颜色

颜色又また称しょう色彩しきさい、色いろ泽，是ぜ眼め、脑和わ我わが们的生活せいかつ经验对光ひかり的てき颜色类别描述的てき视觉感知かんち特とく征せい，在ざい漢語かんご母語ぼご者しゃ的てき認知にんち中ちゅう分ぶん為ため红色、橙色だいだいいろ、黄色おうしょく、綠色みどりいろ、青色あおいろ、藍色あいいろ和わ紫色むらさきいろ。这种对颜色しょく的てき感知かんち来らい自じ可か见光谱中なか的てき电磁辐射对人眼め视锥细胞的てき刺激しげき。顏色かおいろ是ぜ由よし光こう反射はんしゃ所產しょさん生せい的てき，这种反射はんしゃ是ぜ由よし物体ぶったい的てき物理ぶつり性せい质决定的てき，如光ひかり的てき吸收きゅうしゅう、发射光こう谱等ひとし。但ただし人ひと对颜色しょく的てき感かん觉不ふ仅仅由よし光こう的てき物理ぶつり性せい质所决定，還かえ包含ほうがん心理しんり等とう許多きょた因いん素もと，比ひ如人类对颜色的てき感かん觉往往おうおう受到周しゅう围颜色しょく的てき影かげ响。有ゆう时人们也将しょう物ぶつ质产生せい不同ふどう颜色的てき物理ぶつり特性とくせい直接ちょくせつ称しょう为颜色しょく。

物理ぶつり的てき現象げんしょう

可か见光谱的颜色^[1]
颜色		波なみ长 $\lambda$	频率 $f$
	红色	约 700–635 nm	约 430–480 THz
	橙色だいだいいろ	约 635–590 nm	约 480–510 THz
	黄色おうしょく	约 590–560 nm	约 510–540 THz
	綠色みどりいろ	约 560–520 nm	约 540–580 THz
	青色あおいろ	约 520–490 nm	约 580–610 THz
	藍色あいいろ	约 490–450 nm	约 610–670 THz
	堇紫色いろ	约 450–400 nm	约 670–750 THz
渲染到いたSRGB色彩しきさい空そら间的てき连续光こう谱。

不同ふどう颜色光こう的てき波なみ长、频率和わ能のう量りょう
光ひかり的てき颜色	$\lambda \,\!$ (nm)	$\nu \,\!$ (THz)	$\nu _{b}\,\!$ (μみゅーm⁻¹)	$E\,\!$ (eV)	$E\,\!$ (kJ mol⁻¹)
红外线	> 1000	< 300	< 1.00	< 1.24	< 120
红色光こう	700	428	1.43	1.77	171
橙色だいだいいろ光こう	620	484	1.61	2.00	193
黄色おうしょく光こう	580	517	1.72	2.14	206
绿色光こう	530	566	1.89	2.34	226
青色あおいろ光こう	500	600
蓝色光こう	470	638	2.13	2.64	254
可か见紫色しょく光こう	420	714	2.38	2.95	285
近ちか紫むらさき外がい线	300	1000	3.33	4.15	400
远紫外がい线	< 200	> 1500	> 5.00	> 6.20	> 598

電磁波でんじは的てき波長はちょう和かず强度きょうど可か以有很大的てき區く别，在ざい人ひと可か以感受かんじゅ的てき波長はちょう範圍はんい内ない（约312.30纳米至いたり745.40纳米），它被称しょう为可か見み光こう，有ゆう时也被ひ简称为光ひかり。假かり如我们将一个光源各个波长的强度列在一起，我わが们就可か以获得とく这个光源こうげん的てき光ひかり谱。一个物体的光谱决定这个物体的光学特性，包括ほうかつ它的颜色。不同ふどう的てき光ひかり谱可以被人じん接收せっしゅう为同一いち个颜色しょく。虽然我わが们可以将一个颜色定义为所有这些光谱的总和，但ただし是ぜ不同ふどう的てき动物所しょ看み到いた的てき颜色是ぜ不同ふどう的てき，不同ふどう的てき人じん所感しょかん受到的てき颜色也是不同ふどう的てき，因いん此这个定义是相しょう当主とうしゅ观的。

一个弥散地反射所有波长的光的表面是白色はくしょく的てき，而一个吸收所有波长的光的表面是黑色こくしょく的てき。

一いち个虹にじ所ところ表ひょう现的每ごと个颜色しょく只ただ包含ほうがん一いち个波长的光こう。我わが们称这样的てき颜色为单色的てき。虹にじ的てき光ひかり谱实际上是ぜ连续的てき，但ただし一般いっぱん來らい說せつ，人にん们将它分为七なな种颜色しょく：红、橙だいだい、黄き、绿、青あお、蓝、紫むらさき（或ある者もの红、橙だいだい、黄き、绿、蓝、靛、紫むらさき）；每ごと个人的てき分ぶん法ほう总是稍やや稍やや不同ふどう。单色光こう的てき强度きょうど也会影かげ响人对一个波长的光所感受的颜色，比ひ如暗的てき橙だいだい黄き被ひ感受かんじゅ为褐色かっしょく，而暗的てき黄き绿被感受かんじゅ为橄榄绿，等とう等とう。

单色和わ混合こんごう色しょく

大だい多数たすう光源こうげん的てき光ひかり谱不是ぜ单色的てき，它们的てき光ひかり是ぜ由よし不同ふどう强度きょうど和波わなみ长的光こう混合こんごう组成的てき。人ひと眼め将はた许多这样的てき混合こんごう光こう的てき颜色与あずか单色光源こうげん的てき光ひかり的てき颜色看み成なり是ぜ同どう样。比ひ如上じょじょう面めん表ひょう格かく中ちゅう的てき橙色だいだいいろ，实际上じょう就不ふ是ぜ单色的てき600奈米的てき光ひかり，实际上じょう它是由よし红色和わ绿色的てき光ひかり混合こんごう组成的てき（显示器き无法产生单色的てき橙色だいだいいろ）。出で于眼睛がんせい的てき生理せいり原理げんり，我わが们无法ほう区分くぶん这两种光的てき颜色。

也有やゆう许多颜色是ぜ不可能ふかのう是ぜ单色的てき，因いん为没有ゆう这样的てき单色的てき颜色。比ひ如说黑色こくしょく、灰色はいいろ和白わじろ色しょく就是这样的てき颜色，粉こな红色或ある淡あわ紫色むらさきいろ也是这样的てき颜色。

颜色与あずか波なみ动方程式ほうていしき

波なみ动方程ほど是ぜ用よう来らい描写びょうしゃ光こう的てき方程式ほうていしき，因いん此通过解波は动方程式ほうていしき我わが们应该可以得到いた颜色的てき訊息。在ざい真空しんくう中ちゅう，光ひかり的てき波なみ动方程式ほうていしき如下：

u_{tt}=c^{2}(u_{xx}+u_{yy}+u_{zz})

其中， $c$ 是これ光速こうそく， $x$ 、 $y$ 、 $z$ 是ぜ空そら间的坐すわ标， $t$ 是ぜ时间的てき坐すわ标， $u(x,y,z,t)$ 是ぜ描写びょうしゃ光こう的てき函数かんすう，下しも标表示しめせ取ど偏へん导数。

在ざい空そら间固定こてい的てき一いち点てん（ $x$ 、 $y$ 、 $z$ 固定こてい）， $u$ 就成为时间的一いち个函数すう了りょう。通つう过傅でん里さと叶かのう变换我わが们可以获得とく每ごと个波长的振幅しんぷく。由よし此我们可以得到いた这个光こう在ざい每まい个波长的强度きょうど。这样一来我们就可以从波动方程式获得一个光谱。

但ただし实际上じょう要よう描写びょうしゃ一组光谱到底会产生什么颜色，我わが们还得とく理解りかい视网膜まく的てき生理せいり功こう能才のうさい行ぎょう。

将人まさと类色彩しきさい感知かんち同どう与あずか之これ相しょう关的物理ぶつり量りょう（譬たとえ如光的てき波なみ长、频率、频谱、功こう率りつ）联系起おこり来らい，并用数学すうがく与あずか计量学がく方法ほうほう描述二者间定量关系的学科，叫さけべ做色いろ度ど学がく。它是色彩しきさい科学かがく（英えい语：color science）的てき核心かくしん部分ぶぶん。

颜色的てき感受かんじゅ

尽つき管かん亚里士多した德とく就已经讨论过光和こうわ颜色之の间的关系，但ただし真正しんせい阐明两者关系的てき是ぜ牛うし頓とみ。歌うた德とく也曾经研究けんきゅう过颜色しょく的てき成因せいいん。托たく马斯·杨在ざい1801年ねん第だい一次提出三原色的理论，后きさき来らい亥い姆霍兹将はた它完善ぜん了りょう。20世せい纪60年代ねんだい人じん们发现了人じん眼め内部ないぶ感受かんじゅ颜色的てき色素しきそ，从而确定了りょう这个理り论的正せい确性。

人ひと眼中がんちゅう的てき视锥细胞和わ视杆细胞都と能のう感受かんじゅ颜色，一般人眼中有三种不同的视锥细胞：第だい一种主要感受黄绿色，它的最さい敏感びんかん点在てんざい565纳米左右さゆう；第だい二种主要感受绿色，它的最さい敏感びんかん点在てんざい535纳米左右さゆう；第だい三种主要感受堇紫色，其最敏感びんかん点在てんざい420纳米左右さゆう^[2]^[3]。视杆细胞只ただ有ゆう一いち种，它的最さい敏感びんかん的てき颜色波は长在蓝色和わ绿色之の间。

每まい种视锥细胞的敏感びんかん曲きょく线大致是钟形的てき，视锥细胞依照あきら感應かんおう波長はちょう不同ふどう由よし長ちょう到いた短たん分ぶん為ためL、M、S三種さんしゅ。因よし此进入にゅう眼睛がんせい的てき光ひかり一般相应这三种视锥细胞和视杆细胞被分为4个不同どう强度きょうど的てき信号しんごう。

因いん为每种细胞也对其他た的てき波なみ长有反映はんえい，因いん此并非ひ所有しょゆう的てき光ひかり谱都能のう被ひ区分くぶん。比ひ如绿光こう不ふ仅可以被绿视锥细胞接受せつじゅ，其他视锥细胞也可以产生せい一定いってい强度きょうど的てき信号しんごう，所有しょゆう这些信号しんごう的てき组合就是人じん眼め能のう够区分くぶん的てき颜色的てき总和。

如我们的眼睛がんせい长时间只看み一いち种颜色しょく的てき话，我わが们把目め光こう转开就会在ざい别的地方ちほう看み到いた这种颜色的てき补色。这被称しょう作さく颜色的てき互补原理げんり，简单说来，当とう某ぼう个细胞受到いた某ぼう种颜色しょく的てき光こう（例れい如黄色しょく）刺激しげき时，它同时会释放出ほうしゅつ两种信号しんごう：刺激しげき黄色おうしょく，并同时抑制よくせい黄色おうしょく的てき补色藍色あいいろ。

人ひと类一共约能区分一千万种颜色，不ふ过这只ただ是ぜ一いち个估计，因いん为每个人眼睛がんせい和大かずひろ脑的构造不同ふどう，每まい个人看み到いた的てき颜色也少许不同ふどう，因いん此对颜色的てき区分くぶん是ぜ相しょう当主とうしゅ观的。人ひと类色觉是不同ふどう波は长的光こう线在人じん类感觉系统中产生的てき感受かんじゅ，而不是ぜ光こう线本身ほんみ的てき性せい质。青年せいねん人じん和わ老年ろうねん人じん在ざい色いろ觉上往往おうおう有ゆう细微差さ异。假かり如一个人的一种或多种锥状细胞不能正常对入射的光反映，那な么这个人能のう够区别的颜色就比较少，这样的てき人じん被ひ称しょう为色弱しきじゃく。有ゆう时这也被称しょう为色盲しきもう，但ただし这个称呼しょうこ并不正ふせい确，因いん为真正せい只ただ能のう区分くぶん黑白くろしろ的てき人じん是非ぜひ常つね少しょう的てき。

色彩しきさい的てき心理しんり恆常こうじょう性せい

某ぼう个场景けい的てき光ひかり在ざい视网膜まく上じょう细胞产生的てき信号しんごう并不直接ちょくせつ等とう于人对这个场景けい的てき感受かんじゅ。人的じんてき大だい脑会对这些信号ごう处理，并分析ぶんせき比ひ较周围的信号しんごう。例れい如，一张用绿色滤镜拍的白しろ宫照あきら片かた——白しろ宫的形象けいしょう事ごと实上是ぜ绿色的てき。但ただし是ぜ因いん为人大だい脑对白しろ宫的固有こゆう印象いんしょう，加か上じょう周しゅう围环境さかい的てき绿色色しょく调，人にん脑会把わ绿色的てき障碍しょうがい剔除——很多时候依然いぜん把わ白しろ宫感受成白色はくしょく。这现象ぞう在ざい英文えいぶん中ちゅう被ひ称しょう作さく“Retinex”——合成ごうせい了りょう视网膜まく（retina）和大かずひろ脑皮层（cortex）两个单词。梵高就曾使用しよう过这个现象ぞう作画さくが。

颜色的てき心理しんり作用さよう

不同ふどう的てき颜色可か以产生せい不同ふどう的てき心理しんり作用さよう。从细节上来らい说这些感受かんじゅ每ごと个人都と各かく不ふ相あい同どう，但ただし总的来らい说即使し是ぜ来き自じ不同ふどう文化ぶんか的てき人じん也往往有同どう样的感受かんじゅ。比ひ如红色しょく使つかい人じん心情しんじょう激げき动，蓝色使し人じん們安静あんせい。对艺术家、建けん筑师、服装ふくそう设计师和广告制作せいさく者しゃ等とう来らい说颜色しょく的てき心理しんり作用さよう是非ぜひ常つね重要じゅうよう的てき。

除じょ此之外人がいじん对颜色しょく的てき感受かんじゅ还有许多特とく别的效こう应。一いち个有趣おもむき的てき现象是ぜ假かり如一个画家在绘画时只使用少数几种颜色，我わが们的眼睛がんせい会かい试图将はた灰色はいいろ或ある其他中立ちゅうりつ的てき颜色看み成なり是ぜ缺乏けつぼう的てき颜色。假かり如一幅画中只有红黄黑和白色，那な么我们就会かい把わ黄き和わ黑くろ的てき混合こんごう色しょく看み成なり一いち种绿色しょく，把わ红和黑くろ的てき混合こんごう色しょく看み成なり一いち种紫色しょく，而灰色しょく会かい显得有ゆう点てん蓝。

亮あきら度ど的てき效果こうか

同どう一种颜色在不同的亮度中会产生不同的颜色感。这个现象的てき原因げんいん是ぜ我わが们的眼睛がんせい中ちゅう除じょ了りょう有ゆう锥状细胞外がい还有可か以感光かんこう的てき杆状细胞。杆状细胞虽然一般被认为只能分辨黑白，但ただし它们对不同ふどう的てき颜色的てき灵敏度ど是ぜ略りゃく微ほろ不同ふどう的てき，因いん此当光こう暗くら下か来らい的てき时候，杆状细胞的てき感光かんこう特性とくせい就越来ごえく越えつ重要じゅうよう了りょう，它可以改变我们对颜色的てき感かん觉。

文化ぶんか的てき影かげ响

不同ふどう的てき文化ぶんか对颜色しょく的てき定てい义有很大的てき不同ふどう。例れい如有些文化ぶんか中ちゅう「黑くろ褐墨綠みどり深ふか藍あい及紫色しょく」是ぜ一いち種しゅ顏色かおいろ，或ある者もの把わ「粉こな紅色こうしょく」和かず「紅色こうしょく」視し為ため不同ふどう的てき兩りょう種たね顏色かおいろ。

光源こうげん的てき影かげ响

人ひと在ざい看み颜色时总是ぜ试图补偿光源こうげん本身ほんみ的てき颜色。因よし此我们在不同ふどう的てき光源こうげん下か看み到いた的てき同どう一种颜色实际上是不同的。

动物对颜色しょく的てき感受かんじゅ

不同ふどう的てき动物感かん受光じゅこう线的细胞各かく不ふ相あい同どう。有ゆう些动物ぶつ有ゆう更さら多た的てき感かん受光じゅこう线的细胞种类，比ひ如鸟，有ゆう些动物ぶつ感かん受光じゅこう线的细胞的てき种类比ひ人じん少しょう，比ひ如大多数たすう其它哺乳ほにゅう动物。有ゆう些动物ぶつ可か以感受到人じん看み不ふ见的颜色，比ひ如蜜蜂みつばち可か以感受かんじゅ紫むらさき外がい线。

颜色的てき复制

不同ふどう的てき光ひかり谱可以在人じん眼中がんちゅう产生同どう样的颜色感かん，比ひ如日光にっこう灯とう的てき白光はっこう是ぜ由よし几个相当そうとう窄的光こう谱线构成的てき，而太阳光则是由よし连续的てき光ひかり谱构成なり的てき。就其光こう而言，人にん眼め无法区分くぶん两者。只ただ有ゆう当とう它们反射はんしゃ在ざい不同ふどう颜色的てき物体ぶったい上じょう时，我わが们才看み得え出来でき一个是日光灯的光，一个是太阳光。

在ざい大だい多数たすう情じょう况下人じん能のう看み得え出で的てき颜色可か以由元もと色いろ搭配而成。照あきら片へん、印刷いんさつ、电视等とう就使用しよう这种方式ほうしき来らい体からだ现颜色しょく的てき。

尽つき管かん如此搭配出来でき的てき颜色往往おうおう与あずか纯的单色不完全ふかんぜん相しょう同どう，尤ゆう其在可か见光谱的中部ちゅうぶ搭配的てき颜色只ただ能のう非常ひじょう地ち接近せっきん单色光こう，但ただし无法完全かんぜん达到它的效果こうか。比ひ如绿光こう（530纳米）和かず蓝光（460纳米）搭配在ざい一起可以产生青光。但ただし这个青あお光こう总使人じん有ゆう不十分ふじゅうぶん纯的感かん觉。这是因いん为人的てき红色锥状细胞同どう时也可か以感受到绿色和わ蓝色，它们对搭配はい的てき颜色的てき反映はんえい比ひ对纯的てき青色あおいろ（485纳米）的てき反映はんえい要よう强きょう一いち些，因いん此我们会感かん到いた搭配的てき颜色有ゆう点てん“红”，有ゆう点てん不ふ纯。

此外一般在技术上使用的元色本身也都不纯，因いん此一般来说它们无法完全地表现纯的单色光。不ふ过自然しぜん界かい中ちゅう很少有ゆう真正しんせい的てき纯的单色光こう，因いん此一般来说由元色组成的颜色可以很好地反映原来的颜色。一个技术系统能够产生的颜色的总和被称为色いろ域いき。

在ざい通つう过照あきら相しょう机つくえ或ある扫描仪录取颜色的てき时候也会产生误差。一般いっぱん这些仪器中ちゅう的てき感光かんこう元もと件けん的てき感光かんこう特性とくせい与あずか人ひと眼め的てき感光かんこう特性とくせい相差おうさつ甚远。因よし此在特とく别的光照みつてる下か这些仪器所しょ产生的てき颜色可能かのう会かい与あずか人ひと眼め所感しょかん受到的てき相差おうさつ很大。

与あずか人ひと眼め的てき颜色感受かんじゅ不同ふどう的てき动物（比ひ如鸟可か以感受かんじゅ四种不同的颜色）可か以区分くぶん对人来らい说相同どう的てき颜色，因いん此对它们来らい说适合ごう人じん看み的てき图象有ゆう时会非常ひじょう不可ふか理解りかい。

色素しきそ

在ざい印刷いんさつ或ある图画中ちゅう我わが们一般使用反射一定波长的色素。当とう白はく光照みつてる到いた这些色素しきそ上じょう时，它们只ただ反射はんしゃ一定的光而产生颜色的效果。

红绿蓝三原色さんげんしょく (RGB)

发光的てき媒体ばいたい（比ひ如电视机）使用しよう红、绿和わ蓝加色しょく的てき三さん元げん色しょく，每まい种光尽つき可能かのう只ただ刺激しげき针对它们的てき锥状细胞而不刺激しげき其它的てき锥状细胞。这个系けい统的色しょく域いき占うらない人じん可か以感受到的てき色彩しきさい空そら间的大だい部分ぶぶん，因いん此电视机和わ電腦でんのう螢ぼたる幕まく使用しよう这个系けい统。

理り论上我わが们也可か以使用しよう其他颜色作さく为元色しょく，但ただし使用しよう红、绿和蓝我们可以最大地だいち达到人的じんてき色彩しきさい空そら间。遗憾的てき是ぜ对于红、绿和蓝色没ぼつ有ゆう固定こてい的てき波なみ长的定てい义，因いん此不同ふどう的てき技わざ术仪器き可能かのう使用しよう不同ふどう的てき波なみ长从而在螢ぼたる幕まく上じょう产生稍やや微ほろ不同ふどう的てき颜色。

RGBA

主要しゅよう用よう於圖像ぞう的てきAlpha合成ごうせい。RGBA是ぜ代表だいひょうRed（紅色こうしょく）Green（綠色みどりいろ）Blue（藍色あいいろ）和かずAlpha。

青あお、洋紅ようこう、黄き、黑くろ四よん元げん色しょく (CMYK)

主要しゅよう用よう於印刷いんさつ。理論りろん上じょう，青色あおいろ、洋よう红色和わ黄色おうしょく半はん透明とうめい的てき顏料がんりょう塗ぬり在ざい白色はくしょく的てき底そこ上じょう，顏料がんりょう會かい結合けつごう而吸收きゅうしゅう所有しょゆう光線こうせん，然しか後產あとざん生せい黑色こくしょく。然しか而實際ぎわ上じょう會かい產さん生せい很暗的てき棕色。所以ゆえん除じょ了りょう青色あおいろ、洋よう红色和わ黄色おうしょく之の外そと，還かえ會かい加入かにゅう黑色こくしょく以平いたいら衡色彩しきさい的てき偏差へんさ(即そく青あお、洋紅ようこう、黄き、黑くろCMYK)。

色相しきそう、色いろ度ど和わ明度めいど系けい统 (HSB)

在ざい制作せいさく计算机つくえ图像时人们往往おうおう使用しよう另一种颜色系统。这个颜色系けい统使用しよう三さん項こう分類ぶんるい，分ふん别叫做色相しきそう（hue）、色いろ度ど（saturation）和わ明度めいど（brightness）的てき系けい数すう。色調しきちょう决定到底とうてい哪一种颜色しょく被ひ使用しよう，色いろ度ど决定颜色的てき纯度，亮あきら度ど决定颜色的てき明暗めいあん程度ていど。

其他

结构色彩しきさい

假かり如一个物体的表面的结构使得它有间隙的吸光和反光的部分，而这些不同ふどう的てき光学こうがく特性とくせい的てき部分ぶぶん之の间的距离与光こう的てき波なみ长相应，那な么白光こう照射しょうしゃ到いた这个表面ひょうめん上じょう时就会かい发生衍射，一定颜色的光会被向一定的角度反射。这个物体ぶったい的てき表面ひょうめん就会产生特とく别的彩あや虹にじ般的闪光。孔雀くじゃく的てき羽毛うもう、蝴蝶こちょう的てき翅膀、貝殼かいがら的てき殼から紋もん等とう就会产生这样的てき结构颜色。最近さいきん一些汽车制造商也使用特别的漆来达到这样的荧光效果。

颜色的てき意い义

不同ふどう的てき颜色有ゆう不同ふどう的てき意い义：

政治せいじ含义

红色：左派さは（例れい如社会しゃかい主ぬし义和わ共きょう产主义）的てき标志；
棕色：极右派は（例れい如法ほう西にし斯主义）的てき标志；
黄色おうしょく：中国ちゅうごく自じ唐から朝あさ到いた清朝せいちょう是これ皇帝こうてい的てき标志；现代欧おう美び国家こっか是これ自由じゆう主ぬし义的てき标志。

主要しゅよう地區ちく的てき代表だいひょう色しょく

有ゆう些国家こっか和地わじ区く有ゆう自己じこ的てき代表だいひょう色しょく：

色彩しきさい文化ぶんか含义及文化ぶんか差さ异

不同ふどう的てき文化ぶんか在ざい这里可能かのう有ゆう很大的てき差さ异，傳統でんとう上じょう，中國人ちゅうごくじん穿ほじ著しる黑色こくしょく、白色はくしょく、素もと色しょく等とう喪服もふく参与さんよ喪も禮れい，相反あいはん，西方せいほう國家こっか以白色しょく作為さくい婚禮こんれい的てき禮服れいふく主おも色しょく。中國人ちゅうごくじん喜き歡紅色しょく為ため吉祥きっしょう，但ただし西方せいほう認みとめ為ため紅色こうしょく為ため邪惡じゃあく的てき象徵しょうちょう。