第一章 色彩的心理物理性（color psychophysics）
色彩是人对眼睛视网膜接收到的光所做出的反应在大脑中产生的某种感觉。

心理物理学是研究心理现象与物理之间的关系，研究感觉与刺激量之间的关系。

“描述客观刺激的概念叫心理物理学概念；描述观察者感觉的概念叫心理学概念。

”[7]
色彩心理物理性是色彩的物理性质，只有掌握它的规律才能更加透彻地研究色彩心理。

第一节 光与色(light and color)
一、自然中的色彩
在没有光线的黑暗中，人眼什么色彩都看不见；有
了光，人们才能看到五彩斑斓的绚丽世界，所以我们一
定会想到，光与色之间存在着某种密不可分的关系。

现
代科学研究证实，光与色之间有着十分密切的关系。

太
阳光是以电磁波(electromagnetic wave)形式存在的辐
射能，具有波动性和粒子性。

电磁波作为波就会有波长
（wavelength），即波峰与波峰之间的距离。

我们生活在
波长不同的电磁波辐射之中（图1），波长不同电磁波的
性质就不同。

根据波长的差异，我们把电磁波分为的“伽
玛射线、X 射线、紫外线辐射、可见光、红外线辐射、无线电波等种类”
[8]它们的传播速
度为每秒三十万公里。

“其中，波长约
在380纳米（ nanometers，十亿分之
一米)至780纳米内的小部分能引起视
觉反应，我们称之为可见光（visible
light）。

（图2）”[9]
“可见光谱处在太阳能量曲线的
最高峰部分（图3）。

我们的视觉器官
为什么只对巨大领域中的特殊部分图
1 身体周围的电磁波 段殳绘 图
2 可见光波 段殳绘
才具有反应能力，这是因为这种能力不
是偶然形成的。

太阳是我们的重要光源。

自从地球上有了生物以来，从太阳辐射
到地球表面的光，就一直与有机体的生
命活动紧密相联。

各种有机体都能以某
种形式感受太阳辐射的光能。

要产生感
觉首先必须要有视色素的光感受细胞来
接受光。

在漫长的进化过程中，动物发
展了各种类型的光感受细胞，最后形成眼睛，产生视觉。

” [10]
因为人眼无法感觉到可见光的颜色，所以也称可见光为白光。

“1666年英国的物理学
家牛顿曾进行过划时代的实验：他将太阳光从细缝引入暗室，让他遇到其通路上放置的棱镜（prism），光就产生了折射，
不同波长的光折射率不同，并分
别投射到白色屏幕上，结果呈现
出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
光谱色带” [11]。

这种现象被称作
光的散射（dispersion），这条由
红到紫的光带被称为光谱
（spectrum）（图4）。

如将各种光
通过三棱镜聚合，则重新出现白光。

光带中各种颜色所占的面积大小不一，其中青色所占的面积最大，而黄色所占的面积最小。

不过光谱中各色彩的分界线是不大分明的，简单的其中色彩显然不能涵盖所有色彩，如要加以详细分析，可能有千万种色相。

不同色彩的光
波有不同的波长。

红色的波长最长，而紫色的光波最短。

二、光源色、固有色和环境色
我们所以能感受到缤纷的色彩，正是光之所为。

光是色彩存在的原因，色彩是光波被
人眼感知的结果，任何物体颜色都是在不同光线下才能被感知到的。

“光合色彩有密切的关系，不同的光源就会导致物体产生不同的色彩。

烛光下的白衣少女，她的面部和衣着
都笼罩在暖而统一的桔黄色调中，而烛光熄灭后室内日光灯开启，少女身上便略带青灰色图3 可见光谱处在曲线高峰部分 段殳绘 图4 光的散射示意图 段殳绘
调，这都是由于不同波长的光源照射的结果。

光源色的确切含义是：某种光源产生某种颜色。

有各种各样的光，便有各种各样的光源色。

如阳光是白色的，白炽灯是是黄色的，日光灯偏青白色，月光带青绿色，电焊光偏青紫。

”[12]固有色就是各种物体在通常的日光照射环境里呈现的颜色。

如红花绿叶，这里花的固有色就是红的，这个红就是指在通常日光环境里呈现出的颜色，红花在月光环境里就不是红色的，而很可能是篮紫色的了。

环境色又称条件色，指物体在周围环境影响下所产生的改变了固有色的现象。

如一只放在红布上的白瓷杯，除了呈现日光环境里的固有色——白色和阴影部分外，又会有一层红布颜色的反光，这就是环境色。

环境色对物体暗部的作用尤其明显。

三、不发光物体色彩的成因
自然界中的物体之所以能呈现出千变万化的色彩，主要是因为它们自身能发出色光或可以反射外来光的照射。

前者称为发光体，如太阳、月亮和各种人工照明的灯光。

后者是指那些自身不会发光物体，可称为不发光物体。

此处，
着重论及后者。

不发光物体为何会有自身独特的颜色
的呢？这是由于这些不发光物体的物理结构不同，对
波长长短不一的太阳光有选择地吸收与反射，分解出
各种各样的色彩来，构成了五颜六色的大千世界。

比如晴朗的白天，一望无际的大海之所以展现出
可爱的蔚蓝色，那正是海水对太阳光折射与反射的结
果。

海水本来是无色的，由于红、橙、黄、绿、青、
蓝和紫组成的阳光，从空气中射到海水里时，波长较长的红、橙、黄光可以冲过海水的阻挡，深入海水中，被海水吸收。

而波长较短的蓝光与紫光遇到海水的阻碍时，大部分就纷纷散射到周围，甚至大都反射回来了，于是海水就呈
现出迷人的蔚蓝色了（图5）。

从这里我们可以知道，入射光与反射光是一对互补色，它们加起来就是白光。

所以，白色物体是因为其表面反射了近乎全部的光线，而黑色物体则吸收了近乎全部光线。

同样，黄色的物体是由于其表面吸收了入射光中短波长的光线，其它较长的光线混合后反射出来呈现为黄色。

红色的物体是因为其表面吸收了入射光中全部的较短波长的光线，剩下被反射出来的光线，刺激视网膜，产生红色视觉。

我们周围物体的绚丽多姿的色彩就是以这种方式这样形成的。

图
5 海洋颜色成因图 段殳绘
第二节 色彩体系（color system）
一、色彩的三种知觉属性（the three perceptual attributes of color）
“色彩视觉有三种特性，每种特性即可以从客观
刺激方面来定量，也可以从观察者的感觉方面来描述。

表示色彩视觉的第一个特性的心理物理学概念是光的波长（wavelength），与之相对应的心理学概念是色调（hue）。

表示光强度的心理物理学概念是亮度（luminosity），与亮度相对应的心理学概念是明度（brightness）。

色彩视觉的第三个特性心理物理学概念是色彩的纯度（purity），其对应的心理学概念是饱和度（saturation）。

” [13]所以，在有色彩体系中，任何色彩都有三种属性，它们分别是明度、色相和纯度。

反过来说，一种色彩只要具备上述三种属性，都可以归为有色彩范畴。

黑、白、灰，这些无色彩只有明度这一属性，缺少色相和纯度。

（一）色相（hue），又称色调。

是色彩的相貌，它是有色彩体系的首要特征。

光谱上各种不同波长的可见光波，频率较低波长较长波长的电磁波显示为红色；频率较高波长较短的电磁波显示为蓝色。

在视觉上产生的色彩的差别为，即色相（图6）。

有时一种色相和另一种色相混合，产生第三种色相。

色相的种类很多，普通色彩专业的人士可辨认三百至四百种，假如要细分析，可有一千万种之多。

色彩的三种属性是三位一体，互为关系的，改变其中任何一种属性，都将影响原来色彩的外观效果和色彩个性。

图7 明度的差异 段殳绘 图6 波长的差异 段殳绘。