人眼看色原理在色差儀上應(yīng)用

我們知道色差儀是根據(jù)人眼看色原理研發(fā)出來(lái)的，每個(gè)人的視覺并不是完全一樣的，正常視覺群體中不同的人也是有一定的差別的。色度學(xué)為了引用國(guó)際數(shù)據(jù)為色差儀研發(fā)提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，是由在多正常視覺黨人群中觀察測(cè)得來(lái)的數(shù)據(jù)而的出來(lái)的平均結(jié)果?？梢哉f(shuō)在應(yīng)用理論上是具備足夠的代表性和可靠性的。

我們學(xué)習(xí)色差儀應(yīng)用原來(lái)之前先學(xué)習(xí)一下視覺原理，人眼基本上可以看成是一個(gè)包含在鞏膜內(nèi)的不透光的暗室。它具有一個(gè)由角膜、前房水、水晶體和玻璃體組成的折射光學(xué)系統(tǒng)，它們將入射光線聚焦在眼球后面的視網(wǎng)膜上形成一個(gè)倒像。虹膜上的小孔叫做瞳孔，瞳孔的大小可以改變，以便調(diào)節(jié)進(jìn)入人眼睛的光通量。在低亮度它完全打開時(shí)，直徑可達(dá)8mm左右，而在高亮度環(huán)境中，其直接為1.5mm左右，其有效孔徑（光圈）從f/11到f/2，焦距約為16mm。色差儀就是模擬這個(gè)看物的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩檢測(cè)、分析和數(shù)據(jù)顯示。

色差儀是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的照明光源照射在物體上，然后物體反射、折射會(huì)光線在有儀器內(nèi)部的積分球各種光學(xué)反射、折射被接收器接收，在交由處理器處理分析輸出數(shù)字形式的色彩信息。視網(wǎng)膜由一個(gè)感光細(xì)胞薄層組成，上面的細(xì)胞分為兩種類型：一種是雛形的，一種是桿形的，它們大約有一億二千五百萬(wàn)個(gè)，不均勻地分布在視網(wǎng)膜上。這兩個(gè)細(xì)胞的作用不同，桿形細(xì)胞作用相當(dāng)于高靈敏度、粗顆粒的黑白底片，它在很暗的光照下還能起作用，但不能區(qū)別顏色，得到的像輪廓不夠清晰；雛形細(xì)胞作用相當(dāng)于靈敏度比較差、顆粒細(xì)的彩色底片，它在較強(qiáng)的光照下才能起作用，能區(qū)別顏色，得到的像的細(xì)節(jié)較清晰。

進(jìn)入眼睛的光線通過(guò)瞳孔后到達(dá)水晶體凸透鏡，在周圍睫狀肌柔的作用下，透鏡可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)它的形狀，使一定遠(yuǎn)近范圍內(nèi)（約從無(wú)窮達(dá)到15cm）的物體都能分別成像于視網(wǎng)膜上，兩種感光細(xì)胞把像的訊號(hào)經(jīng)過(guò)神經(jīng)通道傳送給大腦。

水晶體是折射率不均勻的物體，其外層折射率為1.38，內(nèi)層折射率接近1.41，水晶體的焦距可以靠其表面曲率的變化來(lái)改變。

隨著物體離眼睛距離的不同，水晶體焦距作用相應(yīng)的變化，因而在視網(wǎng)膜上可以得到物體清晰的像，這個(gè)過(guò)程稱為調(diào)焦。

正常的眼睛處于沒(méi)有調(diào)節(jié)的自然放松狀態(tài)時(shí)，無(wú)窮遠(yuǎn)物體正好成像在視網(wǎng)膜上，即眼睛的像放焦點(diǎn)正好與視網(wǎng)膜重合，所以眼睛觀察遠(yuǎn)處物體不容易疲勞，故目視儀器的調(diào)節(jié)應(yīng)使像成與無(wú)限遠(yuǎn)處。

觀察近距離物體時(shí)，水晶體周圍的睫狀肌像內(nèi)收縮，使水晶體曲率半徑變小，這時(shí)眼睛的焦距縮短，像方焦點(diǎn)由網(wǎng)膜上向前移動(dòng)，使有限距離處的物體成像在視網(wǎng)膜上。

進(jìn)入眼睛的光線被視網(wǎng)膜上的桿狀和錐狀細(xì)胞所接收，并產(chǎn)生電子訊號(hào)刺激后方的神經(jīng)細(xì)胞層在經(jīng)由大腦整合產(chǎn)生視覺影像。

桿狀細(xì)胞主要作用是判斷明暗，平均越有1億兩千萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，可接受400~600nm波長(zhǎng)的光線不具色彩判別力。錐狀細(xì)胞，則集中在視網(wǎng)膜中央的部分，可接受400~700nm波長(zhǎng)的光線，具辨別色彩的能力，但數(shù)量只有6百萬(wàn)個(gè)。這也說(shuō)明了為什么人的眼睛對(duì)明暗比較判定要比色彩的變化來(lái)的敏感的原因。