片上挖一个直径为二十五毫米的圆孔，再把纸片立在鱼缸的前面。
    在适当角度放置一面镜子，利用镜子来反射阳光，使阳光通过纸片上的圆孔水平地穿过鱼缸。
    然后，再用一条肥皂在水中不停地搅拌，直到水变得混浊为止（也可以点上几滴牛奶使水混浊）。这时候水中的光束就会清晰起来。先从侧面观察，你会看到鱼缸内的光束是浅蓝色的。再迎着光束前进的方向来观察，你会发现，光束的颜色变成了桔红色。
    如果鱼缸的水是清的，从侧面就看不到穿过去的光束。只有使水混浊以后你才能看见光束。为什么呢？因为混浊的水里悬浮着很多细小的微粒，当光束通过它们的时候，一部分光线就向四面八方散射（这就叫光的散射）。散射的光线离开了原来的前进方向，进入你的眼里，才使你在和光束垂直的方向看见了光束。
在和光束垂直的方向上你看到光束呈浅蓝色，这正说明了蓝色光受到散射。而余下的红光和黄光则毫无阻碍地穿过去，所以迎着光束看去，由于光束中夫去了一些蓝光而变成桔红色。
    在历史上，有许多科学家深入地研究了散射现象，也做过和上面类似的实验。他们发现，当光通过浑浊物质的时候都会发生散射。那些极小的微粒，对波长不同的色光散射程度并不相同，波长越短，被散射得越厉害。蓝光波长比红光短，它受到的散射程度比红光要大五倍。如果微粒比较大，波长较长的黄光、橙光也会受到散射。
    因为空气中飘浮着大量的微尘和极小的水滴，阳光在地球周围的大气层中也受到类似的散射（另外空气分子也在起作用）。那些波长比较短的紫光、靛光、蓝光受到的散射较大，它们混合起来，构成了蔚蓝色的天空。
    太阳落山的时候，光线斜穿过厚厚的大气层。在这么长的路程中，波长较短的蓝光大部分被散射掉了，直接射入你眼帘的光，是失去蓝光的日光。所以，太阳看上去已经不是那么耀眼，而变成一个大火球，颜色就象我们在刚才实验中迎着光束看到的那样，是桔红色的。
    月球周围没有大气层，阳光不会受到散射，所以月球上的天空和地球上的大不相同，完全是黑色的，星星和太阳同时在天空中出现，就象镶在黑色天鹅绒上一样。由于没有空气，那里也就没迷人的早霞和晚霞。

    六、肥皂膜上的彩色

    棱镜的折射和颜料对光线的吸由和反射，都能产生颜色，但自然界中美丽的颜色并不都是由这些原因产生的。研究颜色的其它来源曾大大地推动了光学理论的发展。下面让我们来做一个有趣的实验。
    在一个清洁的玻璃杯中倒入一些煮开过的温水，放入一小撮洗粉，然后用干净的小棍不断地搅拌，直到洗衣粉完全溶解为止（注意：洗衣粉不要放得太多）。为了使肥皂膜更结实一些，可以掺进一点糖或甘油。肥皂水搅拌好以后放置一会儿，就可以用来吹肥皂泡了。但是我们的目的不是要吹肥皂泡，因为肥皂泡总是飘浮不定的，不便于观察。我们的目的是要用这种肥皂水制造一个肥皂膜。
    用一个瓶口较大的瓶子，或用硬塑料电线弯成一个圆圈，在肥皂水中浸一下，这样，就在瓶口或圆圈上挂上了一层薄膜。把瓶口慢慢地转向自己，就会看到肥皂膜象镜子一样闪闪发亮，反射着天空射来的光（不是太阳直接射来的光，而是天空的散射光）。只要你注意观察，你准会在肥皂膜上看见一条条彩色带。
肥皂膜本身没有颜色，那么，这些颜色是哪里来的呢？
    是由肥皂膜的前后表面反射回来的两组光波相遇后形成的。光波象水波一样也有波峰和波谷。当波峰和波峰相遇的时候，波峰就会加强（波谷和波谷相遇的时候也是一样），加强的地方就显得明亮，反之当波峰和波谷相遇的时候就会互相消减（水波干涉的情况见插图照片）
    大家都知道，照在肥皂膜上的白光是由各种不同波长的单色光波组成的。在薄膜上，哪些波长的光波会加强，哪些波长的光波会相互削弱，这和薄膜的厚度有密切的关系。由于竖立着的肥皂膜上的肥皂水慢慢地向下流动，形成了部厚、上部薄的一层薄膜（见下图）。如果在某一部分，膜的厚度恰好使它的前后表面反射回来的两组红光相互抵消了，在这个地方你看到的就是失去了红光的白光，看上去就是蓝绿色。而在另一部分，由于膜的厚度改变了，相互抵消的就是另一种光波，呈现出来的就是另外一种颜色。肥皂膜就是这样把白光分解开来。这种现象叫做光的干涉现象，形成的颜色叫做干涉色。
    皂膜上的彩色条纹为什么基本上是水平的呢？
    这是由于肥皂膜在同一水平线上厚度相同，厚度相同的地方，由干涉现象产生的颜色也相同。这件事情启发我们：是不是可以利用干涉条纹来测量物体的厚度呢？可以。例如：在制作光学仪器的时候，常常需要磨制一块十分平滑的平面玻璃，它的偏差不准超过万分之一毫米。这样小的误差用普通的量具是测量不出来的。但是利用光的干涉原理就可以轻而易举地完成这个任务。
    检验的时候，要用一个精度极高的透明检验样板，和被检验的平面玻璃紧紧叠合在一起。它们中间有一个极薄的空气膜，在有光照射的时候，空气膜就会产生类似肥皂膜上的干涉条纹。如果被检验的玻璃板非常平滑，就会产生一组笔直的互相平行的干涉条纹，而表面不规则就会产生不规则的干涉条纹（见下图）。根据这种方法就可以断定成品是不是合格。
    在自然界里有许多光的干涉现象，可以供我们直接观察，但是人们往往对周围发生的现象不注意，也不爱问个为什么，所以放过了许多观察的机会。现在让我们举几个例子：
    下雨以后，马路上会出现一些积水。如果有汽车排出的废油滴在水面上，形
成一个极薄的油膜，油膜上就会出现环状彩色条纹。油膜上的不同颜色是由它的不同厚度决定的。由于油膜厚度不均匀，所以它就构成了一幅光怪陆离的复杂图案。
    在玻璃上有时候也能够看到五彩斑斓的颜色，这是因为，某些物质挥发的蒸气在玻璃窗上凝结成了一层透明的薄膜，在这个薄膜上，光也能发生干涉现象。

 

路过

第二章 色彩的物理理论

第三节彩色物体 
   
一 、物体对光的透射、吸收和反射
　　在我们周围，每一种物体都呈现一定的颜色。这些颜色是由于光作用于物体才产生的。如果没有光，我们就无法看到任何物体的颜色。因此，有光的存在，才有物体颜色的体现。 
　　从颜色角度来看，所有物体可以分成两类：一类是能向周围空间辐射光能量的自发光体，即光源。其颜色决定于它所发出光的光谱成份；另一类是不发光体，其本身不能辐射光能量，但能不同程度地吸收、反射或透射投射其上的光能量而呈现颜色。这里，我们主要讨论不发光体颜色的形成问题。 
　　无论哪一种物体，只要受到外来光波的照射，光就会和组成物体的物质微粒发生作用。由于组成物质的分子和分子间的结构不同，使入射的光分成几个部分：一部分被物体吸收，一部分被物体反射，再一部分穿透物体，继续传播（图2-18）。图中为入射光通量；为透射光通量；为反射光通量；为物体吸收的光通量。
（一）、透射
　　透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。被透射的物体为透明体或半透明体，如玻璃，滤色片等。若透明体是无色的，除少数光被反射外，大多数光均透过物体。为了表示透明体透过光的程度，通常用入射光通量（见图2-18）与透过后的光通量之比τ来表征物体的透光性质，τ称为光透射率。
 
图2-18 
表示为
 
从色彩的观点来说，每一个透明体都能够用光谱透射率分布曲线来描述，此光谱透射率分布曲线为一相对值分布。所谓光谱透射率定义为从物体透射出的波长λ的光通量与入射于物体上的波长λ的光通量之比。表示为
 
通常在测量透射样品的光谱透射率时，还应以与样品相同厚度的空气层或参比液作为标准进行比较测量。
　　（二）、吸收
　　物体对光的吸收有两种形式：如果物体对入射白光中所有波长的光都等量吸收，称为非选择性吸收。例如白光通过灰色滤色片时，一部分白光被等量吸收，使白光能量减弱而变暗。如果物体对入射光中某些色光比其它波长的色光吸收程度大，或者对某些色光根本不吸收，这种不等量地吸收入射光称为选择性吸收。例如白光通过黄色滤色片时，蓝光被吸收，其余色光均可透过。
　　物体表面的物质之所以能吸收一定波长的光，这是由物质的化学结构所决定的。可见光的频率为不同物体由于其分子和原子结构不同，就具有不同的本征频率，因此，当入射光照射在物体上，某一光波的频率与物体的本征频率相匹配时，物体就吸收这一波长（频率）光的辐射能，使电子的能级跃迁到高能级的轨道上，这就是光吸收。 
　　在光的照射下，光粒子与物质的微粒作用，这些物质吸收某些波长的光粒子，而不吸收另外一些波长的光粒子，使得不同物质具有不同的颜色。例如，油墨的颜色是颜料的分子结构所决定的。分子结构的某些基团吸收某种波长的光，而不吸收另外波长的光，从而使人觉得好像这一物质"发出颜色"似的，因此把这些基团称为"发色基团"。例如，无机颜料结构中有发色团，如铬酸盐颜料是（重铬酸根），呈黄色；氧化铁颜料的发色团是呈红色；铁蓝颜料的发色团是呈蓝色。这些不同的分子结构对光波有选择性的吸收，反射出不同波长的光。
　　表面覆盖了涂料的物体 ，对于不透明的涂料来说，颜料颗粒反射回的光还受到颜料连结料性质的影响；如果涂料是透明的，物体的颜色不仅取决于涂料的颜色，还很大程度上决定于涂料层下物体的颜色。
　　白光投射到非选择性吸收物体上时，各种波长的光被吸收的程度一样，所以，从物体上反射或透射出来的光谱成份不变，即这类物体对于各种波长的光的吸收是均等的，产生消色的效果。
　　光照射到非选择性吸收的物体上，反射或透射出来的光与入射光的强度相比，有不同程度的减少。反射率不到10%的非选择性吸收的物体的颜色称为黑色。反射率在75%以上的非选择性吸收的物体的颜色称为白色。非选择性吸收的物体对白光反射率的大小标志着物体的黑白的程度。
　　（三）、反射
　　这里所说的反射是指选择反射，非透明体受到光照射后，由于其表面分子结构差异而形成选择性吸收，从而将可见光谱中某一部分波长的辐射能吸收了，而将剩余的色光反射出来，这种物体称为非透过体或反射体。
　　图2-19（A）表示了入射光通量与反射光通量。不透明体反射光的程度，可用光反射率ρ来表示。光反射率可以定义为"被物体表面反射的光通量与入射到物体表面的光通量之比。"可表示为
 
　　从色彩的观点来说，每一个反射物体对光的反射效应，能够以光谱反射率分布曲线来描述。光谱反射率定义为"在波长λ的光照射下，样品表面反射的光通量与入射光通量之比。表示为
 
　　对图2-19（A）,若用光谱反射率来分析，则可以说在入射白光光谱中，蓝色光和绿色光部分被吸收，值接近于零；只有红色光部分的辐射能被反射，具有较大的值，故该物体表面呈红色。图2-19（B）是该物体表面的光谱反射率分布曲线，习惯上称为分光反射曲线或简称分光曲线。分光反射曲线可以精确地描述物体的颜色，对色彩的定量描述有重要意义。
 
图 2-19 
　　物体对光的反射有三种形式，理想镜面的全反射，粗糙表面的漫反射，及半光泽表面的吸收反射。
　　理想的镜面能够反射全部的入射光，但以镜面反射角的方向定向反射（图2-20a）。完全漫反射体朝各个方向反射光的亮度是相等的（图2-20b）。 
　　实际生活中绝大多数彩色物体表面，既不是理想镜面，也不是完全漫反射体,而是居二者之中，称为半光泽表面。这种性质可以用变角光度计测量其表面反射率因数的分布状况，从而得到图2-21所示的分布曲线。图中从测试样中心到曲线的半径距离，表示在该方向上反射率因数的大小；曲线a是一个半圆，表示完全漫反射体的反射率因数分布；曲线b是半光泽表面反射率因数分布，这表示在镜面反射方向有较强的反射能力。
　　对于印刷用纸，其表面应属于半光泽表面，图2-22所示是两种纸张，入射角为45°，观察者在0o位置，图2-22（a）是涂料纸，图2-22（b）是非涂料纸。
 
图 2-20 
 
图2-21 
 
图2-22 
　　在彩色印品中，通常是将透明油墨印在纸张上，当入射光以45°照射在印刷墨层表面上时，大约有4%的入射光在墨层表面被反射，称为首层表面反射光；若印刷墨层表面光泽较强，则这4%的首层表面反射光作定向反射，因此不易进入人的眼睛；其余入射光穿过油墨层，经过油墨的选择性吸收后，再透射出来，这就是我们观察到的主色光。如图2-23（a）所示。如果印刷表面粗糙，则这4%的首层表面反射光，将朝各个方面作漫反射，如图2-23（b）所示，此时我们观察到的色光，就是主色光与首层表面反射光的混合光。因为这里有白光的掺和，就降低了主色光的饱和度。所以，同一种油墨印刷在不同的纸上，如果提高印刷表面光泽度，就可以使观察到的色光中，减少首层表面反射的白光，从而提高了色彩的饱和度，促使颜色鲜艳。
 
图2-23 
　　二、物体呈色机理及影响因素
　　（一）、物体色
　　物体对光的选择性吸收是物体呈色的主要原因。我们说"花是红色的"，是因为它吸收了白色光中400～500nm的蓝色光和500～600nm的绿色光，仅仅反射了600～700nm的红色光。花本身没有色彩，光才是色彩的源泉。如果红色表面用绿光来照射，那么就呈现黑色，因为绿光波长的辐射能被全部吸收了，它不包含可反射的红光波长。可见，物体在不同的光谱组成的光的照射下，会呈现出不同的色彩。所以，"色彩"并不是物质本身的物理性实体，只有光波波长才是物理性现实存在，物体的固有性质只是它对可见光谱中某些波段吸收或反射的能力。从这个意义上讲，世界上一切物体本身都是无色的，只是由于它们对光谱中不同波长的光的选择性吸收，才决定了它的颜色。无光则无色，是光赋予了自然界丰富多彩的颜色。
　　显然，物体颜色是受光源的光谱组成（光源光谱能量分布）所决定的，所以物体的颜色可以这样解释：该物体本身不发光，而是从被照射的光里选择性吸收了一部分光谱波长的色光，而反射（或透过）剩余的色光，我们所看到的色彩是剩余的色光，这就是物体的颜色，简称物体色。
　　（二）、固有色
　　长期以来，人们习惯于在日光下辨认物体的颜色。人们对物体呈现的颜色记忆和称呼随着历史的发展而固定下来。因此，我们把物体在标准日光下的颜色，称为固有色。 
自然界中的一切物体都有其固有的本征频率，对入射的白光都有固定的选择吸收特性，也就具有固定的反射率和透射率。因此人们在标准日光下看到的物体颜色是稳定的。固有色给人的印象最深刻，形成了记忆，又称为记忆色。
　　（三）、光源色对物体颜色的影响
　　光源所呈现的颜色为光源色。各种光源都有其特定的光谱能量分布，可以发出不同颜色的色光。光源色是影响物体颜色的重要因素。光源色的变化，势必影响物体的颜色。由于光源自身结构和传播空间的影响，使光源色时常在变化着。表现在以下几方面： 
　　1、亮度的变化
　　自然光源受气候条件的影响，时刻发生亮度的变化，很不稳定。如晴天和阴天的太阳光强度相差很大。人造光源比自然光源稳定，但也有亮度的变化。例如白炽灯，亮度增大时，颜色趋向于白；亮度减弱时，颜色趋向于红。光源的亮度变化对物体颜色有直接的影响。物体的固有色在入射光亮度适中的时候表现最充分。太亮的强光会使固有色变浅，太暗则会使固有色灰暗乃至消失。
　　2、距离的变化
光源与观察者距离的变化，会使光源色发生改变。如白炽灯光，随着距离的推远，其颜色由黄逐渐向橙、橙红、红色变化。 
　　3、传播媒质的变化
　　光传播媒质的变化也会改变光源色。由于大气厚度不断改变，太阳光的颜色也时刻在变化着。早晨、傍晚太阳光投射角度为15°左右，阳光要穿透较厚的大气层才能到达地面，由于光的散射，使光谱中红、橙光透过较多，此时光源色为橙红色；白天太阳光投射角度为60°～90°，太阳光的散射作用比较均匀，透到地面的光源色为白色。
　　物体表面的色彩与光源的光谱成份有极大的关系。用于照明的光源色往往是极复杂的。可能是单色光，也可能是复色光。就复色光而言，其光谱成份也可能不相同。物体对入射光的吸收、反射、透射的光学特性虽然不受光源的影响，但当光源的光谱成份发生变化时，必然影响到物体的反射或透射光的光谱成份，从而使物体的表面颜色随着光源色的变化而变化。消色物体在彩色光源的照射下，会呈现彩色。白色物体，在红光照射下呈现红色；在红光和蓝光的同时照射下呈现品红色。彩色物体在特定光源照射下，会呈现消色。例如，在白光下为绿色的物体，在暗室的红灯照射下就几乎成为黑色的物体了，因为绿色物体只反射绿光，而红灯中没有绿光的成份，物体表面在红光照射下不能反射出绿色的光来，红光又都被吸收了，因此显出黑色，如图2-24所示。
 
图2-24 同一物体在不同光源下呈现不同颜色 
　　同理，在自然光或接近日光光谱的人造光源下观察一张黄色的印样，能很清楚地看出墨色深浅和层次的传递情况。因为在标准照明条件下，黄色的图文容易与白纸区分开。如果在普通白炽灯下观察这张印样，白纸上的黄墨层就看不太清楚了，很难判别油墨的深浅和层次的好坏。这是因为白炽灯的光谱中蓝色成份较缺乏，而使灯光偏黄，在这样的灯光照明下，黄色图文和白色纸张不容易分清，因此，图文的深浅，层次很难看清。
　　光源色对物体色的影响主要表现在物体的光亮部位。不同的光源色对物体色彩变化的影响程度各不相同，大致以红光最强﹑白光次之﹑再次为绿、蓝、青、紫等。
　　4、环境色对物体颜色的影响
　　一般地讲，物体的固有色是不变的。但是任何物体若放在其它有色物体中间，必然会受到周围邻近物体的颜色（即环境色）的影响。
　　环境色对物体色的影响在物体的暗部表现得比较明显。环境色对物体的颜色的影响取决于环境色的强弱，邻近物体与被观视物体的距离，被观视物体表面粗糙程度和颜色等性质。一般地说，邻近物体与被观视物体靠得越近，被观视物体表面越光滑，反射光线越强，则环境对被观视物体的颜色所施加的影响也越大。反之，与邻近物体距离越远，表面越粗糙，颜色越浅，物体受环境色的影响越小。
　　环境对颜色的影响还有另一种形式，如图2-25所示，中央的小方块都具有同样的灰度，但由于受到周围的颜色的影响，使人对每一块色块有的不同感受。因此，如果不把观视条件确定下来，无法把同一色块的物理性质和它所引起的视觉感受统一起来的。为此国际标准照明委员会（CIE）推荐了一套标准观视条件。
 
图2-25 背景对颜色的影响 
　　综上所述，物体的基本颜色特征是固有色，但由于光源色与环境色的影响使物体表面的色彩丰富多变。在特定的光源与环境下物体呈现的颜色称为条件色。每一物体的颜色都是物体的固有色与条件色的综合体现。
　　一般说来，物体的固有色很容易确认，而条件色却很复杂，一幅好的艺术作品，恰恰是通过条件色来充分体现其复杂的空间关系的。因此，包装设计和色彩复制工作者，应更好地掌握条件色的变化规律，才能更真实、更准确地作好包装色彩的设计和复制工作 

二、色彩空间的几何模型   
　　为了使各种颜色能按照一定的排列次序并容纳在一个空间内，将三维坐标轴与颜色的三个独立参数对应起来，使每一个颜色都有一个对应的空间位置，反过来，在空间中的任何一点都代表一个特定的颜色，我们把这个空间称为色彩空间。色彩空间是三维的，作为色彩空间三维坐标的三个独立参数可以是色彩的心理三属性：色相、明度、饱和度（图5-12），也可以是其它三个参数如RGB、Lab或者CMY，只要描述色彩的三个参数相互独立都可以作为色彩空间的三维坐标。例如，以色料三原色黄、品红、青为基色，对应三维空间作色量的均匀变化，互相交织起来，组成一个理想的颜色立方体，如图5-13所示。
　　首先将两个基色，利用x、y轴方向，交叉成一个平面，每个基色的色量作从0-100%的变化。然后再用第三个基色在z轴方向上也作色量从0-100%的变化，这样就组成了一个理想的颜色立方体。 





图5-13理想的颜色立方体


　　在颜色立方体中三个基色的变化都是从0到100%连续地变化，因此它是一个连续性渐变的色立体。在这个色立体中的每一个点都可以用坐标y、m、c表示。y、m、c就是三个基色即黄、品红、青的百分比色量。由于这是一个连续调色立体，给应用和标定颜色带来了一定的困难。为此也可将每一基色的色量变化进行分割，将0-100%的变化分割成0-9的10个梯级，对应关系如图5-14所示。








图5-14理想色立体的色量分割

　　在这样的颜色立方体中，任何一点的颜色都能以一个数字来表示，这个数字就是三原色黄、品红、青的分量，例如颜色762为黄七成、品红六成、青二成合成后的颜色；颜色167为黄一成、品红六成、青七成合成后的颜色；颜色544为黄五成、品红四成、青四成合成后的颜色。如图5-15所示。





图5-15色立体中颜色编号的意义


　　颜色立方体从某种意义上可以认为是色谱的立体化，在颜色立方体中分割成103个即1000个颜色。当然这是人为的，如果每个基色分割成20个等级，则颜色数量就大大的增加了。
　　电子分色机中，对色彩的复制技术是用彩色计算机来完成的，彩色计算机的工作模式也是颜色立方体。在色立体中，8个顶点分别为黑、白、红、绿、蓝、黄、品红、青，其中黑、白是两个极点，它们的连线为一根中性灰线，如图5-16所示。黄、品红、青三点为三原色或称第一次色，红、绿、蓝为三间色或称第二次色。




图5-16色立体中的中性灰线



　　在实际工作中，黑白两顶点的距离是用定标的方法来决定的，也就是图象的反差可以人为设定。但是，由于种种原因，其中包括滤色片、感光片、油墨等性能上的缺陷，使三原色和三间色的位置不能到达理想的顶点，实际能表现的色彩远远低于理想值，它们的位置在色立体中间的某些点上。未经颜色纠正的分色片会存在很大的色误差。电分机纠色的原理就是将偏色的色点用调整电平的方法纠正到较理想的位置上去。

   
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第一节 颜色立体   
一、 色彩的心理属性 
（一）、心理颜色

　　日常生活中观察的颜色在很大程度上受心理因素的影响，即形成心理颜色视觉。在色度学中，颜色的命名是三刺激值（X，Y，Z）；（R，G，B）；色相，明度，纯度，主波长等。然而在生产中则习惯用桃红、金黄、翠绿、天蓝、亮不亮、浓淡、鲜不鲜等来表示颜色，这些通俗的表达方法，不如色度学的命名准确，名称也不统一。根据这些名称的共同特征，大致可分为三组。将色相、色光、色彩表示的归纳为一组；明度、亮度、深浅度、明暗度、层次表示的归纳为一组；饱和度、鲜度、纯度、彩度、色正不正等表示的归纳为一组。这样的分组只是一种感觉，没有严格的定义，彼此的含义不完全相同。例如，色相不等于色光，明度也不等于亮度，饱和度也不等到于纯度、鲜度、深浅度。但是在判断颜色时，它们也是三个变数，大致能和色度学中三个变数相对应。主波长对应于色相。人们常说的红色就有一定的波长范围，红色在色度图上也只是一个区域，人们绝不会把500nm的单色光称为红色。色度学中的亮度对应于明度、亮度、 主观亮度、明亮度、明暗度和层次等，在相同的背景上，亮度小的颜色一般总是比亮度大的颜色显得暗些。色度学中的纯度对应于饱和度、鲜度、彩度、纯度等。
　　心理颜色视觉的名称，虽然和色度学中的几个物理量相对应，但这种对应关系，不是简单的正比关系，也不是一对一的关系，它们之间有许多不同的特征，例如，色度学中的纯度分为刺激纯和色度纯两种。认为白光的纯度为零，一切单色光的纯度（不分刺激纯或色度纯）均为1。色度纯的定义为，色光中所含单色光的比例，表示某颜色与某中性色或白光的接近程度，但是，心理颜色视觉在分辨色光与中性色的区别时，却认为各个单色光的纯度并不是一样的。同样的单色光，黄、绿和白光的差别不大，红、蓝和白光的差别显著。所以在心理上认为，黄色光尽管也是单色光，但纯度却比蓝色光低些。这些心理上的颜色与白光的差别，通常称为饱和度，以区别于色度学上的纯度。心理上的亮度又可分为两种，一种是联系到物体，另一种是不联系物体的亮度。例如通过一个小孔观察物体的表面，这时观察者看不见物体，无法联系物体来判断亮度，但它也与色度学中的亮度有差别，为了把物体表面的光亮和色度学中的亮度分开，称它为明度。 
在混合色方面，心理颜色和色度学的颜色也不相同，当看到橙色时，会感到它是红与黄的混合，看到紫红色时，会感到是蓝与红的混合等。但看到黄光时，却不会感到黄光可以由红光和绿光混合而成。在心理颜色视觉上一切色彩“好像”不能由其他颜色混合出来。一般觉得，颜色有红中带黄的橙，绿中带蓝的青绿，绿中带黄的草绿，但是，却没有黄中带蓝或红中带绿的颜色。
　　因此在心理上把色彩分为红、黄、绿、蓝四种，并称为四原色。通常红-绿、黄-蓝称为心理补色。任何人都不会想象白色从这四个原色中混合出来，黑也不能从其它颜色混合出来。所以，红、黄、绿、蓝加上白和黑，成为心理颜色视觉上的六种基本感觉。尽管在物理上黑是人眼不受光的情形，但在心理上许多人却认为不受光只是没有感觉，而黑确实是一种感觉。例如看黑色的物体和闭着眼睛的感觉是不同的。奥斯特瓦尔德（德国）等在制作色标时，把黑和白放在重要的地位，以及赫林的红、绿、黄、蓝、黑、白对立学说等，表明这六种颜色是有生理和心理基础的。 
　　心理颜色和色度学颜色的另一区别是，色度学所研究的是色光本身，而不牵涉到研究的环境和观察者在空间的位置以及观察角度的变化等因素。例如，色光的背景，在CIE系统中是暗黑无色，并且用实验证明了不同的背景并不改变匹配数值。但是，在心理颜色视觉上则不然，当背景改变时，许多心理作用如颜色分辨力、色相、饱和度、明度等都会改变。
色度学中视野的大小对匹配有影响，黄斑在小视野中起的作用（如降低对蓝光的灵敏度）影响到匹配。而在大视野时，由于一部分视野超过黄斑范围，此时视杆细胞将起一定的作用。在日常生活中看到的不只是色，而是色和物体，不只是色光，而是与其他许多光夹在一起的混合色光，这样便使问题进一步复杂了。

（二）、色彩的基本属性

　　自然界的色彩是千差万别的，人们之所以能对如此繁多的色彩加以区分，是因为每一种颜色都有自己的鲜明特征。
　　日常生活中，人们观察颜色，常常与具体事物联系在一起。人们看到的不仅仅是色光本身，而是光和物体的统一体。当颜色与具体事物联系在一起被人们感知时，在很大程度上受心理因素（如记忆，对比等）的影响，形成心理颜色。为了定性和定量地描述颜色，国际上统一规定了鉴别心理颜色的三个特征量即色相、明度和饱和度。心理颜色的三个基本特征，又称为心理三属性，大致能与色度学的颜色三变数---主波长、亮度和纯度相对应。色相对应于主波长，明度对应于亮度，饱和度对应于纯度。这是颜色的心理感觉与色光的物理刺激之间存在的对应关系。每一特定的颜色，都同时具备这三个特征。
　　1、色相
　　色相不等于色调。
　　色相是指颜色的基本相貌，它是颜色彼此区别的最主要最基本的特征，它表示颜色质的区别，从光的物理刺激角度认识色相：是指某些不同波长的光混合后，所呈现的不同色彩表象。从人的颜色视觉生理角度认识色相：是指人眼的三种感色视锥细胞受不同刺激后引起的不同颜色感觉。因此，色相是表明不同波长的光刺激所引起的不同颜色心理反应。例如红、绿、黄、蓝都是不同的色相。但是，由于观察者的经验不同会有不同的色觉。然而每个观察者几乎总是按波长的次序，将光谱按顺序分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫以及许多中间的过渡色。红色一般指610nm以上，黄色为570~600nm，绿色为500~570nm，500nm以下是青以及蓝，紫色在420nm附近，其余是介于他们之间的颜色。因此，色相决定于刺激人眼的光谱成分。对单色光来说，色相决定于该色光的波长；对复色光来说，色相决定于复色光中各波长色光的比例。如图5-1所示，不同波长的光，给人以不同的色觉。因此，可以用不同颜色光的波长来表示颜色的相貌，称为主波长。如红（700nm），黄（580nm）。 





　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5-1 色相的差异
　　色相和主波长之间的对应关系，会随着光照强度的改变而发生改变，如图5-2所示的是颜色主波长随光照强度的改变而发生偏移的情况。只有黄（572nm）、绿（503nm）、蓝（478nm）三个主波长恒定不变，称之为恒定不变颜色点。通常所谈的色相是指在正常的照度下的颜色。


 



　　　　　　　　　　　　　　图5-2颜色主波长随光照强度的改变而偏移
　　在正常条件下，人眼能分辨光谱中的色相150多种，再加上谱外品红色30余种，共约180种。为应用方便，就以光谱色序为色相的基本排序即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。包装印刷行业是以三原色油墨黄、品红、青为主色，加上其间色红、绿、蓝共六种基本色彩组成印刷色相环，如彩图5-3所示。在色环中，相距90度以内的两个颜色有共同的成份，称之为类似色；位于90度---180度之间的两个颜色由于它们的共同成分减少或消失，称之为对比色；位于180度上的两个颜色是互补色，在0度线上的所有颜色由于组成它们的是共同的色相和不同亮度，因此称它们为同种色。










　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　彩图5-3 印刷色环图

　　在包装设计中，常将颜色分为三部分，一部分是长波长光包括红、橙、黄等色相，叫暖色；一部分是短波长光包括青、蓝、紫等色相，叫冷色；一部分是中波长光即绿色光，叫中性色。
　　2、明度
　　明度不等于亮度。根据光度学的概念，亮度是可以用光度计测量的、与人视觉无关的客观数值，而明度则是颜色的亮度在人们视觉上的反映，明度是从感觉上来说明颜色性质的。
　　明度是表示物体颜色深浅明暗的特征量，是颜色的第二种属性。对于发光体（光源）发出的光的刺激所产生的主观感觉量，则常用"明亮度"一词。
　　通常情况下是用物体的反射率或透射率来表示物体表面的明暗感知属性的。图5-4所示的是不同色相由于反射率的不同引起的明度差异，图5-5所示的是相同色相反射率不同引起的明度不同的情况。








　　　　　　　　　　图5-4 不同色彩的分光曲线 　　　　　　图5-5明度的差异 

　　反射或透射光的能量取决于两个量：物体的表面照度和物体本身的表面状况。物体的表面照度与入射光的强度有关；物体的表面是否光洁，将直接影响光的反射率或透射率大小。
　　对消色物体来说，由于对入射光线进行等比例的非选择吸收和反（透）射，因此，消色物体无色相之分，只有反（透）射率大小的区别，即明度的区别。如图5-6所示，白色A最亮，黑色E最暗，黑与白之间有一系列的灰色，深灰D、中灰C与浅灰B等，就是由于对入射光线反（透）射率的不同所致。





图5-6 消色物体明度与反射率的关系

　　在观察物体颜色的明暗程度时，还会受到该物体所处环景色的影响，如图5-7所示，中间为均匀灰度的物体，由于物体与背景的不同亮度对比作用，增强或减弱了物体的固有亮度，因此，在包装色彩设计和印刷辨色时，一定要特别注意这种情况。





图5-7 物体的明度受环境的变化

　　在彩色摄影、彩色印刷、彩色包装等色彩的应用中，色彩的明暗变化是十分重要的。一个画面只有颜色而没有深浅的变化，就显得呆板，缺乏立体感，不生动，从而失去真实性。因此，明度是表达彩色画面立体空间关系和细微层次变化的重要特征。
　　3、饱和度
　　饱和度是指颜色的纯洁性。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。当光谱色加入白光成分时，就变得不饱和。因此光谱色色彩的饱和度，通常以色彩白度的倒数表示。在孟塞尔系统中饱和度用彩度来表示。
物体色的饱和度取决于该物体表面选择性反射光谱辐射能力。物体对光谱某一较窄波段的反射率高，而对其它波长的反射率很低或没有反射，则表明它有很高的选择性反射的能力，这一颜色的饱和度就高。如图5 -8所示，分光反射率曲线A比曲线B显示的颜色饱和度高。



　　物体的饱和度还受物体表面状况的影响。在光滑的物体表面上，光线的反射是镜面反射，在观察物体颜色时，我们可以避开这个反射方向上的白光，观察颜色的饱和度。而粗糙的物体表面反射是漫反射，无论从哪个方向都很难避开反射的白光，因此光滑物体表面上的颜色要比粗糙物体表面上颜色鲜艳，饱和度大些。例如丝织品比棉织品色彩艳丽，就是因为丝织品表面比较光滑的缘故。雨后的树叶、花果颜色显得格外鲜艳，就是因为雨水洗去了表面的灰尖，填满了微孔，使表面变得光滑所致。有些彩色包装要上光覆膜，目的就是增加包装表面的光滑程度，使色彩更加饱和鲜艳。
　　4、颜色三属性的相互关系
　　颜色的三个属性在某种意义上是各自独立的，但在另外意义上又是互相制约的。一个颜色的某一个属性发生了改变，那么，这个颜色必然要发生改变。
　　为了便于理解颜色三属性的独立性和制约性，以图示来加以说明。图5-9表示明度相同而色相发生变化的情况；图5-10表示色相相同、饱和度相同而明度不同的情况；图5-11表示色相相近，饱和度不同的情况。



　　　　
图5-9反射率相同色相不同的情况 　　　　　　　图5-10色相相同明度值不同的情况




图5-11饱和度不同的情况


　　为了便于理解颜色三特征的相互关系，可用三维空间的立体来表示色相、明度和饱和度。如图5-12所示，垂直轴表示黑、白系列明度的变化，上端是白色，下端是黑色，中间是过渡的各种灰色。色相用水平面的圆圈表示。圆圈上的各点代表可见光谱中各种不同的色相（红、橙、黄、绿、青、蓝和紫），圆形中心是灰色，其明度和圆圈上的各种色相的明度相同。从圆心向外颜色的饱和度逐渐增加。在圆圈上的各种颜色饱和度最大，由圆圈向上（白）或向下（黑）的方向变化时，颜色的饱和度也降低。在颜色立体的同一水平面上颜色的色相和饱和度的改变，不影响颜色的明度。 






图5-12 颜色立体

 

太多这方面的知识了.大加可进入看
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非常感谢simile.li!
有待自己进一步研究

红光的波长最大,频率最低

都是相互关联的。
君不见工业上黑白相机用的很多？波谱峰值就是600nm左右，红色光源也是这个波谱。