眼睛中的色彩

我們看到的世界五彩繽紛、絢麗多彩，因為世界有了顏色，才有了現代人類的文明。人們認識世界的過程就是從發現顏色開始的，不同的顏色構建了我們所在的美麗世界。

眼視光學苑

培養具有扎實的醫學專業知識及相關自然科學知識，有良好的職業道德和人文素養，有創新、創業精神，融醫療、預防、保健、康復為一體的應用型眼視光學人才。通過學習眼科視光學，掌握眼科學、眼視光學的基礎理論知識和診斷、預防與治療眼病的基本技能。

公眾號

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我們的眼睛為什么可以看到不同的色彩？

我們又是如何辨別不同顏色的區分呢？

其實眼睛可以識別色彩的過程就是眼睛接收可見光的過程。可見光是電磁波的一個頻段，我們把感受到的不同頻率的電磁波映射為不同的顏色。

遇到過高或過低頻率的電磁波（紅外線等）眼睛不能處理時，就會出現看不見的情況。

我們需要知道：

顏色只是人的主觀感受，不是物體的客觀屬性，物體只是在發射光或反射電磁波。

我們人眼對顏色的感覺，不僅僅是由光的物理性質決定，也會受到很多干涉因素，比如人眼對顏色的感覺往往受到周圍顏色的影響。

大多數光源的光譜不是單色的，它們的光是由不同強度、不同波長的光混合組成的。

人眼會將許多混合光的顏色與單色光源光的顏色看成是同樣的。

如橙色，就不是單色的600納米的光，它是由紅色和綠色的光混合組成的（顯示器無法產生單色的橙色）。

人眼中的錐狀細胞和桿狀細胞都能感受顏色。

正常人眼中有三種不同的錐狀細胞：

第一種主要感受紅色，它的最敏感點在*6*納米左右；

第二種主要感受綠色，它的最敏感點在***納米左右；

第三種主要感受藍色，其最敏感點在420納米左右。

桿狀細胞只有一種，它最敏感的顏色波長在藍色和綠色之間。

事實上，場景反射光在視網膜上，刺激細胞產生的信號，并不能完全反映人對這個場景的感官。我們的大腦會對這些信號進行處理，并分析比較周圍的信號，從而得出分析結論。

顏色與光的頻率關系

色彩包括：色相、亮度、飽和度。

色相就是顏色類別，比如紅色和黃色。色相實質上就是電磁波的頻率?？梢姽庾V上表示的就是色相的變化。可見光譜如下

亮度顧名思義指顏色的亮度，本質上就是電磁波的幅度。

電磁波幅度大，亮度就高，這個顏色就亮。

飽和度又稱純度，是指顏色中白光的比例。飽和度高的話，白光就少，顏色就比較正，比如大紅色。飽和度低的話白光比例大，顏色比較發白。

光譜只表示了色相這一維度，不能完全表達我們見到的顏色。我們見到的顏色是三維構成的。

上圖是HSV顏色空間：

H那圈代表色相，S方向代表飽和度，V代表v亮度。

我們生活中看到的顏色因為混有雜色，沒有圖例中那么純，這使得我們感受到的“色彩”更加豐富。

這里需要注意的是混合顏色不可以代替單一顏色（特有頻率的光）。

不同的色相對應著不同的頻率，而任何兩個頻率相加是無法合成另一個頻率的。所以說紅光和綠光混合，得到包含兩種頻率的“黃光”只是人眼的感覺，和單一頻率的黃光本質不同，只是人眼無法區分。

三原色（紅綠藍）混合顏色

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人眼對顏色的感知比較復雜，視網膜上有兩種細胞，桿狀細胞能感受光的刺激產生明亮感覺，錐狀細胞不僅能產生明亮感覺還能辨別顏色。據視覺三色學說，錐狀細胞有三種，分別對紅綠藍三種光線的刺激最敏感。下圖，橫軸是光的波長，縱軸是三種錐狀細胞對所有顏色的感應強度。

比如說：

眼睛接收到紅光，那么藍色錐狀細胞沒感覺，綠色錐狀細胞基本沒感覺，紅色錐狀細胞感覺很強烈，那么大腦認為 ——這是紅光。

眼睛接收到純黃光（單一頻率），紅色和綠色錐狀細胞都有一定的感覺，但是不太強烈，那么大腦覺得，這是黃光。

紅光和綠光混合射向眼睛，紅色和綠色錐狀細胞都有一定感覺，那么大腦依然覺得這是黃光。

所以，混合頻率光在人眼的感覺上是可以代替單一頻率的光的。這里只是主觀感受，實質上多個頻率的光相加是不能合成另一個頻率的光的。

根據上文描述，顏色只是人的主觀感受，對于感受的分析涉及神經生物學，每個人類個體存在差異，所以感受到的顏色其實也是有很大差異的。如下圖，引起轟動的“顏色難辨的裙子”：

不同的生物對同一頻率光的感受肯定是不同的。

夜視動物（老鼠等）基本沒有錐狀細胞，他們無法分辨色相（光的頻率），只能分辨亮度（光的強度），所以看到的是黑白的世界。

另一種海洋生物皮皮蝦，有12種錐狀細胞。它們可以區分紅綠合成的“黃色”和單一頻率的黃色。也就是說它們可以看到更多豐富的顏色，加一個形容詞，豐富到你難以想象！

我們人眼中，也有無法辨別顏色的個體，這里我們不多闡述，色盲癥科普，有過詳細的介紹，感興趣的小伙伴可以前去翻閱。

影響色彩的因素

人們對顏色的感受從來不是相同，主觀感知色彩會受到很多因素的影響。

01

顏色的心理作用

人眼對顏色的感受有許多神奇的效應?？聪旅孢@張圖

02

亮度的效果

同一種顏色在不同的亮度中會產生不同的顏色感。這個現象的原因是我們的眼睛中除了有錐狀細胞外還有可以感光的桿狀細胞。桿狀細胞雖然一般被認為只能分辨黑白，但它們對不同的顏色的靈敏度是略微不同的。

0*

文化的影響

不同的文化對顏色的定義有時會少許不一樣。比如在有些文化中，中國的青色被看成是藍色的一種。

04

光源的影響

人在看顏色時總是試圖補償光源本身的顏色。因此我們在不同的光源下看到的同一種顏色實際上是不同的。

本期通過人眼對色彩識別的介紹，讓我們再一次驚嘆于視覺的神奇。顏色是視覺不可或缺的重要組成部分，也是被廣泛應用于視功能檢查的方式之一（紅綠平衡、立體視檢查）。

通過視網膜細胞對不同波長光的接收，我們的世界里有了色彩，更有了探尋世界的快樂。視光學不是枯燥的專業學科，讓我們一起感受視光的快樂。

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《驗光與配鏡必讀：屈光不正診斷與矯治（修訂版）》在第1版的基礎上修訂而成，全書共分6章。首先概要介紹了視覺光學基本知識和屈光不正的病因及臨床表現；然后分別詳細介紹了正確的驗光配鏡方法，配鏡與美容，以及屈光不正的預防、治療方法；*后簡要介紹了幾種特殊類型屈光不正的診斷與治療。

本書內容豐富，科學性、實用性強，既是驗光配鏡科普書，也是屈光不正診斷與矯治的專業參考書，適于屈光不正患者和家屬閱讀查詢，亦可供基層全科醫師、中西醫結合眼科醫護人員及從事驗光、配鏡等相關工作者學習參考。

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