四、对立色色彩理论

　　在前一期文章中，我们针对"视觉色彩三原色"的色彩视觉理论做了一番详细的探讨，接下来我们将持续来研究"对立色色彩理论"。在1878年时，德国的生理学家Ewald，根据精神物理学的研究观察发现，红-绿、黄-蓝、黑-白总是呈现对立关系的色彩现象；也说是说红和绿、黄和蓝、黑和白不可能同时存在于任何的色彩感觉当中。所以Hering提出了"对立色色彩理论"学说（Opponent Colors Theory或Opponenyt Process Theory），他是假设在视觉机构中的感光细胞存在有上述三种对立色的反应。而根据上述的假设说明，可以知道Hering学说主张："色彩空间是属于三度空间，其分别为红-绿、黄-蓝、黑-白等三个双极座标轴，而三个对立色的反应作用组合，则产生各种色彩感觉和各种色彩混合现象"。所以Hering的"对立色学说"又称为"四原色学说"，因为他认为产生各种色彩感觉现象是由红、绿、黄、蓝等四种颜色所形成。

　　Hering"对立色色彩理论"学说的提出，解释子下列几个事实与现象：

　　1. 补色残像：此一现象是因为当某一色彩刺停止时，与该色彩相关的对立色彩便开始作用，因而产生该色的对立色-互补色。

　　2. 同时对比：当视网膜正发生某一对之对立色彩的刺激反应时，其相临部分便会产生同时对比的现象。

　　3. 色盲现象：由于色盲现象是因为人眼的某一对（红-绿或黄-蓝）或两对的对立色反应作用过程无法进行所造成，所以色盲常常成对的出现，即色盲通常是红-绿色盲或者是黄-蓝色盲，而两对的对立色反应作用过程无法进行时，则产生全色盲现象，此一论点解释了先前色彩视觉理论中"视觉色彩三原色"学说无法说明的色盲现象。

　　虽然如此，Hering学说也有其缺点，就是对于红、绿、蓝三原色能够产生所有光谱色彩的现象并无法得到满意的解释。但是无论如何Hering所提的对立色学说，在近年的色度学理论中是一相当重要的学理，最明显的例子就是CIE的Lab、Luv等色彩空间座标都是应用Hering所提的对立色，红-绿、黄-蓝、黑-白三个座标所组成，所以Hering的此一色彩视觉理论对于近代色度学来说也是相当重要的基础理论。

　　五、阶段视觉色彩学说

　　阶段视学色彩学说最早是由G.E.Muller（1930）及Judd（1949）所提出，他们认为长久以来，一直在色彩视觉理论（Color Vision Theory）处于对立的状态的视觉色彩三原色理论与对立色色彩理论，经过实验研究证实两者是可以加以统合与相互配合的，并且对于人眼色彩视觉的现象做了更为完整的解释与说明。但是阶段视觉色彩理论是如何将"对立色色彩理论"的四种对立色代谢反应过程与"视觉色彩三原色理论"加以整合而成的呢？以下我拉就来加以探讨。

　　当光线理入人眼视网膜内时，锥状细胞中的感色物质（photo pigments）会选择性在吸收不同波长光谱的辐射，同时每一种锥状细胞根据光刺激量又可独自产生明度（黑或白）与色彩（红、绿、蓝）的反应。在此一阶段中即可应用Young-Helmholtz视觉色彩三原色理论及色光混合实验来解释视觉色彩的现象。

　　由于锥状细胞是与视神经细胞相连结，所以锥状细胞受到光刺激后引发的神经脉冲会再形成视觉色彩信号，其信号内容分析如下：

　　（1） 中性色信号（achromatic signal）-负责明度信号的整合，接收由三种锥状细胞所形成的明视觉明度信号（photopic achromatic signal）。

　　（2） 彩色信号（chromatic signal）-负责色彩信号的整合，接收由三种锥状细胞。

　　所形成的红色、绿色及蓝色等彩色信号；在此一阶段其色彩信号以下列三个色差信号来表示：C1=R-G；C2=G-B；C3=B-R（R、G、B分别代表三种锥状细胞所产生的信号）。而这三个色差信号C1、C2、C3经由神经纤维向神经中枢传输过程时，则产生及整合成两种彩色信号，其为C1与C3-C2。

　　所以在此阶段中形成三对对立色的神经脉冲反应，其信号如下所示：

　　（1） 明度信号 黑色与白色的对立色

　　（2） 彩色信号 红色与绿色的对立色

　　（3） 彩色信号C3-C2 黄色与蓝色的对立色

　　而在锥状细胞接收光刺激向神经中枢传输过程，所产生的三对对立色的神经脉冲反应，刚好就符合Hering的对立色色彩理论。

　　如果我们把上述的文字说明以下面图形来表示，更可以清楚地了解阶视觉色彩理论如何整合两项视觉色彩理论，以产生色彩视觉现象。