光的混合与颜料的混合颜色相同吗？

谈谈色光混合与颜料混合

　

彩色电视以及绘画、油漆、彩印、摄影等都要涉及到色光的混合与颜料的混合．为什么彩色电视利用的是红、绿、蓝三原色（基色）的混合，而绘画、彩印等颜料的混合却利用的是红、黄、青三原色（平常所说颜料三原色是红、黄、蓝是不确切的）？为什么旋转的七色盘的混合色为白色，而七色颜料的混合色却为黑色？本文来谈谈色光混合与颜料混合的有关知识，以回答上述问题．

一、视觉的生理特性

要理解色光的混合与颜料的混合原理，必须先对人眼视觉的生理特性作以初步了解．

1．视觉的两种细胞

我们知道，外界光辐射到人眼中刺激视网膜所引起的知觉叫做视觉．所谓彩色视觉便是彩色光对视网膜的刺激所引起的彩色知觉．物体的颜色既决定于外界光的刺激性质，又决定于人眼的视觉得性．那么，人眼有怎样的生理特性呢？

现代神经生理学实验证实，人眼的视网膜上存在大量的光敏细胞，按其形状可分为两类，即杆状细胞和锥状细胞．杆状细胞对入射光的强度很敏感，它能分辨亮度的差别，而对颜色的分辨本领极差；而锥状细胞虽然对亮度的灵敏度不高，但却能分辨颜色．白天亮度较强时，主要靠锥状细胞产生视觉作用，所以白天人所看到的是万紫千红的彩色世界．夜间亮度较弱时，主要靠杆状细胞产生视觉作用，因此夜间看到的物体无颜色之分，只有灰蒙蒙的影像．

人眼的锥状细胞可分为三种，每种锥状细胞对光谱不同部分的感受性能是不同的．一种对红光的感受性最灵敏，叫红色锥状细胞；一种对绿光的感受性最灵敏，叫绿色锥状细胞；一种对蓝光的感受性最灵敏，叫蓝色锥状细胞．三种细胞在某种光的刺激下，分别产生不同程度的兴奋，便产生相应的颜色视觉．如果三种细胞都兴奋，便会产生白色的视觉．如果三种细胞都不兴奋，便会产生黑色的视觉．

人视觉的锥状细胞分别对红、绿、蓝三色光最敏感．是因为只有这三种色做为原色（基色），才能合成自然界存在的几乎所有颜色，视觉才能符合客观世界万紫千红的实际，这也许是人类长期进化的结果．

任意两种色光只要它们给人眼的三种锥状细胞的刺激总体效果相同，人就会感到两种色光的亮度和颜色相同，而不管这两种色光的光谱组成是否相同．也就是说．颜色视觉相同的色光，其光谱也可以相同，我们把这种情况叫做“同色同谱”；其光谱可以不相同，我们把这种情况叫做“同色异谱”．关于这点在下面三原色的混合中可以得到证实．

2．视觉的时间和空间混色效应

我们知道，人眼有视觉暂留现象．因此，当两种不同的色光间隔时间很短，先后对视网膜刺激，视网膜就分不出刺激的先后，只能产生一个总体的刺激知觉，这便是视觉的时间混色效应．快速转动的七色光盘的色光混合就是利用了视觉的这一特性．

我们还知道，人眼具有一定限度的分辨本领，因此，当两束不同的色光同时对视网膜极小的范围刺激后，视网膜在某一极小范围就无法分辨两种刺激，只能产生总体的刺激知觉，这便是视觉的空间混色效应．彩色电视就是利用了视觉的这一特性．

在彩色电视机荧屏上，规则地密集排列着许多能发出红、绿、蓝光的荧光粉粒．代表红、绿、蓝的三束电子束按画面的要求分别激发红、绿、蓝荧光粉粒，在荧光屏上产生一系列的红、绿、蓝发光点，它们同时刺激视网膜上的三种锥状细胞．由于视觉无法分辨出三色刺激点，于是便在视觉上合成出总体的彩色图像来．

二、颜色混合的规律

我们用“颜色环”来研究颜色混合的规律性．若把饱和度最高的光谱色（连续光谱中所有颜色）和非光谱色的品红色依次围成一个圆环，便构成图1的颜色环．每一种颜色在圆环上或圆环内占有一定位置，白色位于圆心处．颜色越不饱和，其位置越接近圆心处．

要推测两种颜色的混合色，可以把两种颜色看成两个物体，根据两物体的质量大小，求其质心的原理来确定混合色的颜色．混合色的颜色靠近质量大的物体所代表的颜色．例如，纯红色与纯黄色相混合可得出两色连线上的各种颜色．

由此可总结出如下规律：

1．因为凡是两种颜色相混合产生白色的我们称做互补色，因此颜色环任意直径两端的任何两种颜色都是互补色（简称补色）．由图1可知，红和青（蓝绿）、绿和品红（浅红）、蓝和黄互为补色．因为红和绿混合可得黄色，所以红、绿、蓝三色相混也可得白色．由于红、绿、蓝三色光的能量比例不同，可以混合成自然界中几乎所有颜色的光，故把红、绿、蓝三色称做色光三原色．由于色光的混合遵从加色法原则，因而又将色光三原色称做加色法三原色．

2．由图1还可知，把红、绿、蓝三种色光两两相混合，可得出两色光间过渡的三色光：

红光+绿光=黄光

绿光+蓝光=青光（蓝绿色光）

红光+蓝光=品红光（属非光谱色、浅红色光）

3．由图1还可知，后三种黄、青、品红色光可以分别由白光中分别吸收（或减去）蓝、红、绿色光而得到．因此，黄色又称“减蓝”色，青色又称“减红”色，品红色又称“减绿”色．通常又把黄、青、品红三色称为减色法三原色．由于颜料的混合遵从减色法原则，所以又将减法三原色称为颜料三原色．

有了三原色及互补色的概念，我们可把颜色环简化为图 2．

三、三原色的混合

由于利用色光三原色的加色法混合可得到所有色光，利用颜料三原色的减色法混合可得到所有颜色的颜料，因此，我们只需研究三原色的混合原理．

1．色光三原色的加色法混合

把等能量的红、绿、蓝三色光混合，就可以得到白色光，这与具有连续光谱的白色光是属同色异谱的情况．若把红、绿、蓝三色光按不同的能量比例混合，就可得到各种颜色的光，就会使人眼产生各种颜色的视觉．彩色电视画面颜色的合成便是这种情况．各种不同原色光的混合可表示为：

红光+绿光=黄光

绿光+蓝光=青光

蓝光+红光=品红光

红光+绿光+蓝光=白光

其混合原理可用图3表示．

2．颜料三原色的减色法混合

颜料三原色的减色法混合，可通过滤色片吸收白光中的互补色来实现．让白光通过黄色滤色片，把黄色的互补色蓝色光吸收，只让白光中的黄色光通过，人眼就产生黄色的视觉．表示为：白光（黄光+蓝光）-蓝光=黄光

同理，白光通过青色滤色片后成青色光．表示为：白光（青光+红光）-红光=青光

同理，白光通过品红色滤色片后成品红色光．表示为：白光（品红光+绿光）-绿光=品红光

如果让白光通过重叠的两种原色的滤色片，则将被吸收掉对应的两种互补色光，只让剩余的另一种互补色光透过．如青、品红两色滤色片重叠就只能透过蓝色光．表示为：

白光（红光+绿光+蓝光）-红光（青滤色片）-绿光（蓝滤色片）=蓝光

如果让白光通过重叠的三种原色的滤色片，则将被吸收掉所有的三种互补色，无光透过，于是显黑色．表示为：

白光（红光+绿光+蓝光）-红光（青滤色片）-绿光（蓝滤色片）-蓝光（黄滤色片）=0（黑色）

上述混合原理可用图4表示．

现在我们来看看减色法三原色混合的应用．

绘画、彩印、油漆、摄影等用到的就是减色法混合．我们知道，颜料本身不发光，颜料的颜色是它把入射白光中的该种颜料颜色成分的光反射或透射出去，而把其它成分的色光，尤其是该种颜料颜色的补色光吸收掉的结果．

颜料是颜料的透明微粒均匀地与无色透明的溶质液体的混合物，这些颜料透明的小微粒就起到一个小滤色片的作用．

当绘画或油漆时，在基片表面涂上一种颜料的薄膜后，白光穿过颜料层，经过颜料的第一次吸收，如果基片透明，则经第一次吸收后透过基片的光的颜色，便为透明体的颜色．滤色片和彩色灯泡就属这种情况．如果基片不透明，基片将把第一次吸收后的色光反射，再穿过颜料，又一次经过颜料层的吸收，最后只有与颜料同颜色的色光被反射，这便是不透明体表面的颜色．这相当于减色混合法中只含有一种滤色片的情况．

当两种颜料混合后，只有既不被第一种颜料吸收，又不被第二种颜料吸收的色光，才能被透射或反射，所以该透明体或不透明体的颜色也就是这种不被吸收的色光的颜色了．这就相当于减色混合法中含有两种滤色片重叠的情况．

显然，当多种颜料混合后，所有的色光都被吸收掉，则不管基片透明与否，均显黑色．

综上所述，物体表面的颜色即表面颜料的颜色是遵从减色法三原色混合原理的，这也就是减色法三原色又称做颜料三原色的原因；色光（光源发出的光）的混合遵从加色法三原色混合原理，这也就是加色法三原色又称做色光三原色的原因．或者说，光源发出的色光直接混合时，遵从加色法混合原则；反射光的混合遵从减色法混合原则．因此，旋转的七色盘是色光的加色法混合，所以显白色；而七种颜料的混合是颜料的减色法混合，所以显黑色．

最后还需要指出的是，减色法混合中，青和品红两种颜色通常人们给了错误的命名．因为“青”色是偏蓝的蓝绿色，所以错误地说成“青”为“蓝”；又因“品红”色是“浅红”色，所以错误地说“品红”为“红”．因此，有人说颜料三原色为“红、黄、蓝”三色，显然，这是来源于上述不科学的错误命名．

出处：http://www.jshlzx.net/klh/1/zk20/text/zk20_140.htm

不同，光混合是加法原则，颜料是减法原则。前者相加变亮，后者混合变暗。

不同，光混合成无色，颜料混合成黑色。

光的三元色为：红、绿、兰，混合后为白色
颜料的三元色为：红、黄、兰，混合后为黑色。