光学基础知识：白光、颜色混合、RGB、色彩空间

史晓琳

1665年，牛顿(Isaac Newton)进行了太阳光实验，让太阳光通过窗板的小圆孔照射在玻璃三角棱镜上，光束在棱镜中折射后，扩散为一个连续的彩虹颜色带，牛顿称之为光谱，表示连续的可见光谱。而可见光谱只是所有电磁波谱中的一小部分。
牛顿认为白光(太阳光)使复杂的，由无数种不同的光线混合，各种光线在玻璃中受到不同程度的折射。棱镜没有改变白光而只是将它分解为简单的组成部分，把这些组成部分混合，能够重新恢复原来的白色。利用第二块棱镜可以将扩散的光再次合成为白光。

在重新合成之前，通过屏蔽部分光谱，可以产生各种颜色。Young在1802年的实验表明：如果在红、绿、蓝区域选择部分光谱，这三者适当的混合可以再现白光。

后来，Helmholtz成功地定量分析了这种现象。混合物中红、绿、蓝比例的变化可以产生多种颜色，几乎可以产生任何颜色，红色、绿色、蓝色三者等量的混合可以再现白色。

所以：红、绿、蓝这三种颜色就称为“三原色”(RGB)。
红、绿、蓝光的混合结果暗示了人眼也拥有三种颜色的灵敏读，分别对应于红、绿、蓝。这种三灵敏度理论称之为Young-Helmholtz颜色视觉理论。它可以对三原色合成颜色作出非常简单的解释。

三原色理论被广泛应用于各种涉及视觉的场合。
补色的概念：从白色中减去颜色A所形成的颜色，称之为颜色A的补色 (complementary color)。

补色的形成：(白色减掉三原色，就是黑色)
补色的特点：当使用某个补色滤镜时，该补色对应的原色会被过滤掉：
颜色再现有两种方式：

1、原色加法：三原色全部参与叠加形成白色，任意其中两种原色相加形成不参与合成的颜色的补色。

2、原色减法：三补色全部参与叠加形成黑色，任意其中两种补色相加形成不参与合成的颜色的原色。
原色加法比较简单，由原色叠加而形成其他颜色，但是应用较少；而原色减法是从白色中减掉相应原色而形成其他颜色，就是用补色来叠加形成其他颜色，应用的场合比较多。

色彩空间

随着数字摄影的兴起，计算机处理图象已经成为主流，但是现在多数的计算机设备无法完全再现人眼可辨认的色彩。一般的数字影像都是采用了sRGB色彩空间，处理范围比较宽的是Adobe RGB。下面是国际照明委员会(CIE)颁布的CIE1993-RGB系统的色度图：