基本介紹
- 中文名：三色論、三色說
- 外文名：trichromatic theory
- 人物：托馬斯·楊
- 學科：普通心理學
- 國家：英國
- 所屬理論：色覺理論
理論背景
顏色視覺對於我們人類具有極其重要的意義，它是視覺審美的核心，深刻地影響我們的情緒狀態。
顏色視覺的研究有很久的歷史了，最早可追溯到1704年牛頓的巨著《光學》，這本書標誌著科學的顏色視覺研究的開始。早在二百九十年前，牛頓就發現了關於色混合的前兩個法則：互補律和}可色律，並且說明了白光是由所有光譜色混合而成的。大詩人歌德在1801生出版了《色覺學說》，這本書價值不大，但對普金耶產生了影響，普金耶於1825年描述了從黑夜到晨曦之間照度的變化（或從黃昏到夜晚出現相反的變化）對顏色視覺的影響，一般稱之為普金耶現象。1823年，格拉斯曼發現了色混合的第三個法則：替代律，並且製成色盤進行實驗。十九世紀物理學的研究成果對顏色視覺的研究產生了重要影響，隨著光波學說的不斷發展，人們清楚地了解到.各種顏色都與特定的頻率相對應。那么人眼怎么能對不同的頻率發出不同的神經反應?我們知道神經所能傳遞的最高脈衝頻率稍低於1000周/秒，而光的頻率卻是幾萬億周/秒，那么作用緩慢的神經系統怎樣再現光的頻率呢?關於人對顏色的知覺的解釋，存在兩種理論假設：三色說和對立說。
基本觀點及發展
三色說由英國科學家楊（T. Young，1807）提出，他假定在人的視網膜中存在三種不同的感受器，每種感受器只對可見光譜中的某一個特定頻率的光波敏感並對之反應。當不同頻率的混合的光入射到視網膜的時候，三種感受器分別對其中的特定頻率的光波產生反應，從而產生混合的顏色知覺。
基與顏色混合的各種事實，1860年赫爾姆霍茲（H. von Helmholtz，1860）發展了楊的三色說，放棄了每種感受器只對特定頻率光波反應的觀點，而認為每種感受器會對可見光譜中的所有頻率的光波反應，只是對特定頻率的光波有最大反應。每種感受器的感受曲線類似於常態分配曲線，在特定頻率附近位置感受性最大，離開特定頻率位置，感受性迅速下降。當光波入射到視網膜的時候，每種感受器都感受到所有的光譜的頻率，只是每種感受器的感受性不同，因而產生混合的顏色知覺。這一理論後來成為其他顏色視覺理論的原型。這個理論叫做三種感受器理論，或三色論、三色說。三色理論說明為什麼三種顏色可以起原色的作用，它還說明某一顏色不只是由某幾個固定波長的光組合而成，這個顏色也可以由其他波長的光組合而成;而且在顏色混合中，只要兩個顏色的外貌相同，它們就可以彼此代替。
赫爾姆霍茲提出，在人的眼睛內有三種基本的顏色視覺感受器。在當時，赫爾姆霍茲還不知道視網膜內錐體細胞的作用，他只假設有三種基本的顏色感覺纖維。後來發現，這些假定的纖維和視網膜的錐體細胞有類似的作用，所以近代的三色理論認為，三種顏色感受器實際上是視網膜的三種錐體細胞。每一種錐體細胞包含一種色素，三種錐體細胞色素的光吸收特性不同，即在光照射下它們吸收和反射不同的光波。視網膜中除了這三種錐體細胞之外，還有調節暗視覺的桿體細胞。桿體細胞不是顏色視覺的感受器，因為在光亮下它們不起作用。
赫爾姆霍茲所假設的三種顏色感覺纖維，或錐體細胞的光譜吸收曲線。用一個等能量光譜不同波長的光分別照射三種錐體細胞色素，可以看到，第一種錐體細胞色素吸收光譜紅端的光比吸收光譜黃和綠部分的光要多，而幾乎不吸收光譜藍端的光。當色素吸收光時，錐體細胞發生生物化學變化，產生神經興奮。錐體細胞吸收的光愈多，反應愈強烈;吸收的光少就沒有什麼反應。因此，光譜紅端波長的光射到第一種錐體細胞上，它的反應強烈，而光譜藍端的光射到它上面時反應就很小。黃光也能引起這種錐體細胞的反應，但比紅光引起的反應要弱。可見第一種錐體細胞是專門感受紅光的細胞。第二種錐體細胞色素對光譜中間波長的光最敏感，也就是對光譜的綠色部分最敏感，而對紅光和藍光不敏感。可見第二種錐體細胞是專門感受綠光的細胞。第三種錐體細胞色素的吸收曲線表明，它主要對藍光起反應，而對紅光和綠光不敏感。因而第三種錐體細胞是專門感受藍光的細胞。
理論簡評
優點
這種理論能夠很好的解釋顏色混合問題。我們可以用紅藍綠三種原色以不同比例混合產生白色和其他各種顏色。例如，在紅、綠、藍三種單色光的作用下，能引起三種錐體細胞的興奮，在視覺上就會產生白色感覺。用黃光刺激眼睛，將會引起感紅和感綠兩種錐體細胞幾乎相等的反應，而只引起感藍細胞很小的反應。這三種細胞不同程度的興奮結果產生黃色感覺。一個短波長的藍紫光將會引起第三種錐體細胞強烈的反應，也引起第二種錐體細胞的一些活動，而幾乎不能引起第一種錐體細胞的活動。我們用大量的藍光，少量的綠光和極少量的紅光進行混合，也能復現這種藍紫色。研究這三種錐體細胞的光譜吸收曲線可以看到，不同波長的光所造成的三種錐體細胞反應的強度不同，三者不同程度興奮的比例關係決定我們所看到的將是什麼顏色。
不足
但是這一學說也有不足之處，例如，按照這一學說，應該有三種單色盲即紅色盲屯綠色盲和藍色盲，而實際上發生的卻是紅綠色盲和藍黃色盲。而且紅綠色盲者按這一學說沒有紅和綠纖維，不具備合成黃色的條件，實際上它們卻仍有黃色的感覺。特別是既然白和灰是三種纖維同時興奮而產生的，色盲者又缺乏一種或幾種纖維，就不應該有白色或明度感覺，事實也非如此。
關於人對顏色的知覺的解釋，存在兩種理論假設：三色說和對立說。當前普遍的看法是，在網膜水平上，對顏色的知覺是按三色說理論來進行的，而在視覺系統的更高層次上，對顏色的知覺是對立加工的過程。兩種理論假設都得到了部分實驗的驗證，但是都無法解釋全部的顏色知覺現象。
