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知更常青藤】，歡迎你的到來，這是我和你一起學習設計的第二天。本文較長，約2700字，如果你趕時間，請看文末總結。
色彩的光與眼
你是怎樣感知色彩的
設計需要色彩的參與，色彩需要光線的引導。如果我們明確了光線和色彩感知的本質，那麼設計色彩理解就會變得容易。
【物體沒有色彩】
你也許還記得Tom對Jesse說過的話，Tom在那一章說物體實際上是沒有色彩的，你是否感覺奇怪。同樣的，Jesse也覺得奇怪，他明顯能夠感覺到物體是紅色還是紫色，為什麼Tom說物體沒有色彩呢。
“Tom，上次我記得你教我光的本質的時候，曾經提到過物體是沒有色彩的，可是我明明能夠看到顏色，這是怎麼一回事的？”Jesse帶著這個疑問向Tom請教。
“Jesse，當我們提到色彩這個概念的時候，實際上我們在做主觀描述。你應該知道，光是電磁波，那麼人類能夠感知的電磁波段是可見光譜，這是客觀事實，但當電磁波被你感知，你的大腦識別為紫色是主觀感受。這取決於你的視覺系統。”Tom解釋道。
“客觀地講，物體沒有色彩的概念。為了講清楚這個問題，我們來看一看你的視覺系統。”
Tom給Jesse看了一張人類的眼球結構圖。
眼球的結構
“Jesse，你看，我們的眼球是一個十分複雜精密的器官，簡單地說，只要有可見光進入我們的眼球，我們都能不同程度的感知。當光通過瞳孔，最終會在視網膜上成像。在視網膜上有兩種非常重要的細胞，一種是視杆細胞，這種細胞可以感知微弱的光線刺激，但是不能感知為色彩，它感知的是光的明暗，我們能夠在黑夜中藉助微弱的光線看到物體就是視杆細胞的功勞，在這方面貓科動物則遠遠強於我們，它們能夠在黑夜看清獵物。”
“原來是這樣，現在我懂了，那麼色彩是怎樣被感知的呢，Tom？”Jesse好奇地問道。
“在視網膜上還有一種視錐細胞，正是這種細胞感知了色彩。準確地講，是這種細胞接受了電磁波的刺激，將信號傳遞給了視神經，大腦感知為紫色。進一步講，這種細胞可以感受紅、綠、藍三種光波。”
【不同的世界】
“原來如此，所以說，色彩的感知是大腦給我們的錯覺，客觀上並沒有色彩。對嗎，Tom？”
“Jesse，你真聰明，正是如此。這就是為什麼物體沒有色彩的原因，因為客觀上根本不存在色彩。你可以發散一下思維嗎？基於這個原理，是有很多可能性存在的。”
Jesse想了想說：“如果是這樣，世界存在於我們的主觀感受中，也可以叫做幻覺，對嗎？”
“可以這麼理解，幻覺和眼中的世界都是大腦給我們的觀感。這也意味著，你眼中的世界和別人眼中的世界可能是不同的，當然，這裡有些誇張，但是你確實不知道別人眼中的世界是什麼色彩，因為這種觀感是個體感知的。”Tom道。
“有什麼例子嗎，Tom？”
“當然，比如色盲或者色弱。”Tom說道。
“正是因為色盲患者對某種色彩的感知不明顯導致，或者由於先天原因，這種情況居多。不過這已經足夠說明問題了，假如某個人感受細胞可以感受可見光譜以外的色彩，那麼他眼中的世界可就太精彩了。”
“是啊，不過真的難以想象x射線會被感知成什麼色彩。”Jesse說。
“有些生物是可以感知人類無法感知的電磁波的，它們的視覺系統也比我們發達，所以啊，儘管客觀世界是一樣的，但是每個生物眼中都是一個獨一無二、豐富多彩的世界。”Tom笑著說道。
當光線遇到物體表面
Tom對Jesse說：
“Jesse，從第一章到現在，你懂了光的本質，即電磁波，現在你還理解了人類的視覺感知，這就說明了你看到世界，是由於光和視覺系統相互作用產生的結果，這就是色彩的本質。”
“恩，我明白了。接下來我們要學習什麼呢？”
Jesse真是個好學的同學。
“接下來，我們就要深入探討世界的在你眼中形成之前發生了什麼。”
“我們要講到三個概念：反射、折射、吸收。”
【反射】
“Jesse，你知道，我們能夠看見世界是因為光，而光是電磁波。當電磁波遇到物體表面的時候會產生三種情況，那就是【
反射】、【折射】、【吸收】，我們先來講反射。”Tom說。“光線遇到物體表面時發生了反射，我想大多數人都能夠理解。我們在中學就已經學過這部分知識。並且正是因為物體表面的反射，光才能夠進入我們的視覺系統，否則我們的眼前將是一片黑暗。”
光的反射
“不過，由於物體表面非常複雜，這些表面並不是看上去那麼光滑，因此光線的照射發生不同程度的偏轉，這就是漫反射，這種反射與物體表面材質和粗糙程度有關係。”
光的漫反射
“如果物體表面是光滑的，那麼一束平行光遇到這種表面發生的是鏡面反射，這就意味著所有光線的入射角和反射角都相同。”
光的鏡面反射
【吸收】
Tom繼續說道：
“但是光線並不總是被反射，物體表面會對照射其上的光線進行吸收。吸收的規則取決於材質和光線。”
吸收
“在相同的光源下，我們看物體有不同的色彩就是由於物體吸收了某部分色彩。”
【折射】
“最後，我們來了解一下折射，當物體半透明或者透明的時候，光線就會發生折射，這種情況下，光線會從空氣進入物體內部，如果你還記得第一章的內容，那麼你一定還記得【折射率】這件事情。”Tom說道。
光的折射
“是的，Tom，我記得。”Jesse答道。
“接下來，Jesse，色彩的觀感就是通過【反射】、【折射】、【吸收】三種途徑，最終進入我們的眼睛。你明白了嗎？”Tom問道。
“我明白，Tom。這有什麼不一樣嗎？很容易理解呢。”Jesse似乎很擅長理解。
“當然，其實我們看到光有兩種情況，第一是光源直接進入眼睛，比如太陽光、燈光、屏幕上的內容等。都是光源直接進入眼睛的例子。”
“第二種情況是，光源的光經過物體反射、吸收、折射之後，“倖存”的光線進入到眼睛。實際上都是光線進入眼睛，但是後面我們需要理解顏料的混合與色光的混合，那時候就有用了。”
Tom繼續說：
“Jesse，到目前為止，你具備了能夠理解色彩本質的一切知識點，我們很快就要進入真正的色彩部分了，這將是你進入設計領域的第一道門檻，恭喜你。”
總結
- 色彩是光與視覺系統的綜合反應結果
- 視杆細胞對光線的明暗有反應，這讓我們能夠在夜晚看見東西
- 視錐細胞對紅、綠、藍三色電磁波有反應，它是我們能夠看見色彩的關鍵
- 光線遇到物體表面會發生三種情況：【反射】、【吸收】、【折射】
下章內容
- 光與色彩的綜合案例講解練習
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