光源是影(ying)像測量(liang)儀的(de)配件之(zhi)一(yi)(yi),下面我(wo)們(men)簡(jian)述一(yi)(yi)下影(ying)像測量(liang)儀之(zhi)光源的(de)互補增色(se)。
光(guang)和(he)物體(ti)的顏色(se)
我們知道,在沒有光(guang)線的暗(an)室中,或(huo)在漆黑的(de)夜里,誰也無法辨認(ren)出物體(ti)的顏色;只有在光照射(she)下,物體的(de)顏色才(cai)能為人眼所見(jian)。
所以,物(wu)體的(de)(de)顏色(se)是光和眼睛相(xiang)互作用產生的(de)(de),是大腦對投射(she)在視網膜上(shang)不同(tong)波長光(guang)線進(jin)行辨認的結果。
我(wo)們日常所說(shuo)物體的顏色是指在日常環境里太陽光照射時物體所呈現的顏色,稱之為(wei)物(wu)體的本色。在特殊環境(jing)里(li)物體呈現(xian)的顏色(se),稱之為衍(yan)生色。
例如:在陽光照射下樹葉(xie)呈綠色,這(zhe)是其本色,而在紅光(guang)照射下,這一"綠色"的樹葉呈現黑色,改用紫外線(xian)照射時,它又呈火紅色,這后兩種顏色是(shi)衍生色。
一個物體(ti)的本色只有一個,而(er)衍生(sheng)色可有(you)幾個。故我們說物體(ti)(ti)的顏(yan)色時,若不作特殊(shu)說明即指(zhi)物(wu)體(ti)的(de)本色(se)。
人(ren)的色覺特點(dian)
不同波長的光(guang)照射到人(ren)眼(yan)視網膜(mo)上,將給大腦不同的(de)感覺(jue),這種感覺稱為色覺。人們就是憑自己(ji)的(de)色覺來辨別物(wu)體(ti)的(de)顏(yan)色。
一般(ban)人的眼睛可分辨120多種顏色,如果在不同顏色的相互補充、相互襯托之下,有經驗的人可分(fen)辨13000多種顏色。
人眼為什么(me)能分辨這么(me)多種顏色呢?
現代科學研究(jiu)認為:人眼中(zhong)的錐狀(zhuang)辨色細胞(bao)有(you)三種,每(mei)一(yi)種細胞擅長接收一(yi)種顏色的光,但對可見光內所有波長的光也(ye)能發生程(cheng)度不同(tong)的反應。
這三(san)種錐狀辨(bian)色(se)細胞分(fen)別對紅、綠、藍色(se)光最(zui)敏感(gan)。因此,人(ren)們選擇這三種顏色(se)作為(wei)光(guang)的(de)(de)三原色(se)。彩(cai)色(se)電視機也(ye)是根(gen)據上述理論制(zhi)成的(de)(de)彩(cai)色(se)顯(xian)示過程。
當(dang)眼(yan)睛接(jie)受了(le)混(hun)合光之后,三種(zhong)色覺細胞都按自(zi)己(ji)的規律興奮起來,產生三種視覺信號。經(jing)視神經(jing)傳到大腦(nao),但(dan)是,大(da)腦對(dui)每(mei)一個(ge)單獨信號并(bing)不感(gan)興趣(qu),而是把(ba)它們(men)總合在(zai)一起,形(xing)成一個綜合的色(se)覺,這就(jiu)是人們(men)感覺(jue)到的(de)所接收混合光的(de)顏色(se)。根據人的(de)色(se)覺(jue)特(te)點當紅、綠、藍三種色光按千變萬化的比例混合時,就會使(shi)人感(gan)覺(jue)到千差萬別的顏(yan)色。
光的色(se)學性(xing)質
1666年英國科學(xue)家牛頓(dun)第一個揭示了(le)光的(de)色學(xue)性質和顏色的(de)秘密。他用實驗說明太陽光是各種(zhong)顏色的(de)混(hun)合光,并發現光(guang)的(de)顏色決定于光(guang)的(de)波長。下圖出了(le)在可見光(guang)范(fan)圍內(nei)不同波長光(guang)的顏色。
物體(ti)的顏(yan)色:人(ren)們感知的物體(ti)(ti)顏(yan)色涉及(ji)到色彩學、光學、化學及(ji)生理學等不同學科。
主(zhu)色:紅、黃、藍、綠
不(bu)同波長光線的顏色
為(wei)對光的色學性質研究(jiu)方便(bian),將可見光譜圍成一個圓環,并分(fen)成(cheng)九(jiu)個(ge)區域(yu)(見圖),稱之為顏色環。顏色環上(shang)數字表示對(dui)應色光的(de)波長(chang),單位(wei)為(wei)納(na)米(nm),顏(yan)色(se)環上(shang)任(ren)何(he)兩個對頂位置扇形中的顏(yan)色(se),互稱為補色。
互(hu)補色:也(ye)稱(cheng)為對比色,互(hu)補色在色環(右(you)圖)上(shang)相互(hu)對應。
假如(ru)兩種色光( 單色(se)光或復色(se)光 ) 以適當地比例(li)混合而能產生白色(se)感(gan)覺時,則這(zhe)兩種顏色(se)就稱為(wei)“互為(wei)補(bu)色(se)”;兩種(zhong)互補色等強度混合可以得到白色。
色(se)彩中的互(hu)補色(se)有紅色(se)與(yu)青色(se)互(hu)補,藍(lan)色與(yu)黃色(se)互補,綠色(se)與(yu)品紅色(se)互補。
例(li)如,波長為 656nm 的紅色光和 492nm 的青色光為互為補色光;又如,品紅與綠、黃與藍,亦即三原色中任—種原色對其余兩種的混合色光都互為補色。補色相減 ( 如顏料配色時,將兩種補色顏料涂在白紙的同一點上 ) 時,就成為黑色。補色并列時,會引起強烈對比的色覺,會感到紅的更紅、綠的更綠。如將補色的飽和度減弱,即能趨向調和,稱為減色混合。能把白光完全反射的物體叫白體;能完全吸收照射光的物體叫黑體 (絕對黑體)。
可見光的互補原則
可見光波(bo)長(chang)(400nm~700nm)
光色波長λ(nm)代表波長
紅(hong)(Red)780~630700
橙(Orange)630~600620
黃(Yellow)600~570580
綠(Green)570~500550
青(Cyan)500~470500
藍(Blue)470~420470
紫(Violet)420~380420
如果希望(wang)更加鮮明地突(tu)出某些顏(yan)色(se),則選擇色(se)環上想對(dui)應的互補顏(yan)色(se),這樣可以明顯地提高圖像(xiang)的對(dui)比度。
(l)互補色(se)按一定的(de)比例混合得(de)到白(bai)光(guang)。如藍光(guang)和黃(huang)光(guang)混合得(de)到的(de)是白(bai)光(guang)。同(tong)理(li),青光(guang)和橙光(guang)混合得到的(de)也是(shi)白光(guang)
(2)顏色環(huan)上任(ren)何(he)一種顏色都可以用其相鄰兩(liang)側的兩(liang)種單(dan)色光,甚至可以從(cong)次近鄰的(de)兩種單色光混(hun)合復制出來。
如黃(huang)光和紅光混(hun)合得到橙光。較為(wei)典(dian)型(xing)的(de)是紅光和綠光混(hun)合成為(wei)黃(huang)光
(3)如果在顏色環上(shang)選擇三種獨(du)立的單色光(guang)(guang)。就可(ke)以按不同的比例(li)混(hun)合成日常生活中(zhong)可(ke)能(neng)出現(xian)的各種色調。這三種單色光(guang)(guang)稱為(wei)三原色光(guang)(guang)。光(guang)(guang)學(xue)中(zhong)的三原色為(wei)紅、綠、藍。
這里(li)應注(zhu)意:顏料的(de)三原色為紅、黃、藍(lan)。但是(shi),三原色的選(xuan)擇(ze)完全是任意的。
(4)當太(tai)陽光照射某物體時,某波長(chang)的(de)光(guang)被(bei)物體吸取了,則物體(ti)顯示的顏(yan)色(反射光)為該色光的補色。如太陽光照射到物體上時,若物(wu)體吸取了波長為400~435nm的紫光,則(ze)物體(ti)呈現黃綠(lv)色。
這里應該注意:有人說物體(ti)(ti)的(de)顏色是物體(ti)(ti)吸收了其它色光,反射了這(zhe)種顏(yan)色的光。這(zhe)種說法是不對的。
比如黃綠色的樹葉(xie),實際只吸收(shou)了波長為400~435nm的紫光,顯示出的(de)黃(huang)綠色是反射(she)的(de)其它色光的(de)混合(he)效果,而不只(zhi)反射黃綠色光。
提高(gao)光源的顯色性
顯色性好的(de)光源(yuan)可以比較真(zhen)實的(de)還(huan)原物體的(de)真(zhen)實原色。
物體的顏色決定于它對光線的吸收和反射,實質(zhi)上(shang)決定(ding)于物質(zhi)的結構,不(bu)同的(de)物質結構(gou)對不(bu)同波長的(de)光吸收能力不(bu)同。
我們知道,光是由光子組成(cheng)的(de),不同(tong)波長的光(guang)由不同(tong)能量的光(guang)子組成。波長λ和能量E間的關系為E=hc/λ。公(gong)式中(zhong)普朗克常數c為光速。當光子射到物體上時,某波長的光子能量(liang)與物質內原(yuan)子的振動能,或電子發(fa)生躍遷時所(suo)需(xu)能量相同時,就易被(bei)物質吸收,其它波長(chang)的光就不易被吸(xi)收。
物(wu)質對光的選(xuan)擇吸收(shou),就造成了各自的(de)顏(yan)色。對同一種物質,改變其內(nei)部結構(gou)時,顏色也會改變。
如碘化汞(gong)在正方晶系(xi)時呈(cheng)紅色,而(er)加(jia)溫到127℃使晶形轉變為斜方晶系時卻成藍色。這主要因物質結構的改變,對(dui)光的選擇(ze)吸收也(ye)發生了改變(bian)。人們已根(gen)據(ju)這一點制成了變色涂料等物質。
另外,如溶(rong)劑(ji)、熒光等也(ye)會影物質的(de)顏色,這里(li)不再贅述。波長(chang)與能量(電子伏特)的關系經過換算可得λ=hc/E=[1239.8/E(eV)]nm
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