色彩基础知识：物体的色彩

　　我们可以在白天看到五颜六色的颜色，但是到了晚上，所有的物体都变黑了。颜色是怎样呈现的?有哪些因素?第一不同的物体会有不同的颜色，因此颜色必须与物体的属性有关。然后，在不同的光环境中，同一物体会呈现出不同的颜色。例如，下面的苹果在光线下和阳光下的颜色不同，这表明颜色与光源有关。最后，不同的人看同一个物体，也会有不同的感觉，因此颜色的呈现也与人眼有关。

　　因此，物体的颜色与三个因素有关：物体本身的属性、光源和人眼。如下图所示，当光源照射在苹果上时，人觉到苹果的颜色。

一、光源

　　根据科学定义，光指的是所有的电磁光谱，根据波长从大到小可以分为无线电波、红外、可见光、紫外、X射线、γ射线，如图所示。普通人眼睛可接受的光的波长在380~760nm之间。

　　电磁波谱

　　太阳是人类最大的光源，在波长0.15~4.0微米之间，太阳聚变辐射光谱的99%以上，太阳光谱分布如图所示。这些波段受到不同程度的大气衰减的影响。大部分可见光辐射可以到达地面，大部分紫外线辐射被上层大气中的臭氧吸收。到达地面的太阳辐射能量远小于大气上边界，可见光谱区约40%，红外光谱区约60%，紫外线含量极低。

　　太阳光谱分布

　　不同的光源有不同的光谱分布，如白炽灯、蓝光、红光等不同的光源有不同的波长。

二、物体本身的属性

　　当光照射在物体上时，光会发生透射、反射和散射。当光线照射到透明的物体时，大多数光线穿透物体，反射和散射的光线只有一小部分。当光线照射非透明物体时，大部分光线被反射和散射，几乎没有光线穿透物体。不同的物体具有不同的透射率、反射率、折射率和其他属性，因此它们呈现不同的颜色。透明物体的颜色由透明物体的光线决定，而不是透明物体的颜色。

　　例如，蓝天是由于太阳进入大气中时，通过大气向地面发出的波长较长的色光，如红光;当遇到大气分子、冰晶和水滴时，波长较短的紫色、蓝色和蓝色光会分散。散射的紫色、蓝色和蓝色光线覆盖着天空，使天空呈现蓝色。

　　当雨后天空中充满细小的水滴，当阳光照射到这些小水滴时，不同波长的光线以不同的角度散射到天空中，形成彩虹。

三、人眼

　　眼睛是一种光学系统，由角膜、虹膜、晶状体、睫毛和玻璃体组成。眼球结构如图所示。视网膜与盲点和黄斑是光敏和信号处理的一部分，是人类视觉的关键部分;视神经和大脑是一个信号传输和显示系统。由于波长小于300nm，波长大于140nm的光可以被角膜、前室、晶体、玻璃体吸收，光辐射可以达到300~140nm的波长范围。

　　眼睛结构

　　外部物体反射的光，通过角膜、瞳孔、晶体和玻璃体依次反射，通过晶体的折射，落在视网膜上，形成图像。在视网膜上有一个对光敏感的细胞。这些细胞通过视神经将图像信息传递给大脑的某些区域，从而产生视觉。视觉形成过程可以显示在图中。