怎样配出标准白色

Question

红绿蓝调节它们的亮度可以达到白色的效果.
如果用黄色(黄=红+绿)+蓝色呢?
应该选用波长在什么范围内的黄色和蓝色才能配比出白色呢?

Answer 1

这个问题提法好象有点问题，黄色光不是单色光，而是复色光，含有红光和绿光成分，所以说用什么波长的黄光这种说法不准确。另外红绿蓝三色光在混合成白色光时，它们的亮度了不是1：1：1的关系，而是当红、绿、蓝三原色的亮度比例为1.0000：4.5907：0.0601时，就能匹配出中性色的等能白光.
详略资料如下：
（一）、色光三原色的确定
三原色的本质是三原色具有独立性，三原色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。另外，三原色具有最大的混合色域，其它色彩可由三原色按一定的比例混合出来，并且混合后得到的颜色数目最多。

在色彩感觉形成的过程中，光源色与光源、眼睛和大脑三个要素有关，因此对于色光三原色的选择，涉及到光源的波长及能量、人眼的光谱响应区间等因素。
从能量的观点来看，色光混合是亮度的叠加，混合后的色光必然要亮于混合前的各个色光，只有明亮度低的色光作为原色才能混合出数目比较多的色彩，否则，用明亮度高的色光作为原色，其相加则更亮，这样就永远不能混合出那些明亮度低的色光。同时，三原色应具有独立性，三原色不能集中在可见光光谱的某一段区域内，否则，不仅不能混合出其它区域的色光，而且所选的原色也可能由其它两色混合得到，失去其独立性，而不是真正的原色。
在白光的色散试验中，我们可以观察到红、绿、蓝三色比较均匀地分布在整个可见光谱上，而且占据较宽的区域。如果适当地转动三棱镜，使光谱有宽变窄，就会发现：其中色光所占据的区域有所改变。在变窄的光谱上，红（R）、绿（G）、蓝（B）三色
光的颜色最显著，其余色光颜色逐渐减退，有的差不多已消失。得到的这三种色光的波长范围分别为：R（600~700nm），G（500~570nm），B（400~470nm）。在色彩学中，一般将整个可见光谱分成蓝光区，绿光区和红光区进行研究。
当用红光、绿光、蓝光三色光进行混合时，可分别得到黄光、青光和品红光。品红光是光谱上没有的，我们称之为谱外色。如果我们将此三色光等比例混合，可得到白光；而将此三色光以不同比例混合，就可得到多种不同色光。
从人的视觉生理特性来看，人眼的视网膜上有三种感色视锥细胞--感红细胞、感绿细胞、感蓝细胞，这三种细胞分别对红光、绿光、蓝光敏感。当其中一种感色细胞受到较强的刺激，就会引起该感色细胞的兴奋，则产生该色彩的感觉。人眼的三种感色细胞，具有合色的能力。当一复色光刺激人眼时，人眼感色细胞可将其分解为红、绿、蓝三种单色光，然后混合成一种颜色。正是由于这种合色能力，我们才能识别除红、绿、蓝三色之外的更大范围的颜色。
综上所述，我们可以确定：色光中存在三种最基本的色光，它们的颜色分别为红色、绿色和蓝色。这三种色光既是白光分解后得到的主要色光，又是混合色光的主要成分，并且能与人眼视网膜细胞的光谱响应区间相匹配，符合人眼的视觉生理效应。这三种色光以不同比例混合，几乎可以得到自然界中的一切色光，混合色域最大；而且这三种色光具有独立性，其中一种原色不能由另外的原色光混合而成，由此，我们称红、绿、蓝为色光三原色。为了统一认识，1931年国际照明委员会（CIE）规定了三原色的波长λR=700.0nm,λG=546.1nm,λB=435.8nm。在色彩学研究中，为了便于定性分析，常将白光看成是由红、绿、蓝三原色等量相加而合成的。
（二）色光加色法
由两种或两种以上的色光相混合时，会同时或者在极短的时间内连续刺激人的视觉器官，使人产生一种新的色彩感觉。我们称这种色光混合为加色混合。这种由两种以上色光相混合，呈现另一种色光的方法，称为色光加色法。
国际照明委员会（CIE）进行颜色匹配试验表明：当红、绿、蓝三原色的亮度比例为1.0000：4.5907：0.0601时，就能匹配出中性色的等能白光，尽管这时三原色的亮度值并不相等，但CIE却把每一原色的亮度值作为一个单位看待，所以色光加色法中红、绿、蓝三原色光等比例混合得到白光。其表达式为（R）+（G）+（B）=（W）。红光和绿光等比例混合得到黄光，即（R）+（G）=（Y）；红光和蓝光等比例混合得到品红光，即（R）+（B）=（M）；绿光和蓝光等比例混合得到青光，即（B）+（G）=（C），如图2-7所示。如果不等比例混合，则会得到更加丰富的混合效果，如：黄绿、蓝紫、青蓝等。

图2-7加色混色图
从色光混合的能量角度分析，色光加色法的混色方程为：

式中：C为混合色光总量；（R）、（G）、（B）为三原色的单位量；a、b、g为三原色分量系数。此混色方程十分明确地表达了复色光中的三原色成分。
从人眼对色光物理刺激的生理反应角度分析，色光加色混合的数学形式为：

式中：C 为混合色觉；为光谱三刺激值 。
自然界和现实生活中，存在很多色光混合加色现象。例如太阳初升或将落时，一部分色光被较厚的大气层反射到太空中，一部分色光穿透大气层到地面，由于云层厚度及位置不同，人们有时可以看到透射的色光，有时可以看到部分透射和反射的混合色光，使天空出现了丰富的色彩变化。
（三）加色法实质
加色法是色光与色光混合生成新色光的呈色方法。参加混合的每一种色光都具有一定的能量，这些具有不同能量的色光混合时，可以导致混合色光能量的变化。
色光直接混合时产生新色光的能量是参加混合的各色光的能量之和。如图2-8所示，照射面积相同的两种色光--红光与绿光混合，混合后的面积依然与混合前单色光的面积相同，但光的能量却增大了，所以导致了混合后色光亮度的增加。

（四）加色混合种类
色光混合的实现方法主要分为两类：一类是视觉器官外的混合，另一类是视觉器官内的混合。
1、视觉器官外的加色混合
视觉器官外的加色混合是指色光在进入人眼之前就已经混合成新的色光。色光的直接匹配就是视觉器官外的加色混合。光谱上各种单色光形成白光，是最典型的视觉器官外的加色混合这种加色混合的特点是：在进入人眼之前各色光的能量就已经叠加在一起，混合色光中的各原色光对人眼的刺激是同时开始的，是色光的同时混合。
2、视觉器官内的加色混合
视觉器官内的加色混合是指参加混合的各单色光，分别刺激人眼的三种感色细胞，使人产生新的综合色彩感觉，它包括静态混合与动态混合。
（1）静态混合
静态混合是指各种颜色处于静态时，反射的色光同时刺激人眼而产生的混合，如细小色点的并列与各单色细线的纵横交错，所形成的颜色混合，均属静态混合，各色反射光是同时刺激人眼的，也是色光的同时混合。细小色点并列的加色混合如图2-9 a及彩图2-9 b所示。
由于视锐度所限，人们不能将相隔太近，且面积又很小的色点或色线分辨开来，而将它们视为一种混合色。图2-9a是黄色点与青色点并列时的放大图，黄色与青色的反射光同时刺激人眼的感色细胞，使人产生的色彩感觉既不是单纯的黄色，也不是单纯的青色，而是青色与黄色的混合色--绿色，这是由于色点相距太近，人眼的感色细胞无法区分开，从而产生了综合色觉。
（2）动态混合
动态混合是指各种颜色处于动态时，反射的色光在人眼中的混合，如彩色转盘的快速转动，各种色块的反射光不是同时在人眼中出现，而是一种色光消失，另一种色光出现，先后交替刺激人眼的感色细胞，由于人眼的视觉暂留现象，使人产生混合色觉。
人眼之所以能够看清一个物体，乃是由于该物体在光的照射下，物体所反射或透射的光进入人眼，刺激了视神经，引起了视觉反应。当这个物体从眼前移开，对人眼的刺激作用消失时，该物体的形状和颜色不会随着物体移开而立即消失，它在人眼还可以作一个短暂停留，时间大约为1/10秒。物体形状及颜色在人眼中这个短暂时间的停留，就称为视觉暂留现象。正因为有了这种视觉暂留现象，人们才能欣赏到电影、电视的连续画面。视觉暂留现象是视错觉的一种表现。
人眼的视觉暂留现象是色光动态混合呈色的生理基础，如图2-10所示的彩色转盘。
在转盘上以1：1的比例间隔均匀地涂上红、绿两种颜色。快速转动转盘，可以看到转盘上已不再是红、绿两种颜色，而是一个黄色。这是因为：当转盘快速转动时，如果红色反射光进入人眼，就会刺激感红细胞。当红色转过，绿色反射光进入人眼，就刺激了感绿细胞。此时，感红细胞所受刺激并没有消失，它继续停留1/10秒地时间。在这个瞬间，感红细胞与感绿细胞同时兴奋，就产生了综合的黄色感觉。彩色转盘转动地越快，这种混合就越彻底。