光源是影像測量儀的配件之一，下面我們簡述一下影像測量儀之光源的互補增色。

光和物體的顏色

我們知道，在沒有光線的暗室中，或在漆黑的夜里，誰也無法辨認出物體的顏色；只有在光照射下，物體的顏色才能為人眼所見。

所以，物體的顏色是光和眼睛相互作用產(chǎn)生的，是大腦對投射在視網(wǎng)膜上不同波長光線進行辨認的結(jié)果。

 

我們?nèi)粘Ｋf物體的顏色是指在日常環(huán)境里太陽光照射時物體所呈現(xiàn)的顏色，稱之為物體的本色。在特殊環(huán)境里物體呈現(xiàn)的顏色，稱之為衍生色。

例如：在陽光照射下樹葉呈綠色，這是其本色，而在紅光照射下，這一"綠色"的樹葉呈現(xiàn)黑色，改用紫外線照射時，它又呈火紅色，這后兩種顏色是衍生色。

一個物體的本色只有一個，而衍生色可有幾個。故我們說物體的顏色時，若不作特殊說明即指物體的本色。

 

人的色覺特點

不同波長的光照射到人眼視網(wǎng)膜上，將給大腦不同的感覺，這種感覺稱為色覺。人們就是憑自己的色覺來辨別物體的顏色。

 

一般人的眼睛可分辨120多種顏色，如果在不同顏色的相互補充、相互襯托之下，有經(jīng)驗的人可分辨13000多種顏色。

人眼為什么能分辨這么多種顏色呢?

現(xiàn)代科學(xué)研究認為：人眼中的錐狀辨色細胞有三種，每一種細胞擅長接收一種顏色的光，但對可見光內(nèi)所有波長的光也能發(fā)生程度不同的反應(yīng)。

這三種錐狀辨色細胞分別對紅、綠、藍色光最敏感。因此，人們選擇這三種顏色作為光的三原色。彩色電視機也是根據(jù)上述理論制成的彩色顯示過程。

 

當眼睛接受了混合光之后，三種色覺細胞都按自己的規(guī)律興奮起來，產(chǎn)生三種視覺信號。經(jīng)視神經(jīng)傳到大腦，但是，大腦對每一個單獨信號并不感興趣，而是把它們總合在一起，形成一個綜合的色覺，這就是人們感覺到的所接收混合光的顏色。根據(jù)人的色覺特點當紅、綠、藍三種色光按千變?nèi)f化的比例混合時，就會使人感覺到千差萬別的顏色。

  

光的色學(xué)性質(zhì)

1666年英國科學(xué)家牛頓第一個揭示了光的色學(xué)性質(zhì)和顏色的秘密。他用實驗說明太陽光是各種顏色的混合光，并發(fā)現(xiàn)光的顏色決定于光的波長。下圖出了在可見光范圍內(nèi)不同波長光的顏色。

 

物體的顏色：人們感知的物體顏色涉及到色彩學(xué)、光學(xué)、化學(xué)及生理學(xué)等不同學(xué)科。

 

主色：紅、黃、藍、綠

 

不同波長光線的顏色

為對光的色學(xué)性質(zhì)研究方便，將可見光譜圍成一個圓環(huán)，并分成九個區(qū)域(見圖)，稱之為顏色環(huán)。顏色環(huán)上數(shù)字表示對應(yīng)色光的波長，單位為納米(nm)，顏色環(huán)上任何兩個對頂位置扇形中的顏色，互稱為補色。

 

互補色：也稱為對比色，互補色在色環(huán)（右圖）上相互對應(yīng)。

假如兩種色光( 單色光或復(fù)色光 ) 以適當?shù)乇壤旌隙墚a(chǎn)生白色感覺時，則這兩種顏色就稱為“互為補色”；兩種互補色等強度混合可以得到白色。

色彩中的互補色有紅色與青色互補，藍色與黃色互補，綠色與品紅色互補。

 

例如，波長為 656nm 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—種原色對其余兩種的混合色光都互為補色。補色相減 ( 如顏料配色時，將兩種補色顏料涂在白紙的同一點上 ) 時，就成為黑色。補色并列時，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(diào)和，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)。

 

 

可見光的互補原則

  

可見光波長(400nm~700nm)

光色波長λ(nm)代表波長

紅(Red)780~630700

橙(Orange)630~600620

黃(Yellow)600~570580

綠(Green)570~500550

青(Cyan)500~470500

藍(Blue)470~420470

紫(Violet)420~380420

 

如果希望更加鮮明地突出某些顏色，則選擇色環(huán)上想對應(yīng)的互補顏色，這樣可以明顯地提高圖像的對比度。

(l)互補色按一定的比例混合得到白光。如藍光和黃光混合得到的是白光。同理，青光和橙光混合得到的也是白光

(2)顏色環(huán)上任何一種顏色都可以用其相鄰兩側(cè)的兩種單色光，甚至可以從次近鄰的兩種單色光混合復(fù)制出來。

如黃光和紅光混合得到橙光。較為典型的是紅光和綠光混合成為黃光

(3)如果在顏色環(huán)上選擇三種獨立的單色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出現(xiàn)的各種色調(diào)。這三種單色光稱為三原色光。光學(xué)中的三原色為紅、綠、藍。

這里應(yīng)注意：顏料的三原色為紅、黃、藍。但是，三原色的選擇完全是任意的。

(4)當太陽光照射某物體時，某波長的光被物體吸取了，則物體顯示的顏色(反射光)為該色光的補色。如太陽光照射到物體上時，若物體吸取了波長為400~435nm的紫光，則物體呈現(xiàn)黃綠色。

這里應(yīng)該注意：有人說物體的顏色是物體吸收了其它色光，反射了這種顏色的光。這種說法是不對的。

比如黃綠色的樹葉，實際只吸收了波長為400~435nm的紫光，顯示出的黃綠色是反射的其它色光的混合效果，而不只反射黃綠色光。

  

提高光源的顯色性

顯色性好的光源可以比較真實的還原物體的真實原色。

 

物體的顏色決定于它對光線的吸收和反射，實質(zhì)上決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)對不同波長的光吸收能力不同。

我們知道，光是由光子組成的，不同波長的光由不同能量的光子組成。波長λ和能量E間的關(guān)系為E=hc/λ。公式中普朗克常數(shù)c為光速。當光子射到物體上時，某波長的光子能量與物質(zhì)內(nèi)原子的振動能，或電子發(fā)生躍遷時所需能量相同時，就易被物質(zhì)吸收，其它波長的光就不易被吸收。

 

物質(zhì)對光的選擇吸收，就造成了各自的顏色。對同一種物質(zhì)，改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，顏色也會改變。

如碘化汞在正方晶系時呈紅色，而加溫到127℃使晶形轉(zhuǎn)變?yōu)樾狈骄禃r卻成藍色。這主要因物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，對光的選擇吸收也發(fā)生了改變。人們已根據(jù)這一點制成了變色涂料等物質(zhì)。

 

另外，如溶劑、熒光等也會影物質(zhì)的顏色，這里不再贅述。波長與能量(電子伏特)的關(guān)系經(jīng)過換算可得λ=hc/E=[1239.8/E(eV)]nm

  

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