人眼看色原理在色差仪上应用

我们知道色差仪是根据人眼看色原理研发出来的，每个人的视觉并不是完全一样的，正常视觉群体中不同的人也是有一定的差别的。色度学为了引用国际数据为色差仪研发提供标准依据，是由在多正常视觉党人群中观察测得来的数据而的出来的平均结果。可以说在应用理论上是具备足够的代表性和可靠性的。

我们学习色差仪应用原来之前先学习一下视觉原理，人眼基本上可以看成是一个包含在巩膜内的不透光的暗室。它具有一个由角膜、前房水、水晶体和玻璃体组成的折射光学系统，它们将入射光线聚焦在眼球后面的视网膜上形成一个倒像。虹膜上的小孔叫做瞳孔，瞳孔的大小可以改变，以便调节进入人眼睛的光通量。在低亮度它完全打开时，直径可达8mm左右，而在高亮度环境中，其直接为1.5mm左右，其有效孔径（光圈）从f/11到f/2，焦距约为16mm。色差仪就是模拟这个看物的过程来实现色彩检测、分析和数据显示。

色差仪是由一个标准的照明光源照射在物体上，然后物体反射、折射会光线在有仪器内部的积分球各种光学反射、折射被接收器接收，在交由处理器处理分析输出数字形式的色彩信息。视网膜由一个感光细胞薄层组成，上面的细胞分为两种类型：一种是雏形的，一种是杆形的，它们大约有一亿二千五百万个，不均匀地分布在视网膜上。这两个细胞的作用不同，杆形细胞作用相当于高灵敏度、粗颗粒的黑白底片，它在很暗的光照下还能起作用，但不能区别颜色，得到的像轮廓不够清晰；雏形细胞作用相当于灵敏度比较差、颗粒细的彩色底片，它在较强的光照下才能起作用，能区别颜色，得到的像的细节较清晰。

进入眼睛的光线通过瞳孔后到达水晶体凸透镜，在周围睫状肌柔的作用下，透镜可以适当地调节它的形状，使一定远近范围内（约从无穷达到15cm）的物体都能分别成像于视网膜上，两种感光细胞把像的讯号经过神经通道传送给大脑。

水晶体是折射率不均匀的物体，其外层折射率为1.38，内层折射率接近1.41，水晶体的焦距可以靠其表面曲率的变化来改变。

随着物体离眼睛距离的不同，水晶体焦距作用相应的变化，因而在视网膜上可以得到物体清晰的像，这个过程称为调焦。

正常的眼睛处于没有调节的自然放松状态时，无穷远物体正好成像在视网膜上，即眼睛的像放焦点正好与视网膜重合，所以眼睛观察远处物体不容易疲劳，故目视仪器的调节应使像成与无限远处。

观察近距离物体时，水晶体周围的睫状肌像内收缩，使水晶体曲率半径变小，这时眼睛的焦距缩短，像方焦点由网膜上向前移动，使有限距离处的物体成像在视网膜上。

进入眼睛的光线被视网膜上的杆状和锥状细胞所接收，并产生电子讯号刺激后方的神经细胞层在经由大脑整合产生视觉影像。

杆状细胞主要作用是判断明暗，平均越有1亿两千万个细胞，可接受400~600nm波长的光线不具色彩判别力。锥状细胞，则集中在视网膜中央的部分，可接受400~700nm波长的光线，具辨别色彩的能力，但数量只有6百万个。这也说明了为什么人的眼睛对明暗比较判定要比色彩的变化来的敏感的原因。