时间：2011年6月14日

主题：色彩应用

活动内容：

  彩色（colours），指除消色以外的各种颜色，各有不同的色调、亮度和饱和度。 彩色，可分为无彩色和有彩色两大类。前者如黑、白。灰，后者如红、黄．蓝等七彩。有彩色就是具备光谱上的某种或某些色相，统称为彩调。与此反，无彩色就没有彩调。无彩色有明有暗，表现为白、黑，也称色调。有彩色表现很复杂，但可以用三组特微值来确定。其一是彩调，也就是色相；其二是明暗，也就是明度；其三是色强，也就是纯度、彩度。明度、彩度确定色彩的状态。称为色彩的三属性。明度和色相合并为二线的色状态，称为色调。

明度

　　谈到明度，宜从无彩色人手，因为无彩色只有一维，好辩的多。（图）最亮是白，最暗是黑．以及黑白之间不同程度的灰，都具有明暗强度的表现。若按一定的间隔划分，就构成明暗尺度。有彩色即靠自身所具有的明度值，也靠加减灰、白调来调节明暗。

　　日本色研配色体系（P．C．C·S·）用九级，门塞儿则用十一级来表示明暗，两者都用一连串数字表示明度的速增。物体表面明度，和它表面的反射率有关。反射的多，吸收得少，便是亮的；相反便是暗的。只有百分之百反射的光线，才是理想的白，百分之百吸收光线，便是理想的黑。事买上我们周围没有这种理想的现象，因此人们常常把最近乎理想的白的硫化镁结晶表面，作为白的标准。在P．C．C．S．制中，黑为’1，灰调顺次是2.4．3.5、4.5． 5.5、 6.5、 7.5、 8.5，白就是9.5。越靠向白，亮度越高，越靠向黑，亮度越低。通俗的划分，有最高、高、略高、中、略低、低、最低七级。在九级中间，如果加上它们的分界级，即 2、 3、 4、 5、 6、 7． 8、 9，便得十七个亮度级。

　　有彩色的明暗，其纯度的明度，以无彩色灰调的相应明度来表示其相应的明度值。明度一般采用上下垂直来标示。最上方的是白，最下方是黑，然后按感觉的发调差级，排入灰调。‘这一表明明暗的垂直轴，称无彩色轴，是色立体的中轴。

色相

　　有彩色就是包含了彩调，即红、黄、蓝等几个色族，这些色族便叫色相。

　　最初的基本色相为：红、橙、黄、绿、蓝、紫。在各色中间加插一两个中间色，其头尾色相，按光谱顺序为：红、橙红、黄橙、黄、黄绿、绿、绿蓝、蓝绿、蓝、蓝紫，紫。红紫、红和紫中再加个中间色，可制出十二基本色相。

　　这十二色相的彩调变化，在光谱色感上是均匀的。如果进一步再找出其中间色，便可以得到二十四个色相。如果再把光谱的红、橙黄、绿、蓝、紫诸色带圈起来，在红和紫之间插入半幅，构成环形的色相关系，便称为色相环。基本色相间取中间色，即得十二色相环。再进一步便是二十四色相环。在色相环的圆圈里，各彩调按不同角度排列，则十二色相环每一色相间距为30度。二十四色相环每一色相间距为15度。

　　P．C．C．s制对色相制作了较规则的统一名称和符号。其中红、橙、黄、绿、蓝、紫，指的是其“正”色（当然，所谓正色的理解，各地习惯未尽相同）。正色用单个大写字母表示，等量混色用并列的两个大写字母表示，不等量混色，主要用大写字母，到色用小写字母。唯一例外的是蓝紫用V而不用BP。V是紫罗兰的首字母，为色相编上字母作为标记，便于正确运用而又便于初学记忆。

　　日本人以这样来划分并定色名，显然是和门塞尔的十色相，二十色相配合的。门塞尔系统是以红、黄、绿、蓝、紫五色为基本色，把它称作黄红。因此P、C、C、S制的二十四色便也归为十类，

彩度

　　一种色相彩调，也有强弱之分。拿正红来说，有鲜艳无杂质的纯红，有涩而像干残的“凋玫瑰”，也有较淡薄的粉红。它们的色相都相同，但强弱不一，一般称为（Sa+ura+lOn）或色品。彩度常用高低来指述，彩度越高，色越纯，越艳；彩度越低，色越涩，越浊。纯色是彩度最高的一级。

　　表示彩度，一般用水平横轴.以无彩色竖轴为点，在色相环某一色相方向伸展开去，按彩度由低至高分作若干级， P、 C、 C、 S制便分九级，以S为其标度单位。最低为IS。

　　最高为g S。越靠近无彩竖轴，彩度便越低。无彩轴上没有一点儿彩调，可说彩度为O S。离无彩轴远则彩度高，端点便是纯色，亦即是光谱上该色之色相。

　　彩度是这样分级的：按纯度的亮度，寻找其对应的灰调，分九等份（依感觉），逐一加入纯色中，同时逐一扣去约色的一份。于是便得到纯色的八个连续的彩度。 5 S是扣去4/9纯色加入了4/9的灰量；ISG是扣去8/9纯度，加入了8/9纯色，加入了8/9灰量.通俗的分法，与九级彩度相对应。用高、略高、中、略低、低五级来标示。

立体色标

　　我们把以上在白光下混合所得的明度、色相和彩色组织起来，选由下而上，在每一横断面上的色标都相同，上横断面上的色标较下横断面上色标的明度高。再由黑、白、灰作为中心轴，中心而外，·使同一圆柱上，色标的纯度都相同，外圆柱上的比内圆柱上的纯度高。再队中心轴向外，每一纵断面上色标的色相都相同，使不同纵断面的色相不同的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色相自环中心轴依时针顺序而列，这样就把数以千计的色标严整地组织起来，成为立体色标。目前影响较大的立体色标是奥斯特华色标和门塞尔色标。

编辑本段色彩的表示方法

简介

　　色彩的种类繁多，正常人眼可分辨的颜色种类可达几十万种以上，而用测色器则可以分辨出一百万种以上的颜色。为了正确的表达和应用色彩，每种色彩都用一个名称来表示，这种方法叫色名法，色名法有自然色名法和系统化色名法两种：

自然色名法

　　用自然界景物色彩的方法为自然色名法，使用自然景色、植物、动物、矿物色彩，例如：海蓝色，宝石蓝，栗色，桔黄色，象牙白、蛋青色等等。

系统色名法

　　系统化色名法是在色相加修饰语的基础上，再加上明度和纯度的修饰语。通过色调的倾向以及明度和纯度的修饰就比较精确了。国际颜色协会（ISCC）和美国国家标准局共同确定并颁布了267个适用于非发光物质的标准颜色名称（简称ISCC-NBS色名）。

编辑本段颜色和彩色

一、颜色

　　颜色可分为非彩色与彩色两大类，颜色是非彩色与彩色的总称。非彩色指白色，黑色与各种深浅不同的灰色。白色、灰色、黑色物体对光谱各波长的反射没有选择性，它们是中性色。彩色物体对光谱各波长反射具有选择性所以它们在白光照射下出现彩色。图2.1－3画出了几种颜色物体的光谱反射率特性。白色物体反射系数近1，黑色物接近于0，灰色物体介于0与1之间。彩色物体的反射率是随频率变化的，其数值介于0至1之间。

　　彩色是指白黑系列以外的各种颜色，颜色有三特性：亮度、色调和饱和度。

　　亮度（Luminance）是指色光的明暗程度，它与色光所含的能量有关。对于彩色光而言，彩色光的亮度正比于它的光通量（光功率）。对物体而言，物体各点的亮度正比于该点反射（或透射）色光的光通量大小。一般地说，照射光源功率越大，物体反射（或透射）的能力越强，则物体越亮；反之，越暗。

　　色调（Hue）:指颜色的类别，通常所说的红色，绿色，蓝色等，就是指色调。光源的色调由其光谱分布P（l ）决定；物体的色调由照射光源的光谱P（l ）和物体本身反射特性r （l ）或者透射特性t （l ）决定，即取决P（l ）r （l ）或P（l ）t （l ）。例如蓝布在日光照射下，只反射蓝光而吸收其它成分。如果分别在红光，黄光或绿光的照射下，它会呈现黑色。红玻璃在日光照射下，只透射红光，所以是红色。

　　饱和度（Saturation）：是指色调深浅的程度。各种单色光饱和度最高，单色光中掺入的白光愈多，饱和度愈低，白光占绝大部分时，饱和度接近于零，白光的饱和度等于零。物体色调的饱和度决定于该物体表面反射光谱辐射的选择性程度，物体对光谱某一较窄波段的反射率很高，而对其它波长的反射率很低或不反射，表明它有很高的光谱选择性，物体这一颜色的饱和度就高。

　　色调与饱和度合称为色度（Chromaticity），它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。色度再加上亮度，就能对颜色作完整的说明。

　　非彩色只有亮度的差别，而没有色调和饱和度这两种特性。

二、关于颜色视觉理论

　　现代颜色视觉理论主要有两大类：一是杨一赫姆霍尔兹的三色学说，二是赫林的“对立”颜色学说。前者从颜色混合的物理规律出发，后者从视学现象出发，两者都能解释大量现象，但是各有欠缺之处。例如：三色学说是最大优越性是能充分说明各种颜色的混合现象，但最大的因难是不能满意地解释色盲现象。对立学说对于色盲现象能够得到满意的解释，但是最大的困难是对三基色能产生所有颜色这一现象没有充分的说明，而这一物理现象正是近代色度学的基础，一直有效地指导着电视技术的发展，彩色电视技术的发展，彩色电视技术中是依靠三色学说作为理论基础的。

　　一个世纪以来，以上两种学说一直处于对立地位，似乎若要肯定一个，非要否定另一个不可。在一个时期，三色学说曾占上风，因为它有更大的实用意义。然而最近一、二十年的发展，人们对这两种学说有了新的认识，证明两者并不是不可调和的。现代彩色视觉理论产生一种“颜色视觉的阶段学说”，将这两个似乎是完全对立的古老的颜色学说统一在一起，有关这方面的知识，请阅读参参考文献[18],P.60。下面只介绍作为彩色电视理论基础之一的三色学说。

三、三色学说

　　这种学说认为人眼的锥状细胞是由红、绿、蓝三种感光细胞组成的，它们有着各自独立的相对视敏函数曲线，分别为Vr（l ）=Vq（l ）和Vb（l ） （2.1－1）

　　如果某色光的功率频谱分布为P（l ），则三种色敏细胞感受到光通量分别为FR、D和F

　　大脑对该色光感觉到的亮度正比于它的总光通量F=FR+FG+FB，大脑感觉该色光的色度（色调和饱和度）由FR、FG和FB分别相互比值来决定。所以，对于两种不同功率频谱分布的色光，只要它们的FR、FG和FB分别相同，对人眼来说，感觉到的亮度是完全相同的，它们的对人眼的彩色视觉是完全等效的。如果它们的FR、FG和FB虽然不同，但是FR、RG和FB的相同互比值相同，则它们对人眼来说，只是亮度感觉不同而色度感觉是完全相同的。

　　由此可见，人眼的颜色感觉虽然取决于色光谱布，但是并不能从看到的颜色来测断它们的光谱分布。也就是说，一定的光谱分布，对应着一种唯确定的颜色；但是同一颜色，可以由不同的光谱分布所组成，这种现象称为“同色异谱”现象。彩色电视正是利用这一现象进行颜色重现的。在颜色重现过程中，并非一定要求重现原景物辐射光的光谱成分，而重要的是应获得与原景物相同的彩色感觉。用什么方法才能实现这一目标呢？下面讨论的三基色原理与颜色混配规律为此问题的解决提供理论依据方法。

编辑本段光与彩色

简介

　　彩色是每一个人都有的经验，我们观察世界，彩色占视觉经验很重要的一部分。这项经验的了解包含了光的性质、光与物质的作用、视觉神经学及视觉心理等，从物理科学、生理学到心理学都包括在内。所以它的研究，吸引了许多自古以来的伟大学者，包括牛顿、哥德、马克士威（Maxwell）及黑姆赫斯（Helmholtz）。

　　我们在本文将以最简单的方法介绍彩色世界的物理基础与视觉生理，并以一些简单的彩色视觉经验来说明它。

　　我们说到彩色光时，物理学家与心理学家的看法颇不相同。心理的观点来看，彩色的经验，可分为六种基本色，红、蓝、绿、黄、黑与白。因为人们可以说得出正黄色（不杂的）、正红色等，却没有正紫色（永远是红与蓝的杂色），其他的彩色亦皆不纯。不同的彩色光相混，可以得到上千种其他的彩色，此种经验我们如何去了解呢？从物理学的观点，这个问题被简化到光的性质本身，它就比较简单。所以本文先从光的物理性质谈起。

　　最早研究光的是牛顿，他利用三棱镜作了许多光的研究。当光进入三棱镜就会进行折射，可见光折射产生红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫所谓七彩。其实光的彩色是连续的，亦可说有十种或二十种，只是在西洋迷信中认为七是神圣的数字，所以定为七彩。不同民族对彩色的命名分类语言，皆不相同，源自其生活环境与心理。牛顿将彩色再经过第二个棱镜，可以聚回来得到原来的白光（日光），他因而确定白光是由其他不同彩色光所混合而成，从而提出单色光的观念。要注意到，物理的单色光与心理的单色光是全然不同的，牛顿伟大贡献的地方在于将光的物理与心理分开，使得后人得以在两方面分别研究（当时哥德站在心理的观点，曾大加反对牛顿的物理观点）。

　　牛顿以后，经两百年到另一物理学家马克士威，而确认光是不同波长的电磁波，牛顿所谓的单色光原是单一波长的电磁波，不同波长之光在介质之折射率不同而得以分开。人类可见的光，只在电磁波所有波段占了很小的一部分，由波长400nm到700nm之间（nm为长度单位，1个nm为十亿分之一公尺），靠近400nm一端为紫色光，波长近700nm一端为红色光。

光源

　　我们讨论东西的彩色，最先要讲光源。最常见的光源都是所谓的连续光源。也就是说这些光束里含有各种波长的可见光。譬如太阳光经过大气层滤过后，从红光到绿光大约是一样强，蓝光较弱，其分布见图一。家里用的钨丝灯，红光部分最强，紫光最弱，是完全连续分布的，属于物理上的黑体辐射（纯由物体之加热，如烧红的铁一般）。又日光灯就不大一样，它虽然是连续分布，但在紫光部分有一个很强的频段放出光。整个加起来，日光灯看起来就比较白。

光的彩色

　　无论是什么光，它的彩色都是取决于客观与主观两方面的因素。

　　1、客观因素是它的功率波谱分布。对光源的彩色，直接取决于它的功率谱P（l）P（l）和P（l）t（l）。因此物体的彩色不仅取决于它的反射特性r（l）和透射特性t（l），而且还与照射光源的功率谱有密切关系，关于这一点将在2.1.2节中详细举例说明。因此，在色度学和彩色电视中，对标准光源的辐射功率波谱，必要作出明确而严格的规定。

　　2、主观因素是人眼有视觉特性。不同的人对于同一功率谱P（l）的光的色感可能是不相同的。例如，对于用红砖建造的房子，视觉正常的人看是红色，而有红色盲的人看是土黄色；同样，他看绿草坪是黄色。由于周围环境的影响，红色盲患者会把他看到的“土黄色”房子叫做“红色”房子；同样，把他看到的“黄色”草坪，叫做绿色草坪，并认为他看到的“红色”与“绿色”和正常人一样。只通过一定检验方法才能发现色盲患者的视觉缺陷。由此可见，光给人的彩色感觉与人眼的视觉特性有关。

标准光源和色温

　　在色度学和电视技术中，常以白色作为一种标准，所以标准光源都是白光。常用的标准白光有五种，称为A、B、C65和E光源。它们辐射的光谱分布在图2.1－2（b）中用几条曲线表示。这种表示方法虽然精确，但是，对于使用感到非常不方便，于是人们想到了绝对黑体（下面简称黑体）。物理光学指出：在不同温度下，黑体辐射电磁波的本领是不同的，它的辐射本领按波长分布的规律如图2.1-2(a）所示。由图可见，黑体在不同温度下的辐射光谱作为标准，让各种光源的光谱分布与之比较。当光源的光谱与黑体某一温度下的光谱相一致时，则黑体的这一温度称为光源的色温；当光源的光谱只能与黑体某一温度下的光谱相近似，而不能精确等效时，则称这一温度为光源的相关色温。由于黑体这个温度与彩色有关，故名色温。读者注意，光源的色温与光源本身的温度是两回事，通常两者是不相同的。例如白炽灯光源本身温度为2800K，但其色温是2845K。

　　有了色温和相关色温的概念，表示光源的特性将非常方便。例如：

　　A光源：色温为2845K，相当于白炽灯在2800K时辐射出的光。

　　B光源：相关色温为4800K，相当于中午直射的日光。

　　C光源：相关色温为6700K，相当于白天的自然光，它的蓝色成分较多。

　　D65光源：相关色温为6500K，相当于白天平均光照，近年来，常被用作彩色电视的标准光源。

　　E光源：又称为等能白光，即P（l）=常数，它是一种假想而实际并不存在的光源，采用它纯粹是为了简化色度学中的计算，其相关色温为550K。

　　另外，在彩色电视、电影摄影棚和演播室中常采用新式卤钨灯，其相关色温3200K，它是近代照明技术中常采用的光源。

　　显像管屏幕上显现的白光，有些色温高达9000～11000K，此时白色已经偏蓝了。

　　维恩（Wien）位移定律指出：当绝对黑体的温度增高时，最大的发射本领向短波方向移动（见图2.1-1）,所以色温较高的光源，其发出的辐射能较多地分布在波长较短的绿光和蓝光之中；而色温较低的光源，其辐射能较多地分布在波长较长的红光中。因此，在上述几种标准白光中，色温较低者，偏红；色温较高时，偏蓝。

编辑本段自然现象的彩色

　　从物理观点来说，彩色产生的原因不外乎光的吸收、折射与干涉现象。我们举一些例子来说明。图二是一杯冰可乐，是从底下打白光，摄影得到（编注：本文图二、四、六、七、十、十一、十二为彩色图片，请见封底）。因为可乐的色素吸收蓝光与紫光，透过的为红光，加上杯子与冰块的折射，就造成这张美丽的相片。又如化学实验室内常见的硫酸铜溶液呈蓝色是因铜离子吸收近800nm的红光，而使蓝光透过。然而在日常生活中，所看到的物体多不透光，它的彩色是反射光的彩色。基本上，是物质吸收可见光的某部分，而将不吸收的部分反射出来，我们看到的是反射光，如果吸收的越多则彩色看来越深。图三是在物体表面涂上透明漆或是打蜡，以加强多次反射效果，亦就是使入射光经过多次物质表面的吸收，则物体的彩色就更深。例如，下雨前，红砖道是浅红色的，下雨后就变暗红色；地板打蜡后其彩色变深，都是这个道理。生物界亦有此种例子。图四是两只同种的昆虫，会变化彩色。这昆虫背上有一层薄薄的空隙组织，这层空隙底下是一层含色素的组织，强烈吸收紫、蓝光，反射黄光。如果两层之间是空的，只有一次反射，彩色看来很浅。当变色时，两层之间充入水，则光线经过多次吸收反射，昆虫的彩色看来就深；它的道理和下雨后红砖道变深是一样的。

　　光的干涉现象可以将不同彩色（波长）的光分开。图五是可以造成光的干涉的光栅，当光从相邻的两个面反射时就有光程差（光所经过路径差），如果这光程差恰好是波长的倍数时，光波即有加成干涉，其他波长则不加成，如此不同彩色的光，其反射程度就不同了。干涉现象而形成彩色，最有名的例子是肥皂泡的彩色及金属面油膜的彩色。肥皂及水本身并不吸收彩色光，但吹出泡膜以后，光在肥皂膜内进行折射反射再出来，每一处膜的厚度不一样，光走的路径长短不一，产生相位差，而造成干涉现象。图六是一种甲虫，它背部有很小的条状突出构造，就像光栅一般，因此使甲虫看来有彩色，此种干涉现象所造成的彩色，在不同的角度看起来是不同的，对昆虫产生很大的保护作用。对它的敌人而言，在不同角度看到不同的彩色，就很难判断它的距离。因为低等动物之视觉没有视角差，距离的判断方法之一要靠彩色之对比。当彩色对比过强时，就不易判断距离。

　　光和物质作用除了吸收和折射外，还有一个重要的作用──散射，这是天空呈蓝色的原因。大气中，分子的热运动，造成局部的不均匀（瞬间），当光进入不均匀介质，就向四面八方散射。散射能力与波长四次方成反比，在可见光范围内，以蓝、紫色散射最强，它们散射到天空，所以天是蓝的。自然景观中的远山，亦呈蓝色（见图七）。其他如汽车排烟，香烟的烟呈蓝色，也都是其中有散射力强的颗粒而造成，并非吸光的缘故（参阅本刊67－7月号，赖昭正着「从蓝天谈起」一文）。

编辑本段眼与彩色视觉

　　彩色视觉讯号既然是由眼球转达到脑，我们在此简介一下眼的构造。图八显示眼球图，光经过眼角膜与晶状体聚像于视网膜上，所有对光灵敏的视网膜细胞都在这里，特别灵敏的区域叫视网膜中心窝（fovea），这是视觉细胞分布特别多的地方。如果我们要看细微的东西，眼睛会眯起来，就是为了让光聚在最灵敏的中心窝上。视觉细胞基本上有两种，一种为杆状体，另外一种为锥状体。杆状体细胞比较多，大约有上亿个，锥状体细胞则只有六、七百万个，大多集中在中心窝附近。杆状体细胞对光极为灵敏，但无区分彩色之能力，其灵敏的程度，可使人在无月的黑夜单靠星光就可看到东西，甚至两公里外的火柴光都可看到呢！锥形细胞则要在较强的照度下方能激发，它是使我们能辨别彩色的视觉细胞。

　　无论杆状体细胞或锥状体细胞，在它后半部都有高度摺叠的膜状构造，其中含有最重要的感光蛋白质──视紫（rhodopsin），它们夹在这些膜表面，分子量为38,000。视紫内含有另一小分子称为retinal（与维生素A构造相似，是由其转变而来，见图九），它是一种感光色素。retinal有两种型式（同分异构物），当吸光时，使11-cis-retinal经过一系列的快速变化，变成trans-retinal，而使分子形状拉直而脱离视紫，然后视紫变形使细胞膜产生变化（其细节，化学家尚不很清楚），最后的结果是改变了细胞膜对钠离子的穿透性。原来在暗的条件时，摺叠膜的钠离子通透量很高，每秒可穿透109个钠离子，在低照度之下，这个钠离子通透量就大为减少，只有107钠离子/秒。结果发出神经电位讯号而使大脑接受视觉。

　　经过生理学家及心理学家的研究，吾人认为锥状体细胞有三种，分别含有三种不同的色素（虽然化学家至今仍无法将它们分离出来），它们的吸收幅度都很广，但并不相同。图十显示三种锥状体对不同波长的反应曲线，三个高峰分别是在580、535及445nm波长的位置。由于它们吸收幅度的宽广，在普通单波长光照射下，三种锥状体细胞都会吸收而作用，只是其相对的反应强度不同。在复合光的作用下，反应就更复杂，使人可能得到上千种的彩色知觉呢！从上面说的物理、化学变化，再到彩色知觉的产生，是要经过神经讯号的处理，大脑视皮质（visual cortex）如何处理这些讯号，整合它们呢？这整个过程，至今科学家仍是很不了解，只在起步阶段。

编辑本段彩色的认知

　　其实，彩色是一个完全主观的认知经验，就如味觉、嗅觉一般。但对一般人而言，往往比较愿意承认一种食品的味道是主观的，并非其组成化合物的本质，但另一方面却把物体的彩色视为其本质。譬如说，认为「铜离子是蓝色的」；较进一步的，虽然不认为彩色是物质的本质，却也坚认为它是可见光的本质。前面所提到的一些例子，也多少是根据着这些看法，以物理原理来说明彩色的产生。但是，完全的彩色经验还要视环境而定，并非由进入眼球的光的物理条件能简单地说明。在中学教科书中，往往将眼比拟如一个照相机，网膜就好像照相底片。这个说法过分简化了视觉的复杂性。更恰当地说法应当是眼与脑为不可分的整体，影像与彩色的建立，需要非常复杂的计算过程，这个过程，我们至今仍很不清楚。以下我们只是简单地介绍一些现象，藉此来学习一点彩色的认知心理。

　　我们对彩色的认知，包含三个因素──色度（hue）、亮度（brightness）与饱和度（saturation）。大略地说，色度是反映光的波长，即我们说红、橙、黄、绿、蓝等等。亮度是与光的强度有关，强光则亮，但变化波长亦会使亮度变化，譬如黄色即较紫色为亮。虽然后者的照度可使之比前者高（物理上说）；最后则是饱和度，它与各波长混合的程度有关，较纯的光（单波长）其饱和度通常较低，橙色与褐色的区别主要在饱和度。以上的分类是建立于心理的认知，它与物理量（波长、照度）的关系并不直接，亦非绝对。例如，我们常见的色轮（见图十一），其外圈彩色是依色度来分，色轮上的正红色是在太阳光谱找不到的彩色，它是由物理光谱上的紫光与红光（约700nm）混合得来。另外正黄色是在570nm波长，但同样的正黄色亦可由两束不甚纯的红光与绿光混合而得。这是由于纯正的红与绿为互补光，它们混成白色（没有色度），则不纯的红、绿就显示其剩下的黄色。所以彩色的知觉与波长并无一对一的关系。

　　我们日常生活对彩色的认知是在极为变化的照光条件下进行的。我们可以从耀眼的日光下步入较暗的室内，仍保持对彩色相同的辨认。譬如对黑白的分辨，在日光下，一块黑煤所反射的光强度，绝对地比在暗室内一支粉笔所反射的光为大；但是我们绝不因照度不同，而黑白不分，黑的仍是黑的。这说明了彩色与光的强度亦无绝对关系。以上的现象亦存在于其他彩色，叫做彩色的恒定性（color constancy）。恒定性是相对的，还依环境与记忆而定，人们对熟悉物体比较容易保持其彩色的恒定性；例如，在大多数状况下，不论你用什么光照射救火车，人们大多把它看成红色，至多深浅不同而已。但对不具特征的图案，彩色的判断较不易保持恒定，而易受周围的影响。例如图十二中，圆圈的彩色在各图的上下，看起来有不同的亮度。

　　最后，我们利用一个实验，来说明彩色的判断与射入眼球的光并不具有简单的关系。1959年，派立得（Polaroid）公司的蓝德（E.H.Land）做了以下实验：

　　蓝德以两个前置有滤色镜的照相机，拍照同一组静物（有草莓、青椒、香蕉等），甲照相机的甲滤镜只透过波长540nm的黄光，乙照相机的乙滤镜只透过波长为590nm的光（亦叫黄光），底片都是黑白底片。然后他分别制作幻灯片。自然，如果他洗相片，必是单色的相片，如果他以单架幻灯机投影，亦只有单色的影像。然而，他用两架置滤色镜的投影机来投影，甲投影机用甲滤镜（540nm）来投甲照相机所得之幻灯片，乙投影机用乙滤镜（590nm）来投乙照相机所得之幻灯片。如果他只开动一架投影机，所得是单色（黄色）的影像，但是！如果他同时打开两部（甲与乙）投影机，并将其影像完全重复在银幕上，则人们看到的是如同实物一般的七彩影像，青椒是绿的，草莓是红的，红色到蓝色全部都有。这个实验的确惊人，只能实看，不能以图片表达，因为如果另外以一个彩色摄影机，试图将银幕照下，只会得到黄色的相片，因为打出来的光（540nm与590nm）只有黄光，但是人们的确看到七彩的影像。同样的实验，亦可用其他相差30nm以上的两束光来做，也都可看到七彩。

　　这说明了彩色的产生并不如普通物理教科书那么简单。那到底是怎么一回事呢？蓝德经过20年的研究，已提出一套完整的计算理论来说明。基本上，他认为人对彩色的判定既非按入射光照度（I），亦非按反射出来光（到眼的）强度（E），而是经过一种未知的机制在十分之一秒内完成的，由比值R=E/I来决定，R称之为反射度（reflectance）。该理论甚为复杂，有兴趣的读者可看参考资料4。至于生理上，人如何达成这项任务，大脑扮演什么角色，神经化学上如何进行彩色的coding，这是相当有兴趣而困难的课题，要长远的研究才能了解。

　　现如今彩色的应用范围已经不再是仅仅局限于我们视觉效果了，甚至已经应用到我们味觉效果中了，在我们经常吃的传统面条里都已经加入彩色了，最近最火爆的营养彩面就是一个最直接的例子，营养彩面不光是加入了彩色这个概念，更加注重营养，真正做到“色、香、味”俱全。