互補色

互補色 -簡介

假如兩種色光 ( 單色光或復色光 ) 以適當地比例混合而能產生白色感覺時,則這兩種顏色就稱為“互為補色”。例如,波長為 656mn 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—種原色對其餘兩種的混合色光都互為補色。補色相減 ( 如顏料配色時。將兩種補色顏料塗在白紙的同一點上 ) 時,就成為黑色。補色並列時,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。
非發光物體的顏色 ( 如顏料 ) ,主要取決於它對外來光線的吸收和反射,所以該物的顏色與照射光有關。一般把物體在白晝光照射下所呈現的顏色稱為該物體的顏色。如果將白晝光照射在黃藍兩種顏色混合後的表面時.因黃顏料能反射白光中的紅、橙、黃和綠四種色光,而藍色光能吸收其中的紅、橙和黃三種色光,結果使混合顏料顯示綠色。這種顏色的混合與色光的加色混合不同,
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 ) 。
互補色理論、色盲及階段模型
德國生理學傢黑林(Ewald Herring)於19世紀50年代提出顏色的互補處理(opponent process)理論. 他不同意流行的楊-赫爾姆霍茲的三色素理論,認為人眼中有三對互補色處理機制,三對互補色是:藍黃,紅綠,黑白。每一對中兩種不能同時出現,兩種互補,隻能有一種占上風。三對互補機制輸出的信號大小比例不同,人眼色覺就不同。
黑林提出這種理論是因為受到顏色負後象現象的支持。顏色負後象現象比如,長久注視紅花之後,再觀看白色背景,你會看青色的花。參看圖7。先注視紅花上的“十”字半分鐘,在看白紙,白紙上就會隱約顯示出青色的花來。如果花是黃的,白紙上就會顯示出藍色花,如果花是絳色,白紙上會顯示出綠色花。

圖 7 紅花綠葉的負後象顏色
按照黑林的意思,紅綠是一對互補色,兩種色光相加等於白色。而按照我們日常對“紅”、“綠”的用法,紅綠兩種色光相加等於黃色光,而不是白色光,所以,黑林說的“紅綠”是我們現在說的紅青,絳綠,或一對介於兩者之間的互補色。澄清這一點非常重要(後面我們談到流行的階段模型時還要談到)。
用黑林的理論可以這樣解釋負後象現象:當人眼長久注視紅色時,“紅綠”(紅青)機制中性點向綠色方向偏移,以至白色變成“綠色”(青色)。其實三色素理論解釋負後象現象更加直觀:當人眼長久注視紅色時,紅色敏感細胞敏感性降低,以至白色顯現出青色,即(B,G,R)由(1,1,1)變成(1,1,1-Δ);而(1,1,1-Δ)可以分解成白色(1-Δ,1-Δ,1-Δ)和青色(Δ,Δ,0)。
關於色盲的解釋,黑林理論和楊-赫爾姆霍茲理論也各有所長。

互補色 -現象及解釋

表 3 色盲現象及理論解釋
色盲
現象
互補色理論
三色素理論
紅色盲
(protanopia)
紅黃綠色調不易分辨,紅色顯得暗淡
總有一個不好解釋
好解釋
綠色盲
(deuteranopia)
紅黃綠色調不易分辨,綠色顯得暗淡
好解釋
藍色盲
(tritanopia)
看不出藍黃顏色,隻有紅白綠三種顯然不同色覺
好解釋
似乎不好解釋

紅色盲較常見,藍色盲極少見。色盲和遺傳有關,據說男性較多,因為色盲在女性身上未必能表現出來。
由於黑林理論有某種長處,20世紀50年代,在美國心理學傢Hurvich和Jameson的推崇之下,黑林理論重新得到重視。一種結合兩種理論的階段模型因此產生。按照這種理論,顏色信號在視細胞階段以三色素形式(即B,G,R形式)存在,而在神經節細胞――視網膜輸出信號的細胞――以互補色形式存在。視覺機制首先由B,G,R三色信號得到黃色和白色信號Y和W, B-Y得到藍黃互補色信號, R-G得到紅綠互補色信號,W和適應色或背景色信號相減,得到黑白互補信號。流行階段模型如圖8所示。

圖 8 流行的階段模型--Walraven模型【26】
這個模型有這樣幾個問題:
1)“紅”、“綠”的使用,前後不一致,如果紅加綠等於黃,那麼兩者就不是黑林理論中的互補色, 兩者相減是無意義的。
2)顏色相加是向量相加,而不是分量相加,R+G和B+G+R不具有任何意義。由這樣的加法也得不出黃色信號或白色信號。
由於上述原因,網上有些階段模型假設B,G,R三者的線性組合(三者乘上不同的系數後相加減)產生紅綠互補信號。有些模型也不再強調中間的黃色信號產生。但是這樣一來,階段模型的互補處理就變成線性組合處理瞭,