色光混合规律
色彩原理与应用-第三章-颜色混合原理与视觉理论
四色（赫林）学说的视网膜视素 感光化学视素 白－黒 红－绿 黄－蓝 视网膜过程 破坏 建立 破坏 建立 破坏 建立 颜色感觉 白 黒 红 绿 黄 蓝
三对视素的代谢作用图
破坏
建立
a曲线是白－黑视素的代谢作用 b曲线是黄－蓝视素的代谢作用 c曲线是红－绿视素的代谢作用
对立学说可以解释的现象： ◇对立学说能很好地解释对立色。 ◇对立学说能很好地解释色盲。 ◇对立学说能很好地解释负后像现象现象。 ◇对立学说能很好地解释补色现象。 ◇对立学说能很好地解释光谱上存在众多的高纯度 的单波长色光的现象。 对立学说的不足： ◇对于红、绿、蓝三原色能够产生所有光谱色彩的 现象并无法得到满意的解释。
B= M+C G= Y+C M+Y+C = K M+Y+C = K M+Y+C = K B+Y=K G+M=K
等式左右两边相加得：R+C=K
颜色相减
白光
实际使用的三原色油墨的光谱反射和吸收示意图
三、加色法与减色法的关系
◇加色法与减色法都是针对色光而言；加色法指的是色光相加
，减色法指的是色光被减弱。加色法与减色法又是迥然不同的两
3、阶段学说
阶段学说最早是由G.E.Muller（1930）及Judd （1949）所提出，他们认为长久以来一直在色彩视觉 理论（处于对立的状态的三色理论与对立理论，是可 以加以统一与相互配合的，并且对于人眼色彩视觉的 现象做了更为完整的解释与说明。
阶段学说理论： 视网膜上的锥体细胞是一个三色系统，而在视觉信息 向大脑皮层视觉中枢的传导通路中则变成了四色机制。颜 色视觉过程的这种设想称为阶段学说。 颜色视觉的形成过程可分为几个阶段。 第一阶段，当光线进入人眼视网膜时，三种独立的锥 体细胞中的感色物质会选择性在吸收不同波长光谱的辐射， 同时每一种锥体细胞根据光刺激量又可独自产生明度（黑 或白）与色彩（红、绿、蓝）的反应。在这一阶段中可应 用三原色理论及色光混合实验来解释视觉色彩的现象。 第二阶段中，在神经兴奋由锥体细胞向视神经细胞传 递的过程中，这三种反应重新组合，形成三对对立性的神 经反应，即红-绿、黄-蓝、黑-白反应。
色光混合的三条定律
色光混合的三条定律
色光混合的三条定律是指：
1. 减色混合定律：减色混合是指将一种颜色的光线透过某种透明介质（例如棱镜）后，再与另一种颜色的光线混合，最终形成一种新的颜色。
减色混合定律表明，当光线通过棱镜时，它们会被分解成不同的颜色，这些颜色的强度是不同的。
在减色混合中，最终的颜色取决于原始光线中各种颜色的相对强度，而不是它们的绝对强度。
2. 加色混合定律：加色混合是指将不同颜色的光线混合在一起，形成一种新的颜色。
在加色混合中，最终的颜色取决于各种颜色的相对强度和比例。
加色混合定律是指在加色混合中，最终的颜色可以通过将各种颜色的光线的相对强度和比例相加来计算得出。
3. 彩色三原色定律：彩色三原色定律指的是将三种颜色（红色、绿色和蓝色）混合在一起，可以产生所有其他颜色。
这个定律是加色混合定律的基础，因为在加色混合中，最终的颜色是通过将各种颜色的光线的相对强度和比例相加来计算得出的。
在彩色显示器和电视中，使用的就是三原色光的加色混合。
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色光混合三定律
人眼睛不仅对单色光产生一种色觉，而且对混合光也可以产生同样的色觉。
例如520毫微米的单色光刺激人眼产生绿色觉，将510毫微米与530毫微米的单色光混合刺激人眼也可以产生绿色觉；又如580毫微米的单色光刺激人眼产生黄色觉，将700毫微米的红光与510毫微米的绿光混合刺激人眼也可以产生黄色觉，而且人眼感觉不出这两者之间有什么差别。
光谱中色光混合是一种加色混合，用3种原色光：红（R）、绿（G）、蓝（B）、按一定比例混合可以得到白色光或光谱上任意一种光。
格拉斯曼将色光混合现象归纳为三条定律：补光律、中间色津、代替律。
补色律–每一种色光都有另一种同它相混合而产生白色的色光，这两种色光称为互补色光。
例如蓝光和黄光，绿光与紫光，红光与青光混合都能产生白光。
中间律–两种非补色光混合则不能产生白光，其混合的结果是介乎两者之间的中间色光。
例如红光与绿光，按混合的比例不同，可以和到介乎两者之间的橙、黄、黄橙等色光。
代替律–看起来相同的颜色却可以由不同的光谱组成。
只要感觉上是相似的颜色，都可以相互代替。
例如颜色光A=色光B，色光C=色光D，则A+C=B+D；又如A+B=C，而X+Y=B，则A+（X+Y）=C，如：A（黄光）=B（红光+绿光），C （青光）=D（蓝光+绿光），A（黄光）+C（青光）=B（红光+绿光）+D（蓝光+绿光），其结果是A（黄光）+C（青光）=淡绿光，B（红光+绿光）+D（蓝光+绿光）=红光+绿光+蓝光+绿光=白光+绿光=淡绿光。
这就是代替律。
它在色彩光学上是一条非常重要的定律，现代色度学就是以此为理论基础而建立的。
色光混合定律属于加色混合，它与染料、颜料的混合相反，后者为减色混合，其混合的规律也完全相反。
色彩混合
色彩混合由两种以上不同的色相混，会产生新的颜色，这两种现象经常发生，并在色彩的实践中发生很重要的作用。
色彩可以在视觉外混合，而后进入视觉，这样的混合形式包括两种形式：加法混合与减法混合，色彩还可以在进入视觉之后才发生混合，称为中性混合。
（一）加法混合加法混合是指色光的混合，两种以上的光混合在一起，光亮度会提高，混合色的总亮度等于相混各色光的亮度之总和，因此称为加法混合。
色光混合中，三原色光是朱红、翠绿、蓝紫，这三个色光都不能用其它的色光相混合而产生。
朱红色与翠绿相混得黄色光翠绿色光与蓝紫色光相混得蓝色光蓝紫色光与朱红色光相混得紫红色光黄色光、蓝色光、紫色光为间色光当三原色光按照一定量的比例相混时，所得的光是无彩色的白色光或灰色光。
有彩色光可以被无彩色光冲淡并变亮，例如红光与白光相遇，所得的光是更加明亮的淡粉红色光。
如果只通过两种色光相混就能产生白色光，那么这两种色光就是互补关系，例如：朱红色光与蓝色光；翠绿色光与紫红色光；蓝紫色光与黄色光都是互补关系。
色光中的各色相混，如果比例不同、亮度不同、纯度不同会产生不同的色彩效果。
（二）减法混合减法混合主要指的是色料的混合。
白色光线通过有色滤光玻璃片后，一部分光线被反射而吸收其余的光线，这样就减少一部分辐射功率，最后通过的光是两次减光的结果，因此这样的色彩混合称为减法混合。
把有色的透明材料重叠起来之后，透过的光都有减法混合的效果，例如：彩色赛璐璐薄膜、有色玻璃、印刷油墨等在白底色上的重叠，都会比原有的色变暗。
颜料的混合都属于色彩的减法混合，在颜料中，都有带色的颗粒，这些颗粒物质的表面在遇到白光的照射后，都会反射光谱一部分色光而吸收掉其余部分的色光，当两种颜料相混时，这两种颜色的颗粒都相当于微小的滤色器。
我们可以用蓝色颜料和黄色颜料混合为例，在蓝色颜料中的颗粒主要反射蓝色光，同时它也反射邻近的绿色光，而把其余的光谱色光吸收掉。
在黄色颜料中的颗粒主要反射黄色光同时也反射邻近的绿色光而把其余的光谱色光吸收掉，这两颗粒混合在一起时，他们都反射绿色波长，而吸收了所有其他波长的波，因此两种颜料的混合产生的色彩减法混合效果。
色光混合规律
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
（4）亮度相加定律 混合色光的总亮度等于组成混合色的
各颜色光的亮度之和。
亮度相加定律仅适合色光相加的混合， 不适用于色料减色混合。不同色料混合后 的结果使混合色明度降低，即有更多的照 明光被吸收。
三原色色料两两等量混合得红、 绿、蓝三种色料，三种原色色 料等量混合可得黑色。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
等量混合 C+M=B C+Y=G M+Y=R C+M+Y=K
C
BG K
MR Y
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律 不等量混合
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
等量混合
R+G=Y R+B=M G+B=C R+G+B=W
R YM
W GCB
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
（1）确立颜色空间是三维空间 用三个变量来表示颜色的视觉特性
（2）颜色空间是连续的， 空间的不同点代表了不同的颜色感觉
2颜色的混合
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４．色料三原色理想光谱曲线和实际光谱曲线 理想的三原色色料是不存在的。实际所用的三原 色色料对可见光应当说的吸收和反（透）射不彻 底（透过基本色不足，反射相反色过量），它们 的光谱反（透）射率曲线与理想曲线有较大差别， 造成的结果是色料的颜色亮度低、饱和度小、色 调不纯正并且不鲜明。
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实际三原色料的缺陷： ①有一定灰度 ②饱和度降低 ③有色偏
绿 黄
色相
青
红
明度=明度1+明度2
蓝
品
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3．色光加色法的特点： （1）色光相加，越加越亮 （2）互补律：两种色光相加，呈现白色光，这两种 色光为互补色。 等量： R光+C光=W光 R、C互为补色 G光+M光=W光 G、M互为补色 B光+Y 光=W光 B、Y互为补色
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不等量： B光+Y光=
=淡黄色 （Y光B光） =淡蓝紫色（Y光B光）
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四、格拉斯曼颜色混合定律
• 1）人的视觉只能分辨颜色的三种变化：色 相、明度、饱和度。 • 2）混合光的亮度等于组成混合色的各颜色 光亮度总和。 L＝L1＋L218来自• 3）补色律和中间色律
由两个色光的混合匹配中，其中一色光连续变化， 则混合色外貌也连续变化。由此可推出中间色律 和补色律。 补色律：每一种彩色都有一个相应的补色。一 种色光与另一种色光相混合产生白光，这两种色 光互为补色。 中间色律：任两色（非补色）相混合，产生中 间色光，色相取决于两光的相对数量，近似于比 例大的色光，饱和度取决于两混合色光在色相顺 序上的远近。
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（2）透明色料层的叠合： • 叠合网点呈色为色料减色法。
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2．色料的调合 几种色料混合后成为另一种新的颜色称为调色。 混合后的颜色亮度降低。不论与补色或非补色混 合，明度都会降低，颜色变暗变灰。 Y+M=（W―B）+（W―G） =R+G+B+R=W+R 先减色后加色。
三原色两两混合的科学原理
三原色两两混合的科学原理
三原色两两混合的科学原理如下:
1. 三原色是红、绿、蓝三种颜色光,是色光的基本混合色。
2. 红、绿、蓝三原色的颜色是单纯色,其光谱分布范围较窄。
3. 当两种原色光混合时,由于不同颜色光波长范围不同,两种光波叠加形成新的
复合光波,人眼看到的就是两种颜色混合的新颜色。
4. 红光和绿光混合时,光波叠加形成范围更广的黄色光,所以看到的是黄色。
5. 红光和蓝光混合时,光波叠加形成范围更广的洋红色光,所以看到的是洋红色。
6. 绿光和蓝光混合时,光波叠加形成范围更广的青绿色光,所以看到的是青绿色。
7. 三原色光全混合时,三种光波叠加,可形成包含全可见光范围的白光。
8. 三原色混合遵守加性混色原理,混合光颜色取决于不同光波叠加的范围。
所以三原色两两混合,能产生不同的混合颜色,这是基于光学原理的色光混色规律。
色彩管理与应用项目三+颜色混合规律
格拉斯曼定律
• 代替律 • 颜色外貌相同的光，不管它们的光谱组成是否一 样，在颜色混合中具有相同的效果，换言之，凡 是在视觉上相同的颜色都是等效的。由这一定律 导出颜色的代替律。
–A≡B C≡D –则 A + C ≡ B + D –A － C ≡ B － D – nA≡nB
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格拉斯曼定律
• 亮度相加律 • 混合色的总亮度L等于组成混合色的各种色光亮度 的总和。若混合色的亮度为L，组成混合色的两种 颜色亮度分别为L1和L2，则L L1 L2。 • 亮度相加律仅适合色光相加的混合，不适用于色 料减色混合。不同色料混合后的结果使混合色明 度降低，即有更多的照明光被吸收。
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Y B G R G R
M
B R
kground
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色料基本十色
• 一次色（原色）
–Y、M、C， –R、G、B， 色料三原色 色光三原色
• 二次色（间色） • 三次色（复色）
–枣红色、橄榄绿、古铜色和黑色
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项目三 颜色混合规律
任务三 颜色混合定律
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颜色混合定律
色相 明度=明度1+明度2
青
红
蓝
品
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色光混合规律
• 色光的互补色 • 凡是两种色光相加后呈现白色光时，这两种色光 为互补色光。
–R C W（红光 青光 白光） –G M W（绿光 品红光 白光） –B Y W（蓝紫光 黄光 白光）
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色光混合规律
• 已知三原色光R、G、B的比例为2:1:2，判断混合 色是什么颜色？ • 可先把其中的白色成分（W R G B）分出， 剩下等比例的R + B组成品红色光（M R B） ，由此确定R、G、B三原色光以2:1:2的比例混合 时形成浅品红色光。
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? 三原色色料两两等量混合得红、 绿、蓝三种色料，三种原色色 料等量混合可得黑色。
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等量混合 C+M =B C+Y=G M+Y=R C+ M + Y =K
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等量混合
R+G=Y R+B=M G+B=C R+G+B=W
R YM
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
淡
色光连续混合
透明层叠合，颜料混合
显示器、扫描仪、 TV、彩色电影等
印刷、摄影、颜料混合
等
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
二、格拉曼斯定律
（1）人的视觉只能分辨颜色的三种变化：明 度、色调和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和度.
a、明度（L，Lightness）是表示物体颜色深浅明暗 的特征量，是颜色的第二种属性。
第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律 不等量混合
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第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律
色料减色法实质：
? 色料的选择性吸收，使色光能量削弱。 ? 色料混合，由于其对光的选择性吸收，分
别减去各自应吸收的部分色光，使得到的 混合色反射或透射的光能量降低，颜色变 暗。 ? 色料相加，能量减弱，越加越暗。
?红色+绿色=黄色
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
（3）如果颜色刺激的光点很小并且距离很 近，以致人的眼睛不能看出每一个小光 点，看到的是多个光点混合后的结果， 相当于颜色刺激在眼睛的视网膜上进行 混合。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
?红光+蓝光=品红光 ?红光+绿光+蓝光=白光
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
实现色光的混合的三种方式
（1）不同颜色的色光在眼睛以 外的空间进行混合，形成的混合光 进入眼睛，此时看到的就是混合后 颜色刺激形成的颜色感觉。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
?（2）不同颜色刺激 以较高频率周期性 交替变化，由于人 眼的视觉暂留作用， 颜色感觉的变化落 后于颜色刺激的变 化，因此，我们看 到的就是几种颜色 的混合后的变化的 结果。
可见光谱明度示意图
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第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律
光谱色示意图 饱和度大小示意图
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
?（2）在由两个成分组成的混合色中，如果 一个成分连续的变化，混合色的外貌也随之 连续的改变。
? 推论： ?补色律。
每一种颜色都有一种相应的补色。如果某一种颜色与 其补色以适当比例混合，便产生白色或灰色（即非彩色）； 如果二者按其他比例混合，便产生色调与比重大的颜色成 分接近的非饱和色。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
颜色混合的内容 颜色光的混合
色料（包括油墨）的混合
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
色光相加混合
定义：由两种或两 种以上的色光混合在一 起而呈现另一种色光的 效果。 遵守光辐射能量 的叠加规则。
红光+绿光=黄光
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
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第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律
加色法与减色法的共同点
1. 加色法与减色法都属于颜色混合的方法，都与色光有关系， 也都有能量的变化。
2. 加色法和减色法都有自己的三原色
? 色光三原色： RGB ? 色料三原色： CMY
3. 加色法和减色法共有相同的互补关系：
? Y ←→ B、M ←→ G、C ←→ R
b、色调（tone ）色与色之间的整体关系构成的颜色阶 调。
c、饱和度（S，Saturation ）是指颜色的纯洁性、鲜 艳程度。可见光谱中的各种单色光是最饱和的彩色。
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第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律
非彩色明度示意图 同色相明度示意图
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第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律 紫 蓝 青 绿 黄橙 红
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
?中间色律。 任何两个非补色相混合，便产生中间色，
中间色的色调决定于两颜色的相对数量，其饱 和度决定于二者在色调顺序上差别的大小。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
第五节 色光混合规律----格拉 斯曼定律
第五节 色光混合规律----格 拉斯曼定律
一、颜色混合 二、格拉斯曼定律
第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
一、颜色混合
1 、 颜色混合
我们都知道颜色是由光组成的，光的基 本特性之一可以进行能量的叠加和分解，在 这个过程中就造成了颜色刺激的改变，于是 就形成了颜色的混合。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
加色混合法
原 色 R、G、B
色彩变 化
R＋G＝Y R＋B＝M G＋B＝C R＋G＋B＝W
减色混合法
C、M、Y
M＋Y＝R M＋C＝B Y＋C＝G C＋M＋Y＝K
色的合 成本质
混合方 式 用途
色光混合后，光能量 颜料（染料）混合后， 增加 ,色彩更加鲜艳 光能量减少 ,色彩更加暗
不同比例色光相加得到不同混合色光
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
色光加色法的实质
? 具有不同能量的色光混合时，会导致混合 色光能量的变化；
? 色光直接混合时产生新色光的能量是参加 混合的各色光的能量之和；
? 实质——色光相加，能量增加，越加越亮。
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第五节 色光混合规律----格拉斯曼定律
色料减色混合
色料混合后改变了原来色料对光的选择 性吸收特性，混合色料对照明的吸收近似等 于几种色料分别吸收掉的光谱成分总合，未 被吸收的剩余能量的光谱分部决定了混合后 形成的颜色感觉。
作用：是照明白光先后通过不同的滤色 片，被不同的色料吸收。
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第五节 色光混合规律 ----格拉斯曼定律