问题

为什么三原色是红、绿、蓝,而不是其他颜色?

回答
三原色之所以是红、绿、蓝(RGB),而不是其他颜色,背后有着深刻的科学原理,主要与人类视觉系统的生理结构以及颜色混合的原理有关。下面我将详细解释:

1. 人类视觉的基石:视锥细胞

我们之所以能看到颜色,是因为眼睛视网膜上的特殊感光细胞——视锥细胞(Cones)。人类的眼睛中有三种不同类型的视锥细胞,它们对不同波长的光最为敏感:

S视锥细胞(Shortwavelength cones):对蓝色光(波长较短)最敏感。
M视锥细胞(Mediumwavelength cones):对绿色光(波长中等)最敏感。
L视锥细胞(Longwavelength cones):对红色光(波长较长)最敏感。

这三种视锥细胞就像是接收不同“频道”信号的传感器。当光线进入眼睛时,会刺激这三种视锥细胞以不同的比例产生神经信号,然后这些信号被大脑解读为我们所看到的特定颜色。

2. 色彩混合的基本原理:加色混合 vs. 减色混合

理解RGB作为原色的关键在于区分两种主要的色彩混合方式:

加色混合(Additive Color Mixing):这是光源混合的原理,比如电视屏幕、电脑显示器、手机屏幕等。当不同颜色的光混合时,它们的亮度会叠加,最终混合成更亮的颜色,直到三种原色以最高亮度混合时,会得到白色。
红色光 + 绿色光 = 黄色光
绿色光 + 蓝色光 = 青色光
蓝色光 + 红色光 = 品红色光
红色光 + 绿色光 + 蓝色光 = 白色光
没有光 = 黑色

为什么RGB是加色混合的原色?因为这三种颜色 能够通过不同比例的叠加,生成我们人类视觉系统能够区分的绝大多数颜色。如果我们将三种视锥细胞看作是接收“红”、“绿”、“蓝”这三种基本“信号”的传感器,那么通过控制这三种“信号”的强度,我们就可以刺激它们产生各种不同的组合信号,从而“欺骗”大脑,让我们看到各种色彩。

减色混合(Subtractive Color Mixing):这是颜料、染料、油墨混合的原理,比如绘画、印刷等。当颜料混合时,它们会吸收(减去)不同波长的光,最终反射出我们看到的颜色。
黄色的颜料反射红光和绿光,吸收蓝光。
青色的颜料反射绿光和蓝光,吸收红光。
品红色的颜料反射红光和蓝光,吸收绿光。

当我们将黄色和青色颜料混合时,黄色吸收蓝光,青色吸收红光,只剩下绿光被反射出来,所以混合后是绿色。
黄色颜料 (吸收蓝光) + 青色颜料 (吸收红光) = 绿色颜料 (反射绿光)
黄色颜料 + 品红色颜料 = 红色颜料
青色颜料 + 品红色颜料 = 蓝色颜料
黄色颜料 + 青色颜料 + 品红色颜料 = 黑色(吸收所有可见光)

因此,在印刷和绘画领域,原色是青色、品红色、黄色(CMY),它们与RGB是互补关系。例如,红色光是被青色颜料吸收的。

3. RGB作为光源原色的优势与原因

回到RGB为什么是光源(加色混合)原色:

独立刺激视锥细胞: 理论上,如果存在能够 单独 激发S、M、L三种视锥细胞的纯粹的单色光源,那么它们就是完美的加色原色。而光谱中的深红色(长波)、绿色(中波)和蓝色(短波)恰好能够相对有效地、独立地刺激L、M、S三种视锥细胞。虽然没有绝对纯粹的单色光能完美做到这一点,但选择这三种颜色的光,是因为它们在人类视觉响应曲线上的位置最适合作为基础信号。

最大化颜色空间: RGB模型能够通过组合产生的颜色范围(色域)相对较广。虽然不是所有颜色都能通过RGB精确复制,但它是目前技术最能高效且经济地模拟出人类能看到的大部分颜色的方案。

技术实现与历史原因: 最早的彩色显示技术(如CRT电视)就是基于发射三种不同颜色的光(红、绿、蓝电子束激发的荧光粉)来实现彩色显示的。这种技术路线非常有效,因此RGB模型得以确立并沿用至今。

总结一下为什么是红、绿、蓝:

1. 生理基础: 人类眼睛中有三种视锥细胞,分别对红(长波)、绿(中波)、蓝(短波)这三个范围的光最敏感。
2. 加色混合原理: 在光源混合(加色混合)中,这三种颜色的光通过不同比例的叠加,能够刺激这三种视锥细胞产生人眼能够区分的绝大多数颜色。它们是生成其他颜色的基础“信号”。
3. 技术可行性: 能够制造出分别发射或显示这三种颜色的光源是相对容易实现的,并且这种技术路线能够高效地构建出彩色显示设备。

所以,RGB三原色是基于人类视觉系统的生物特性和色彩混合的物理原理,以及技术实现的便利性而选择的。它们是构成我们视觉体验的“编码语言”的基础。

网友意见

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看了一大波答案没有满意的,我来说说自己的理解,请大家来喷。

第一:颜色不能单独存在,颜色需要依附媒介(这点居然没人提到)。有颜色的媒介分两种,能自己发光的,例如太阳、显示屏;和不能自己发光但是能反射光的,例如印刷品,常见的花草。因为媒介的不同,光的三原色是红(RED)、绿(GREEN)、蓝(BLUE),简称RGB。颜料的三原色是品红(MACENTA),青(CYAN),黄(YELLOW),简称CMY。我想题主应该是想问“为什么CMY是颜料的三原色,而不是其他颜色”。

第二:得从人类的肉眼和可见光说起。人眼对红光、绿光和蓝光最敏感,这是身为人类的局限决定的,一切颜色的理论必须以此为基点。所以红绿蓝被看做光的三原色理由在此。那为什么颜料的三原色却不是这样呢?奥秘在于颜料能反射光,也能吸收光。这个特性决定了颜料的三原色。

第三:人为什么能看见绿色的树叶?因为树叶吸收了蓝光和红光,反射了绿光,只有绿光进入了你的眼睛。因此记住一个结论:红墨、绿墨和蓝墨,每一种都会大量反射本色光,吸收另外两种色光。

第四:重点来了,假如直接利用红、绿、蓝这种光的三原色作为颜料的三原色行不行?答案是否定的。大家可以试试,拿红颜料和绿颜料混合,得到暗灰色甚至黑色。因为红墨吸收了绿光和蓝光,绿墨吸收了红光和蓝光,最后的结果是:光的三原色都被吸收了,剩下黑色(没错,黑色不是颜色,是没有光线跑进来所以看不见才是黑色)。以此类推,红墨、绿墨、和蓝墨两两混合,都会把光的三原色吸收掉,把颜色变成灰调,因为它们不能作为印刷三原色或者颜料三原色。

第五:(楼主要的答案终于呼之欲出)所以要想油墨混合时至少释放一种色光,每一种油墨都应该要反射另外两种色光,这样才能调色。因此,我们需要的颜料三原色应该要满足以上要求。

第六:刚好,

品红色是红蓝光的混合。品红颜料能吸收绿光,同时反射红光和蓝光;

青色是蓝绿光的混合。青色颜料能吸收红光,同时反射绿光和蓝光;

黄色是红绿光的混合。黄色颜料能吸收蓝色,同时反射红色和绿色。

比如,品红和青色颜料混合,没错,绿光和红光被吸收了,只有蓝光被反射,所以两者得到蓝色。同理,其他两两混合也能释放光的三原色。

PS:不知道会不会有人问为什么一定要释放光的三原色才可以被选作颜料的三原色。。。因为人眼需要看见光才能看见颜色呀,又由于人眼对于光的三原色最敏感,三者不同程度的混合即可产生其他颜色了,所以。。。

总结:正是品红,青色,黄色颜料在两两混合时,能释放至少一种人类肉眼最敏感的色光,因此它们就被选作了三原色。

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