理论背景

颜色视觉对于我们人类具有极其重要的意义，它是视觉审美的核心，深刻地影响我们的情绪状态。令人惊奇的是，灵长目以下的哺乳动物都不具备颜色视觉，像猫、狗所看到的是一个灰色世界，而比哺乳类低得多的动物却都有完善的颜色视觉，如鸟类、鱼类、爬虫类颜色视觉都高度发达。

颜色视觉的研究有很久的历史了，最早可追溯到1704年牛顿的巨著《光学》，这本书标志着科学的颜色视觉研究的开始。早在二百九十年前，牛顿就发现了关于色混合的前两个法则：互补律和}可色律，并且说明了白光是由所有光谱色混合而成的。大诗人歌德在1801生出版了《色觉学说》，这本书价值不大，但对普金耶产生了影响，普金耶于1825年描述了从黑夜到晨曦之间照度的变化（或从黄昏到夜晚出现相反的变化）对颜色视觉的影响，一般称之为普金耶现象。1823年，格拉斯曼发现了色混合的第三个法则：替代律，并且制成色盘进行实验。十九世纪物理学的研究成果对颜色视觉的研究产生了重要影响，随着光波学说的不断发展，人们清楚地了解到.各种颜色都与特定的频率相对应。那么人眼怎么能对不同的频率发出不同的神经反应?我们知道神经所能传递的最高脉冲频率稍低于1000周/秒，而光的频率却是几万亿周/秒，那么作用缓慢的神经系统怎样再现光的频率呢?关于人对颜色的知觉的解释，目前存在两种理论假设：三色说和对立说。1

基本观点及发展

三色说由英国科学家杨（T. Young，1807）提出，他假定在人的视网膜中存在三种不同的感受器，每种感受器只对可见光谱中的某一个特定频率的光波敏感并对之反应。当不同频率的混合的光入射到视网膜的时候，三种感受器分别对其中的特定频率的光波产生反应，从而产生混合的颜色知觉。

基与颜色混合的各种事实，1860年赫尔姆霍兹（H. von Helmholtz，1860）发展了杨的三色说，放弃了每种感受器只对特定频率光波反应的观点，而认为每种感受器会对可见光谱中的所有频率的光波反应，只是对特定频率的光波有最大反应。每种感受器的感受曲线类似于正态分布曲线，在特定频率附近位置感受性最大，离开特定频率位置，感受性迅速下降。当光波入射到视网膜的时候，每种感受器都感受到所有的光谱的频率，只是每种感受器的感受性不同，因而产生混合的颜色知觉。这一理论后来成为其他颜色视觉理论的原型。这个理论叫做三种感受器理论，或三色论、三色说。三色理论说明为什么三种颜色可以起原色的作用，它还说明某一颜色不只是由某几个固定波长的光组合而成，这个颜色也可以由其他波长的光组合而成;而且在颜色混合中，只要两个颜色的外貌相同，它们就可以彼此代替。2

赫尔姆霍兹提出，在人的眼睛内有三种基本的颜色视觉感受器。在当时，赫尔妈霍兹还不知道视网膜内锥体细胞的作用，他只假设有三种基本的颜色感觉纤维。后来发现，这些假定的纤维和视网膜的锥体细胞有类似的作用，所以近代的三色理论认为，三种颜色感受器实际上是视网膜的三种锥体细胞。每一种锥体细胞包含一种色素，三种锥体细胞色素的光吸收特性不同，即在光照射下它们吸收和反射不同的光波。视网膜中除了这三种锥体细胞之外，还有调节暗视觉的杆体细胞。杆体细胞不是颜色视觉的感受器，因为在光亮下它们不起作用。

赫尔姆霍兹所假设的三种颜色感觉纤维，或锥体细胞的光谱吸收曲线。用一个等能量光谱不同波长的光分别照射三种锥体细胞色素，可以看到，第一种锥体细胞色素吸收光谱红端的光比吸收光谱黄和绿部分的光要多，而几乎不吸收光谱蓝端的光。当色素吸收光时，锥体细胞发生生物化学变化，产生神经兴奋。锥体细胞吸收的光愈多，反应愈强烈;吸收的光少就没有什么反应。因此，光谱红端波长的光射到第一种锥体细胞上，它的反应强烈，而光谱蓝端的光射到它上面时反应就很小。黄光也能引起这种锥体细胞的反应，但比红光引起的反应要弱。可见第一种锥体细胞是专门感受红光的细胞。第二种锥体细胞色素对光谱中间波长的光最敏感，也就是对光谱的绿色部分最敏感，而对红光和蓝光不敏感。可见第二种锥体细胞是专门感受绿光的细胞。第三种锥体细胞色素的吸收曲线表明，它主要对蓝光起反应，而对红光和绿光不敏感。因而第三种锥体细胞是专门感受蓝光的细胞。1

理论简评

优点

这种理论能够很好的解释颜色混合问题。我们可以用红蓝绿三种原色以不同比例混合产生白色和其他各种颜色。例如，在红、绿、蓝三种单色光的作用下，能引起三种锥体细胞的兴奋，在视觉上就会产生白色感觉。用黄光刺激眼睛，将会引起感红和感绿两种锥体细胞几乎相等的反应，而只引起感蓝细胞很小的反应。这三种细胞不同程度的兴奋结果产生黄色感觉。一个短波长的蓝紫光将会引起第三种锥体细胞强烈的反应，也引起第二种锥体细胞的一些活动，而几乎不能引起第一种锥体细胞的活动。我们用大量的蓝光，少量的绿光和极少量的红光进行混合，也能复现这种蓝紫色。研究这三种锥体细胞的光谱吸收曲线可以看到，不同波长的光所造成的三种锥体细胞反应的强度不同，三者不同程度兴奋的比例关系决定我们所看到的将是什么颜色。

不足

但是这一学说也有不足之处，例如，按照这一学说，应该有三种单色盲即红色盲屯绿色盲和蓝色盲，而实际上发生的却是红绿色盲和蓝黄色盲。而且红绿色盲者按这一学说没有红和绿纤维，不具备合成黄色的条件，实际上它们却仍有黄色的感觉。特别是既然白和灰是三种纤维同时兴奋而产生的，色盲者又缺乏一种或几种纤维，就不应该有白色或明度感觉，事实也非如此。

关于人对颜色的知觉的解释，目前存在两种理论假设：三色说和对立说。当前普遍的看法是，在网膜水平上，对颜色的知觉是按三色说理论来进行的，而在视觉系统的更高层次上，对颜色的知觉是对立加工的过程。两种理论假设都得到了部分实验的验证，但是都无法解释全部的颜色知觉现象。1

来源: 百度百科