2.2 色光混合呈色
老 狼：电视机和电脑屏幕是通过色光加色混合的方式呈色的。要搞清楚色光混合呈色的规律，首先要弄清楚色光三原色。
马大哈：色光三原色是什么？
2.2.1 色光三原色
老 狼：科学家通过研究发现可见光中，红、绿、蓝光所占波长范围较宽，其中蓝光：400～470nm、绿光：500～570nm、红光：600～700nm，通过对视觉生理的深入研究，人们又进一步发现：红光、绿光和蓝光与人的视觉生理条件有着密切联系。根据颜色视觉理论，人的每个视网膜上分布着约700万个感色锥体细胞，其中又分为三种类型：即感红细胞、感绿细胞、感蓝细胞，分别对红光、绿光和蓝光反应灵敏。当红光照射到人眼中时，感红细胞会迅速兴奋起来，于是产生红色的感觉；如果是绿光照射到人眼中，则感绿细胞便会产生兴奋，此时形成绿色的感觉；同样，蓝光的刺激会使感蓝细胞兴奋，从而形成蓝色的感觉。如果是黄色光的刺激，则是使感红与感绿细胞同时兴奋，便使人产生黄色的感觉。如果是白光作用于人眼时，则三种感色细胞产生同等程度的兴奋，此时便产生白色的感觉，当它们三者接受了不相等的光刺激，各自产生程度不等的兴奋时，就会形成相应的颜色感觉。
由此可见红光、绿光、蓝光这三种单色光以不同比例相混合，可以得到自然界中的一切可见的色光，而它们三者却是不能由任何其他色光混合得到的。因此，将红光、绿光、蓝光确定为色光三原色又简称为三原色光。为了统一对三原色光的认识标准，CIE于1931年规定：标准色光三原色的代表波长是：红光（R）：700nm，绿光（G）：546.1nm，蓝光（B）：435.8nm。如图2-9所示。
图2-9 色光三原色
马大哈：没想到还有这么深刻的道理。那么色光之间的混合有什么规律呢？
2.2.2 色光加色法
老 狼：色光间的混合是有规律可循的，它们按色光加色法进行。色光加色法是指两种或两种以上的色光混合呈现另一种色光的方法。如图2-10所示。
图2-10 色光加色法
图2-10为投射红光、绿光、蓝光的三个投影机在平面上重叠投影的情况，其中二色及三色重叠呈色规律符合图中的四个方程式（方程中的各色光均为等量）。从图2-10可看出色光加色法的实质是色光相加、能量相加，越加越亮。
马大哈：图2-10及方程式所示的色光混色规律是针对等量色光的混合情况，对于非等量混合呈色又是怎样的一种现象呢？
老 狼：两原色光或三原色光不等量混合所得混合色光的颜色偏向强度大的色光的颜色。如图2-11所示。
图2-11 色光非等量混合
马大哈：图中的公式这么多，我一下子记不住啊！
老 狼：我给你一个辅助记忆的方法，如图2-12所示，用这个色环我们就能形象地记住这些公式及颜色变化的情况，例如：R+G等量混合，呈黄色；当绿光不断减弱时黄就偏向红色，绿光完全消失时，颜色就变成了大红。
图2-12 色光混合
马大哈：的确很形象，我来试试，G+B等量混合，从色环上看应呈青色，若绿光减弱，颜色就会偏蓝色，绿光减弱到没有时，颜色就变成蓝的了。我说得对吗？
老 狼：你说得非常正确，按照此法对照色环图多多细心观察分析，你很快就能记住不等量色光混合的颜色变化规律。
马大哈：如果两种色光相加呈现出白色光，这两色光之间是什么样的关系？
老 狼：两种色光相加呈现出白色光时，这两种色光互为补色光。如图2-13所示。
图2-13 补色光
马大哈：照您这么说来，从图2-13可以得出红光—青光、绿光—品红光、蓝光—黄光是互补色光了。但实际上不可能只有三对互补色光，我想应该有很多色光之间混合都能得到白色光的效果，那么这些补色光之间的关系是怎样确定的呢？
老 狼：你是一个善于思考的人，的确很多色光之间都能相互混合得到白色光，互补色光数也数不清，如图2-14所示，在该色相环中只要相互间成180度角的颜色就是互补色光。
图2-14 色相环与互补色光
马大哈：也就是说通过色环中心点，两端成180度角的颜色就是互补色了。您几次提到颜色环，颜色环是怎样得来的呢？有什么规律？
老 狼：前面已讲过，可见光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等光组成的，如果把可见光谱按照此顺序排列成行，在行列两端是红光和紫光，如图2-15所示。
图2-15 颜色环展开图
从物理学的角度来说，可见光是不成环的，只是呈开放形的一条彩色光带。但将可见光谱两端的色光混合，即红光加上蓝光得品红光、红光加紫光可得品红色系的紫红光。这样就找到了把光谱两端连接起来的纽带——谱外色。于是在我们的心理上就可以使它们连成环。如图2-16所示。每一种色光在圆环上或圆环内占一确定位置，白色位于圆环的中心。颜色彩度越小，其位置点离中心越近。在圆环上的颜色则是彩度最大的光谱色。
图2-16 色相环与谱外色
马大哈：色光在混合时有几种方式呢？
2.2.3 色光加色法的类型
老 狼：色光混合分为色光直接混合和色光反射混合两种类型。
色光直接混合是指光源在发射光波的过程中直接混合成色，也称为视觉器官外的混合呈色。如太阳光，在人眼看到日光时，其颜色已混合好了。
色光反射混合是参加混合的色光分别作用于人的视觉器官后才使人产生新的色觉的混色方式，也称为视觉器官内的混色。此种混合成色又可分为色光动态混合和色光静态混合两种形式。
马大哈：色光在静态是怎样混合的呢？
老 狼：色光的静态混合也称色光的空间混合或并列混合，要搞清楚这个问题首先要了解人眼的视觉空间混合原理：
空间中两点间的距离小于等于某一值时，人眼不能区分而把其当成一点。
如图2-17所示，分别是用十倍放大镜看到的不同颜色网点的并列情况，当去掉放大镜时，由于各个色点反射了相应的色光到人的视觉器官内，不同程度地刺激了感红、感绿、感蓝感光细胞，产生了相应的颜色兴奋，由于网点间的距离很小，人眼不能区分单个网点的颜色信息，因此看到的是进行了加色合成的总体颜色效果（如图中的小色块所示）。
图2-17 网点并列混合呈色
色光的空间混合或并列混合成色示意图
彩色印刷品实际上是由一个个网点组合成色的，尤其是在亮调区域，网点以并列呈色为主，如图2-18所示，此图是一张人物印刷品头像，用放大镜看到的是大小不同，颜色不同的网点，但当不用放大镜时，人眼只能看到图像的整体颜色和阶调。
图2-18 网点印刷呈色
马大哈：通过图示和说明，我明白了静态混合成色原理，没想到加网印刷就用到了这种呈色方式。照此说来，如果没有人眼的视觉空间混合特性的存在，现代的加网印刷技术和工艺是不能用于图像的印刷复制的。
老 狼：是的，加网印刷的理论依据之一就是人眼的视觉空间混合原理，彩色电视机荧光屏上荧光粉的呈色也属于这种呈色方式。
马大哈：色光在动态又是怎样混合的呢？
老 狼：色光的动态混合也称作色光的时间混合，是指运动状态的色光先后并连续地刺激人眼的视网膜，利用人眼的视觉暂留叠加而合成颜色的一种方式。如电影、电视节目和动画片等就是色光动态混合的应用。
马大哈：这点我还没完全明白，请您再讲细致点。
老 狼：好的，由于人眼有一种视觉暂留现象，即人眼看到的物体消失后，物体的形状和颜色仍会在视网膜上保持约1/10秒的时间。当第一色的刺激在视网膜上引起的反应尚未消失，第二色的刺激接踵而来，便与第一色相加混色，从而得到新的颜色，如果后面总是这样连续不断地，快速交替地产生作用，最后自然地在人的视觉中产生了混合色觉。正是因为人的这种视觉特性，人类才得以愉快地欣赏到电影、电视中彩色的连续画面。如图2-19所示，牛顿色盘中红、绿、蓝色块面积相等，当快速转动时人眼看到的色盘为白色，这就是因为红、绿、蓝三色光快速连续地刺激视网膜感色细胞后，颜色刺激反应叠加的综合色觉。
图2-19 色 盘
马大哈：色光的静态混合与动态混合有什么共同点呢？
老 狼：共同点是都是在视觉器官内进行的加色混合。
马大哈：对于色光而言，在相互混合呈色时，有哪些规律可循呢？
2.2.4 色光混合呈色规律
老 狼：1854年德国的格拉斯曼（1809-1877）总结出色光加色混合有如下规律：
(1)人的视觉只能分辨颜色的三种变化：即色相、明度、彩度。
(2)明度相加定律：混合色光的明度等于各色光的明度之和，也就是色光相加时，会越加越亮。
(3)色光的补色律：某一颜色与其补色以一定比例混合产生白色或灰色，按其他比例混合便得近似比例重的颜色。如图2-20所示。
图2-20 互补色光混合
(4)中间色域： 是指任何两个非补色相混合，便产生中间色，其色调偏向于数量多的颜色的色相，如图2-21所示。
图2-21 非补色混合
(5)代替律：外貌相同（视觉效果相同）的色光，不管它们的光谱组成是否一样，在加色混合中具有相同的效果。如A=B、C=D，则A+C=B+D；利用这一规律，可将偏蓝的日光灯和偏黄的钨丝灯二者结合，自制混合光源，得到近似日光效果的辨色光源用于印刷和制版车间的照明。具体可用三支40W日光灯管，加上三支20W蓝荧光灯和六支100W钨丝灯合用。
马大哈：什么叫色料？色料是怎样进行分类的？