色彩学参考答案g

第一章1.详细阐述颜色视觉产生的过程以及形成色觉的四要素各自所起的作用。颜色视觉产生的过程:光源发出不同波长的光照射在物体表面，物体选择性地反射或透射其中的部分光谱成分进入人的眼睛，人眼将光刺激转化为神经冲动传到大脑里的视觉中枢，由视觉中枢判定并产生颜色感觉。由此可知：光源、物体、眼睛、大脑是颜色视觉产生的四大要素。在色觉形成的过程中，光源显然为四要素之首，一切颜色来源于光，无光就无色。各种物体在阳光的照射下呈现出不同的颜色，原因就在于物体对落在其表面的光谱成分有选择性透射、吸收和反射的特性，将物体的这种特性称为物体的光谱特性。因此，物体本身的光谱特性是物体产生不同颜色的主要原因。可见光辐射刺激人眼产生颜色视觉。人眼担负着成像和感觉两大作用，是颜色视觉产生的第三大要素。研究人眼及视觉中枢究竞如何将光刺激分辨为不同的颜色感觉的理论称为颜色视觉理论，较有代表性的有：杨—赫姆霍尔兹的三色学说、赫林的“对立”颜色学说（四色学说）、现代“阶段学说”。2.什么是可见光？可见光的波长范围是多少？不同颜色感觉所对应的大致波段范围是多少？刺激人眼能引起视觉感觉的电磁辐射称为可见光辐射，简称可见光或光。可见光的波长范围大约在380-780nm。可见光谱内，不同波长的辐射引起人眼的颜色感觉是不同的：红色770-620nm橙色620-590nm黄色590-560nm黄绿色560-530nm绿色530-500nm青色500-470nm蓝色470-430nm紫色430-380nm3.简述下列概念：单色光、复色光、光谱、色散。单色光：单一波长的光产生特定的颜色感觉。复色光：由不同波长的光混合而成的颜色感觉白光色散后按波长顺序排列而成的彩色光带称为可见光谱，组成光谱的各种单色光又叫作光谱色。色散：借助三棱镜或光栅等色散器件，将一束白光或复色光分解成按波长顺序排列的彩色色带的现象。见课本P24.什么叫光谱分布？根据相对光谱功率分布曲线可以将光源分为哪几类？辐射能量按波长分布的规律称为光谱分布。可分为：(1)线状光谱(2)带状光谱(3)连续光谱(4)混合光谱(前三种的组合)。5.物体呈现不同颜色的主要原因是什么？为什么说有光才有色？各种物体在阳光的照射下呈现出不同的颜色，原因就在于物体对落在其表面的光谱成分有选择性透射、吸收和反射的特性，将物体的这种特性称为物体的光谱特性。因此，物体本身的光谱特性是物体产生不同颜色的主要原因。在色觉形成的过程中，光源显然为四要素之首，一切颜色来源于光，无光就无色。6.何为（光学）密度？它为何能反映印刷品的颜色？P77.分述眼睛屈光系统和感光系统的组成及作用？屈光系统的作用是将远近不同的物体清晰地成像在视网膜上。它包括角膜、瞳孔、房水、晶状体和玻璃体。人眼的感光系统由视网膜(retina)组成，相当于像机内的感光片。视网膜厚度约为0.1-0.5mm，主要由三层细胞构成，分别为视细胞层、双极细胞层、神经节细胞层。8.阐述明视觉与暗视觉的特点与区别。明视觉(锥体细胞视觉)：在光亮条件下，即亮度在几个cd/m2以上时，人眼的锥体细胞起作用，可以很好地分辨物体的颜色与细节。暗视觉（杆体细胞视觉）：在暗条件下，即亮度在百分之几cd/m2以下时，人眼的杆体细胞起作用，只有明暗感觉，不能分辨颜色和细节，仅能辨别轮廓。9.什么是光谱光视效率？有何重要意义？能量相同而波长不同的光，对人眼所引起的亮度感觉是不同的。眼睛的灵敏度与波长的依赖关系，称为光谱光视效率(或称视见函数)。CIE(国际照明委员会)分别于1924年和1951年根据不同科学家的实验结果规定了明视觉光谱光视效率V(λ)和暗视觉光谱光视效率Vˊ(λ)。CIE明视觉和暗视觉光谱光视效率是光度学计算的重要依据。CIE推荐采用明视觉和暗视觉光谱光视效率V(λ)和Vˊ(λ)作为标准光度观察者，代表人眼的平均(光)视觉特性。10.试从形状、数量、分布状况及功能四方面比较锥体细胞和杆体细胞的不同。见课本P11-1211.介绍有关颜色判定方式的三色、四色及阶段学说。从三原色以不同比例能混合出各种不同色彩颜色的颜色混合现象出发，三色学说指出，人眼视网膜上含有三种不同类型的锥体细胞，这三种锥体细胞中分别含有三种不同的视色素(visualpigments)，分别称为亲蓝、亲绿、亲红视色素。外界光辐射进入人眼时被这三种锥体细胞按它们各自的吸收特性所吸收，三种色素吸收光后产生光化学反应，引起神经活动，经双极细胞和神经节细胞传至神经中枢，大脑将这些信息综合产生颜色感觉。对抗颜色理论中赫林观察到颜色现象总是以红－绿、黄－蓝、黑－白成对关系出现，因而假设视网膜中有三对视素：白－黑视素、红－绿视素、黄－蓝视素，通过视网膜过程中光对三对视素的建设或破坏，形成不同的颜色感觉。阶段学说颜色视觉过程示意图：1lglglg密度　光学0D12.何谓视角、视力、视场？结合视网膜上两种视细胞的分布讨论视场的大小是否会对颜色视觉产生影响？物体的大小对眼睛所形成的张角称作视角。视力(视觉敏锐度)(vision)表示视觉辨认物体细节的能力。视角α所对应的圆面积，称为视场。不同视场对应不同视细胞分布：中央凹区域以外，杆体细胞密集区，中央凹区域，锥体细胞密集区，上面覆有一层黄色素，视网膜边缘区域，没有视细胞分布。因此颜色观察时样品的大小、距离的远近等能带来视场变化的条件，都会影响颜色视觉的产生。第二章1．颜色如何分类？如何描述不同种类颜色的特性？如何用色立体表示颜色的特性。非彩色(neutral)——白色、黑色和各种深浅不同的灰色。彩色(color)——白黑系列以外的各种颜色。非彩色只有一个明度特性，可以用一个变量或数轴来表示。彩色则需三个特性来描述它们，这三个特性是：明度(lightness)、色调(hue)、饱和度(saturation)。用一个三维空间纺缍体可以把颜色的三个特性——明度、色调、饱和度全部表示出来。P222．描述颜色的三种特性中一种特性相同，而另两种特性不同的颜色于色立体中的位置情况。(可作图)色调相同，明度和饱和度不同：明度相同，色调和饱和度不同：饱和度相同，明度和色调不同：3．描述颜色的三种特性中两种特性相同，而其余一种特性不同的颜色于色立体中的位置情况。(可作图)色调不同，明度和饱和度相同：同一明度色调环上不同的两点明度不同，色调和饱和度相同：两个色调环边界连线上的两点饱和度不同，明度和色调相同：统一明度上与明度轴垂直的直线上不同的两点4．加色混色与减色混色的本质区别是什么？为何选择青、品红、黄作为减色三原色？可否采用红、绿、蓝作为减色三原色？请说明原因。(P22-23)加色法混色：色光的混合，混合色光辐射能的光谱分布是每个组成色的光谱分布的简单相加。光谱成分越加越多，能量越加越高，亮度越加越高。而减色法混色是色料的混合，混合色为光源的光谱分布减去被几种染料分别吸收掉的光谱成分后所剩余的光谱分布所带来的颜色感觉。光谱成分越混合越少，明度越来越低。（P23）彩色印刷中选择的青品黄三种油墨在理想状态下都是固定吸收可见光波段光谱成分的三分之一。选择青品黄作为减色法三原色的原因就是利用它们的选择性吸收特性，以一定比例的青品黄混合，分别吸收一定比例的红绿蓝光，控制红绿蓝三原色光的剩余数量，余下的光谱成分进入人眼形成所要复制的颜色。如果采用红绿蓝油墨印刷，则会因为每种油墨都吸收两种色光而只反射一种色光造成两种油墨叠加时即形成黑色，无法控制红绿蓝三原色的剩余数量。所以不能用红绿蓝作为减色三原色。第三章1.在CIE1931-RGB系统中光谱三刺激值出现负值的意义是什么？见课本P402.Y刺激值相同而X和Z不同的颜色具有什么共性？色品坐标x,y相同的颜色是否具有相同的颜色感觉？颜色感觉相同色品坐标是否相同？CIE1931标准色度系统的三刺激值以X、Y、Z表示，三种原色由于选择时的考虑，只有Y值既代表色品又代表亮度，又称为亮度因数，而X、Z只代表色品，与亮度无关。Y刺激值相同而X和Z不同的颜色应具有相同的亮度，不同的色调和饱和度。在使用数字描述颜色时，常采用Yxy表色方法，即采用色品坐标x，y表示颜色的色度特征，用亮度因数Y表示颜色的亮度特征，这样该颜色的外貌就能完全唯一地确定下来。色品坐标x,y相同而Y不同，则颜色应具有相同的色调和饱和度，但亮度却不同。颜色感觉相同，则颜色的三刺激值相同，故颜色的色品坐标相同。3.讨论不同明度的非彩色之间的三刺激值和色品坐标有何共性？由于非彩色仅有明度值Y值，X，Z都为0。若非彩色的明度不同，则其三刺激值也不同，色品坐标也仅有y值，为1，故色品坐标相同。4.三个不同波长的单色光混光，若把各单色光光强同时增大或减小一倍，则三刺激值有无变化？色品坐标有无变化？为什么？当两种或两种以上已知三刺激值的颜色光相加混合，混合色的三刺激值等于各色光三刺激值之和。根据颜色相加原理，总的颜色感觉应是各波长颜色感觉的总和。因此，三刺激值的计算公式为：λ范围取380-780nm进入眼睛的光能量随波长的分布称为颜色刺激函数当各单色光光强同时增大或减小一倍，则颜色刺激函数也会增大或减小一倍，则三刺激值也会相应的增大或减少一倍。而根据三刺激值公式可知，ZYXZZYXYZYXXzyx　　　　　dzkZdykYdxkXdzkZdykYdxkX101010101010101010三刺激值是一个比例的关系，当三刺激值X,Y，Z同时等比例改变时，色品坐标不变。5.黑体有何特性？为什么用黑体的温度来说明光源的颜色？所谓黑体即完全辐射体，又称普朗克辐射体。它是指在辐射作用下既不反射也不透射，而能把落在它表面上的任何波长的辐射全部吸收，也就是光谱吸收比恒等于1的物体。当某种光源的色品(坐标)与某一温度下的黑体色品(坐标)相同时，就称此时黑体的温度为该光源的颜色温度，简称色温。温度一定，辐射光谱分布一定，颜色一定。6.“暖白”光源比“冷白”光源使用时温度要高，对吗？P47低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。随着黑体温度增加，其相对光谱功率分布的峰值逐渐向短波方向变化，所发光的颜色变化顺序是红-黄-白-蓝。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。ZYXZZYXYZYXXzyx6.光源的颜色特性分为哪两个方面？由何决定？光源的颜色特性自身的颜色显色性定义人眼直接观察光源时所看到的颜色物体在该光源照明下所呈现颜色的真实性描述与评价方法三刺激值、色温显色指数7.什么是光源的显色性，在哪些场合要注意光源的显色性？光源的显色性是物体在光源照明下所呈现颜色的真实性。P528.为什么不能直接用CIEXYZ三刺激值计算色差？p61CIEXYZ色度系统解决了颜色的定量描述与计算的问题，但它的色度空间在视觉上是不均匀的，空间中相同的距离所带来的视觉上差异是不同的。因此，需要寻找一个均匀颜色空间：该空间中的每一个点代表一种颜色；空间中的距离大小与视觉上色彩感觉差别成正比；相同的距离代表相同的色差。9.说明以下孟塞尔标号所表示颜色的大致特征：P71(1)5B4/6(2)7.5PB5/10(3)N9/(4)N3/(RY,0.2)彩色标号：HV/C=色调明度值/彩度非彩色的白黑系列中性色用N表示：NV/=中性色明度值/如果需要对彩度低于/0.3的中性色作精确的标定，一般采用下面的书写方式：NV/(H,C)=中性色明度值/(色调，彩度）11.什么是“自然色系统”？它与孟塞尔表色系统有何不同？P7368自然色系统(NaturalColorSystem，简称NCS)是由瑞典科学家于1964年提出的，已成为瑞典及北欧一些国家的颜色标准，并在1979年出版了NCS颜色图谱。NCS起源于赫林的四色理论白(W)、黑