為什麼是三原色,而不是四原色、五原色?
大多數人誤以為三原色是一個物理學或者光學規律。錯!錯!錯!
三原色實際上是「生理學」或者「生物學」發現。
紅藍綠三色能夠混合出其他顏色,不是真的產生了其他顏色,只是你感覺上以為是那一種顏色。電視機屏幕無論看上去是什麼顏色,你用三稜鏡做一下光譜,只能做出紅藍綠三種顏色,做不出自然光那樣的彩虹式完整光譜。
紅藍綠三原色的根本原因是我們人類的只有三種感光細胞,分別主要感知三個頻段的光。紅綠藍三種顏色的頻率正好accidently落在這三個頻段里。人類這樣的眼睛結構被稱作 trichromats 三色視覺系統。
靈長類哺乳動物和人類的視覺系統一般是一樣的,也是三色視覺。其他哺乳動物一般是「兩色視覺系統」 bichromats。有袋類和鳥類是「四色視覺系統」 tetrachromats。海生哺乳動物一般是「單色視覺系統」 monochromats。所以給海豚看電視單色的也就是黑白的就夠了,給貓狗看的電視兩色就夠了,給袋鼠和鸚鵡看的電視需要四色才行。所以在我們人類看起來完美呈現出多彩自然界的電視屏幕在其他動物看來可能完全是混亂的。你家汪星人和喵星人可能會很納悶:我這傻逼主人是不是腦子有問題,整天對著個顏色亂糟糟的板子一看一整天?!(動物不僅看到顏色數量與人類不同,而且頻段可能也不同,所以人類電視機在動物看來可能偏色嚴重。當然線條是基本不受影響的。補充:經過進一步了解,貓狗看電視可能不僅是色不正,還會有顏色消失。就像色盲的人看電視一樣,有的顏色會消失。比如紅色盲的話,某種比例的藍綠混合色在他們看來是白色的。)
其實可以選擇更多的原色,但是不管是印刷業還是顯示器,增加一種原色就要相應增加成本,這是一個效益的問題。
現在也有公司做四原色的顯示器,就是為了更好的顯示效果,比如夏普有的產品增加了黃色作為原色。而且其實印刷品用到了四種顏色,CMYK,其中K是黑色。原因是油墨技術沒那麼好,CMY調在一起不是黑色而是偏紅的暗色,所以沒辦法只好再弄個K進來。
可以再講講關於原色的選取的問題,三原色的選取可以是任意的,而且說三原色可以混合出任何顏色其實是不對的。你選任何三個顏色都沒法混合出所有的顏色,只能說三原色選得好可以保證混合出絕大多數顏色。
我們拿顯示器來舉個栗子:
這張圖想必大家都見過,這張圖就是色域圖,注意不是「慾火焚身」的「欲」。色域也可以叫色彩空間,在這個又像尖指甲又像吉他撥片的形狀上面包含了人眼所能分辨的所有顏色。(注意,這裡不包含亮度,比如暗藍色其實就是把藍色的亮度降低)
我們再看裡面那個白色的三角形,那個就是NTSC的色域,三個頂點所在位置的就是NTSC的三原色。你選了這三個頂點,那能混合出來的顏色就跑不出這個三角形了。所以,選擇了三原色就決定了色域,也就是你能顯示多少種顏色出來。(順便說一下,中國的PAL制式和NTSC的色域其實是一樣的,這兩種制式在其他方面的差別也不大)
不過看這個圖這麼不規則的外形你就知道了,除非你選無數種顏色,否則你是無法把所有顏色都涵蓋進去的。幸好這個形狀比較像個三角形,要是像圓形就太坑爹了。所以我們選三種顏色已經能比較好地還原色彩了。
現在的技術來說,液晶顯示器做到比NTSC的色域更廣是沒有問題的,一般商家宣傳的「120%色域」其實就是和NTSC做比較得出的數字,如果有雞賊的商家宣傳「120%sRGB」那你可要長個心眼兒,因為圖裡那個黃色的三角形框起來的範圍可是小很多。有些商家為了提高顯示效果,會在高階產品上選用更多的原色,這樣就可以讓色域更廣。人在追求極致的路上總是沒有終點的。
特別說一下,現在很多公司做的所謂四色是WRGB,增加的W其實就是白色,等於是增加了亮度,但這對於提高色域其實沒什麼幫助。原色是指不能透過其他顏色的混合調配而得出的「基本色」。
由於人類肉眼有三種不同顏色的感光體,因此所見的色彩空間通常可以由三種基本色所表達,這三種顏色被稱為「三原色」。
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