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光矢量变换色矢量复频谱色度图解析

【摘要】:图5-4是用玫瑰红、大红、中黄、绿、天蓝、深蓝6种油墨调配出来的复频谱色相图,在二维平面上把全色相域分成36份,每相邻两个色块,其色相差大约在10°。图5-4六种颜色油墨调配的复频谱色相图我们说可见光的频率范围在384MMHz到768MMHz之间,这并不是说频率低于384MMHz和频率高于768MMHz的光被眼睛拒之门外。这正是复频谱分析中Z变换与拉普拉斯变换的区别所在。但它们映射在复频谱上的相位转过360°一周后,两端却又重合了。

图5-4是用玫瑰红、大红、中黄、绿、天蓝、深蓝6种油墨调配出来的复频谱色相图,在二维平面上把全色相域分成36份,每相邻两个色块,其色相差大约在10°。在等亮度、等饱和度的理想条件下,这36个色块的色相差才有可比性。但是由于实验条件所限,这些要求暂时还达不到。在这36个色块中,黄色亮度最高,蓝色较低;橙红色饱和度最高,绿色较低。即使有这些不足,其色相变化的均匀性还是较好的。特别是从蓝到紫红再到红,色相从280°到360°(即0°)再到50°,不仅色相变化的规律性较好,每一个色相都有对应的主频率和主波长,由于相位θ=ωt=2πvT,证明了颜色最主要的性能色相H(θ)与光的主要性能频率v二者之间确实存在着线性关系,也就找到了色相与频率在复平面呈均匀分布的原因与物理内涵。

图5-4 六种颜色油墨调配的复频谱色相图(www.chuimin.cn)

我们说可见光的频率范围在384MMHz到768MMHz之间,这并不是说频率低于384MMHz和频率高于768MMHz的光被眼睛拒之门外。人的眼睛和视觉系统的器官尽管非常巧妙复杂,但它毕竟不是机械。前文提到在Z变换的复平面上,以及频率与相位的关系,以可见光来说,若以红端384MMHz为基频,相位在0°,那么,它的一个倍频蓝紫端768MMHz的相位转过一周后又回到0°。红、蓝紫两端频率相差1倍,相位却重合在0°。这正是复频谱分析中Z变换与拉普拉斯变换的区别所在。那么频率低于384MMHz的电磁波,譬如370MMHz它的波长为810.2nm同样也可以刺激锥体细胞产生红色信号。由于频率在复频谱色度坐标上是均匀分布的,当它低于基频,那么它的相位从0°顺时针往下延伸13.125°,到346.9°,在蓝色域里添加一点红色显示蓝紫色。而频率高于768MMHz的电磁波,譬如它的频率是789MMHz,波长380nm,同样也刺激锥体细胞产生蓝色信号。由于它的频率是基频两倍还多,同样道理相位从0°逆时针往上延伸到19.7°,在红色域里添加一点蓝色,显红紫色。

当然,这种整数倍频域外的延伸不会是没有限制的。人身机体的自我保护本能,会对红蓝外延的电磁波采取逐渐衰减屏蔽的办法而截止。可见光红、蓝两端作为电磁波在频域里各自向相反方向延伸不可能衔接。但它们映射在复频谱上的相位转过360°一周后,两端却又重合了。不仅重合,红的频域外延伸到蓝区,蓝的频域外延伸到红区,使得色相的颜色由蓝到紫,再到红紫和红也是连续的。那么在红蓝两端重叠相位为0°的颜色应该是纯正的紫色了。在这里再一次出现这样的问题:光与色既有相关的联系,又有本质的区别。