视错觉、视觉后像和图形知觉解析

色彩学的概念、常识

色彩的种类 

丰富多样的颜色可以分成两个大类无彩色系和有彩色系： 

1．无彩色系　无彩色系是指白色、黑色和由白色黑色调合形成的各种深浅不同的灰色。无彩色按照一定的变化规律，可以排成一个系列，由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系列。黑白系列中由白到黑的变化，可以用一条垂直轴表示，一端为白，一端为黑，中间有各种过渡的灰色。纯白是理想的完全反射的物体，纯黑是理想的完全吸收的物体。可是在现实生活中并不存在纯白与纯黑的物体，颜料中采用的锌白和铅白只能接近纯白，煤黑只能接近纯黑。无彩色系的颜色只有一种基本性质——明度。它们不具备色相和纯度的性质，也就是说它们的色相与纯度在理论上都等于零。色彩的明度可用黑白度来表示，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。黑与白做为颜料，可以调节物体色的反射率，使物体色提高明度或降低明度。 

2．有彩色系（简称彩色系）　彩色是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。不同明度和纯度的红橙黄绿青蓝紫色调都属于有彩色系。有彩色是由光的波长和振幅决定的，波长决定色相，振幅决定色调。 

色彩的基本特性

有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、纯度（也称彩度、饱和度）、明度。在色彩学上也称为色彩的三大要素或色彩的三属性。 

1．色相　色相是有彩色的最大特征。所谓色相是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称。如玫瑰红、桔黄、柠檬黄、钴蓝、群青、翠绿……从光学物理上讲，各种色相是由射人人眼的光线的光谱成分决定的。对于单色光来说，色相的面貌完全取决于该光线的波长；对于混合色光来说，则取决于各种波长光线的相对量。物体的颜色是由光源的光谱成分和物体表面反射（或透射）的特性决定的。 

2．纯度（彩度、饱和度）　色彩的纯度是指色彩的纯净程度，它表示颜色中所含有色成分的比例。含有色彩成分的比例愈大，则色彩的纯度愈高，含有色成分的比例愈小，则色彩的纯度也愈低。可见光谱的各种单色光是最纯的颜色，为极限纯度。当一种颜色掺人黑、白或其他彩色时，纯度就产生变化。当掺人的色达到很大的比例时，在眼睛看来，原来的颜色将失去本来的光彩，而变成掺和的颜色了。当然这并不等于说在这种被掺和的颜色里已经不存在原来的色素，而是由于大量的掺人其他彩色而使得原来的色素被同化，人的眼睛已经无法感觉出来了。 

有色物体色彩的纯度与物体的表面结构有关。如果物体表面粗糙，其漫反射作用将使色彩的纯度降低；如果物体表面光滑，那么，全反射作用将使色彩比较鲜艳。 

3．明度　明度是指色彩的明亮程度。各种有色物体由于它们的反射光量的区别而产生颜色的明暗强弱。色彩的明度有两种情况：一是同一色相不同明度。如同一颜色在强光照射下显得明亮，弱光照射下显得较灰暗模糊；同一颜色加黑或加白掺和以后也能产生各种不同的明暗层次。二是各种颜色的不同明度。每一种纯色都有与其相应的明度。黄色明度最高，蓝紫色明度最低，红、绿色为中间明度。色彩的明度变化往往会影响到纯度，如红色加入黑色以后明度降低了，同时纯度也降低了；如果红色加白则明度提高了，纯度却降低了。 　　有彩色的色相、纯度和明度三特征是不可分割的，应用时必须同时考虑这三个因素。

色彩生理理论：色彩的错视与幻觉 

当外界物体的视觉刺激作用停止以后，在眼睛视网膜上的影像感觉并不会立刻消失，这种视觉现象叫做视觉后像。视觉后像的发生，是由于神经兴奋所留下的痕迹作用，也称为视觉残像。如果眼睛连续视觉两个景物，即先看一个后再看另一个时，视觉产生相继对比，因此又称为连续对比。视觉后像有两种：当视觉神经兴奋尚未达到高峰，由于视觉惯性作用残留的后像叫正后像；由于视觉神经兴奋过度而产生疲劳并诱导出相反的结果叫负后像。无论是正后像还是负后像均是发生在眼睛视觉过程中的感觉，都不是客观存在的真实景像。 

正后像 

节日之夜的烟花，常常看到条条连续不断的各种造型的亮线。其实，任意一瞬间，烟火无论在任何位置上只能是一个亮点，然而由于视觉残留的特性，前后的亮点却在视网膜上引成线状。再如你在电灯前闭眼三分钟，突然睁开注视电灯两三秒钟，然后再闭上眼睛，那么在暗的背景上将出现电灯光的影像。以上现象叫正后像。电视机、日光灯的灯光实际上都是闪动的，因为它闪动的频率很高，大约100次／秒上，由于正后像作用，我们的眼睛并没有观察到。电影技术也是利用这个原理发明的，在电影胶卷上，当一连串个别动作以16图形／秒以上的速度移动的时候，人们在银幕上感觉到的是连续的动作。现代动画片制作根据以上原理，把动作分解绘制成个别动作，再把个别动作续起来放映，即复原成连续的动作。 

负后像 

正后像是神经正在兴奋而尚未完成时引起的，负后像则是经兴奋疲劳过度所引起的，因此它的反映与正后像相反。例如：当你长时间（两分钟以上）的凝视一个红色方块后，再把目光迅速转移到一张灰白纸上时，将会出现一个青色方块。这种现象在生理学上可解释为：含红色素的视锥细胞，长时间的兴奋引起疲劳，相应的感觉灵敏度也因此而降低，当视线转移到白纸上时，就相当于白光中减去红光，出现青光，所以引起青色觉。由此推理，当你长时间凝视一个红色方块后，再将视线移向黄色背景，那么，黄色就必然带有绿味（红视觉后像为青，青＋黄＝绿，参见下表）。 

又例如：在一白色和灰色背景上，长时间地（两分钟以上）注视一红色方块，然后迅速抽去色块，继续注视背景的同一地方，背景上就会呈现青色方块。这一诱导出的补色时隐时现多次复现，直至视觉的疲劳恢复以后才完全消失。这种现象也是负后像。明度对比也会产生负后像。 

先看的色彩?　　后看的色彩　　　对比后的色彩感觉 　　　　红　　　　　　　橙　　　　　　　 黄味橙 　　　　红　　　　　　　黄　　　　　　　 绿味黄 　　　　红　　　　　　　绿　　　　　　　 蓝味绿　　 　　　　红　　　　　　　蓝　　　　　　 绿味蓝 　　　　红　　　　　　　紫　　　　　　　 蓝味紫　　 　　　 橙　　　　　　　红　　　　　　　 紫味红　　 　　　 橙　　　　　　　黄　　　　　　　 绿味黄 　　　 橙　　　　　　　绿　　　　　　　 蓝味绿　　 　　　 橙　　　　　　　紫　　　　　　　 蓝味紫　　 　　　 橙　　　　　　　蓝　　　　　　　 紫味蓝 　　　 黄　　　　　　　红　　　　　　　 紫味红　　 　　　 黄　　　　　　　橙　　　　　　　 红味橙　　 　　　 黄　　　　　　　绿　　　　　　　 蓝味绿　　 　　　 黄　　　　　　　蓝　　　　　　　 紫味蓝　　 　　　 黄　　　　　　　紫　　　　　　　 蓝味紫　　 　　　　绿　　　　　　　红　　　　　　　 紫味红 　　　　绿　　　　　　　橙　　　　　　　 红味橙 　　　　绿　　　　　　　黄　　　　　　　 橙味黄　　 　　　　绿　　　　　　　蓝　　　　　　　 紫味蓝　　 　　　　绿　　　　　　　紫　　　　　　　 红味紫　　 　　　 蓝　　　　　　　红　　　　　　　 橙味红　　 　　　 蓝　　　　　　　橙　　　　　　　 黄味橙　　 　　　 蓝　　　　　　　黄　　　　　　　 橙味黄　　 　　　 蓝　　　　　　　绿　　　　　　　 黄味绿 　　　 蓝　　　　　　　紫　　　　　　　 红味紫　　 　　　 紫　　　　　　　红　　　　　　　 橙味红　　 　　　 紫　　　　　　　橙　　　　　　　 黄味橙　　 　　　 紫　　　　　　　黄　　　　　　　 绿味黄 　　　 紫　　　　　　　绿　　　　　　　 黄味绿　　 　　　 紫　　　　　　　蓝　　　　　　　 绿味蓝 

灰色的背景上，如果注视白色（或黑色）方块，迅速抽去白色（或黑色）方块，灰底上上将呈现较暗（或较亮）的方块。 

视觉负后像的干扰常常使我们在判断颜色时发生困难。例如，初学色彩者在练习看色时，长时间的色彩刺激会引起视觉疲劳而产生后像，感受色彩的灵敏度不断降低，色彩分辨能力迅速下降。解决问题的方法是注意观察与看色的节奏，避免视觉疲劳。 

同时对比 

结果使相邻之色改变原来的性质，都带有相邻色的补色光。 

例如： 

同一灰色在黑底上发亮，在白底上变深。

同一黑色在红底上呈绿灰味，在绿底上呈红灰味，在绿底上呈红灰味，在紫底上呈黄灰味，在黄底上呈紫灰味

同一灰色在红、橙、黄、绿、青、紫底上都稍带有背景色的补色味红与紫并置，红倾向于橙，紫倾向于蓝。相邻之色都倾向于将对方推向自己的补色方向。

红与绿并置，红更觉其红，绿更觉其绿。

色彩同时对比，在交界处更为明显，这种现象又称为边缘对比。现将色彩同时对比的规律归纳如下：

1、亮色与暗色相邻，亮者更亮，暗者更暗；灰色与艳色并置，艳者更艳，灰者更灰；冷色与暖色并置，冷者更冷、暖者更暖。 

2、不同色相相邻时，都倾向于将对方推向自己的补色。 

3、补色相邻时，由于对比作用强烈，各自都增加了补色光，色彩的鲜明度也同时增加。 

4、同时对比效果，随着纯度增加而增加，同时以相邻交界之处即边缘部分最为明显。 

5、同时对比作用只有在色彩相邻时才能产生，其中以一色包围另一色时效果最为醒目。 

强化同时对比效果的方法： 

（1）提高对比色彩的纯度，强化纯度对比作用； 

（2）使对比之色建立补色关系，强化色相对比作用； 

（3）扩大面积对比关系，强化面积对比作用。 

抑制的方法： 

（1）改变纯度，提高明度，缓和纯度对比作用； 

（2）破坏互补关系，避免补色强烈对比； 

（3）采用间隔、渐变的方法，缓冲色彩对比作用； 

（4）缩小面积对比关系，建立面积平衡关系。 

例如：橙色底上配青灰能强化同时对比作用；而橙色底上配黄灰就能抑制同时对比作用。 

伊顿在《色彩艺术》中指出：“连续对比与同时对比说明了人类的眼睛只有在互补关系建立时，才会满足或处于平衡。”“视觉残像的现象和同时性的效果，两者都表明了一个值得注意的生理上的事实，即视力需要有相应的补色来对任何特定的色彩进行平衡，如果这种补色没有出现，视力还会自动地产生这种补色。”“互补色的规则是色彩和谐布局的基础，因为遵守这种规则便会在视觉中建立精确的平衡。”伊顿提出的“补色平衡理论”揭示了一条色彩构成的基本规律，对色彩艺术实践具有十分重要的指导意义。如果色彩构成过分暖昧而缺少生气时，那么互补色的选择是十分有效的配色方法，无论是舞台环境色彩对人物的烘托和气氛的渲染，还是商品广告及陈列等等，巧妙地运用互补色构成，是提高艺术感染力的重要手段。 

“补色平衡理论”在医疗实践中已被广泛采用。根据视觉色彩互补平衡的原理，医院手术室、手术台、外科医生护士的衣服一般都采用绿色，这不仅因为绿色是中性的温和之色，更重要的是绿色能减轻外科医生因手术中长时间受到鲜红血液的刺激引起的视觉疲劳，避免发生视觉残像而影响手术正常进行。

视错觉 

视错觉就是当人或动物观察物体时，基于经验主义或不当的参照形成的错误的判断和感知。我们日常生活中，所遇到的视错觉的例子有很多： 右上图A与B是同样大小的，右下图中间的圆圈也是同样大的，但看到的却是一大一小，这是不真的事实。