對於顏色的研究, 牛頓的色散實驗有重要的意義。牛頓用棱鏡將白光分解為7 種色光, 然而這些色光不能用棱鏡再散射了, 因此, 這些色光就稱做單色光。科學家的許多實驗都要用單色光。
白光可以分解為7 種色光, 反過來把7 種色光有比例地混合就可以還原為白色光。其實得到白色光不一定要7 種色光, 隻要用紅綠藍( 準確地說是藍紫) 即可。因此, 紅綠藍也稱做三原色。
如果用幻燈機把紅綠藍三光打到白色的銀幕上, 就會出現如右圖的新色。紅綠藍兩兩相混合就出現三種新色光, 紅綠藍同時混合就出現白色。
下麵用“加法”把這些單色光合成: 紅色光+ 綠色光= 黃色光紅色光+ 藍色光= 品紅色光綠色光+ 藍色光= 青色光紅色光+ 綠色光+ 藍色光= 白色光由於“加法運算”中紅綠藍三色光的品質, 也把它們稱為加色三原色。
三原色兩兩相加得到的新色, 這新色與另一原色相加則為白色, 即黃色光+ 藍色光= 白色光青色光+ 紅色光= 白色光品紅色光+ 綠色光= 白色光這個結果似乎並不奇怪。
如果兩種色光混合可以合成白色, 那麽這兩種色光就稱做互補色。由上可知, 黃色與藍色、青色與紅色、品紅色與綠色就是三對互補色。互補色的條件是兩色相混即為白色, 所以互補色應是不計其數的。國際上通行的蒙賽爾( 一位美國的美術教師) 色素表和奧斯特瓦爾德( 一位德國物理學家) 色素表都是製成球狀的表格, 它可以方便地查出互補色對。
互補色在玻璃生產上的應用很普遍。例如, 安裝在窗戶上的平板玻璃都透著綠色光, 特別是看玻璃的截麵時, 它的綠色很明顯。這種綠色是由於生產玻璃的原料中礦砂中含有氧化鐵的緣故。如果使它無色透明, 就要加入少許金屬錳, 錳可使玻璃略帶紅色, 而紅與綠互補, 這使玻璃變成無色了。
生活中也有利用互補色的例子。人們穿著的白衣服, 時間一長就不很白了, 仔細看上去是略有些發黃, 查一下互補色表, 黃色和藍色是互補的, 所以可以在漂洗時下一點藍顏料, 更簡單的辦法是, 索性加一點兒藍墨水吧! 有些廠家生產洗滌劑加一點藍色, 其用意也是為了消退黃色。
加法的逆運算是減法, 互補色也可以運用“減法”。其運算也很簡單, 如:白色光-藍色光= 黃色光白色光-綠色光= 品紅色光白色光-紅色光= 青色光因此, 黃色、品紅色和青色這三種色就稱為減色三原色, 也稱做物體色的三原色。
通常, 畫家調和顏料就是利用了物色三原色原理。例如, 藍色光+ 黃色光是白色光, 但藍色顏料+ 黃色光顏料是綠色顏料。顏料的混合是一種減色過程, 每種顏料都要吸收一些色光, 並反射另一些色光。就拿藍顏料與黃顏料的混合來說, 藍顏料吸收紅光和黃光, 而反射綠光、藍光和紫光; 黃顏料吸收藍光和紫光, 而反射紅光、黃光和綠光。那麽, 藍顏料與黃顏料為什麽隻見到綠色呢? 這是因為藍顏料把黃顏料反射的紅光和黃光也吸收了, 黃顏料把藍顏料反射的藍光和紫光也吸收了, 最後隻有綠光沒有被吸收。
三原色混合成白光, 而三種原顏料是青色、黃色和品紅色, 它們按一定比例混合後就得到了黑顏色, 這說明白光中所有的色光都被吸收掉了。
不同色光或不同顏料的混合可以得到新的色光或新的顏料。彩色電影所用的彩色膠片就是利用這種混合的原理。
彩色膠片的製片比黑白膠片要複雜, 彩色膠片的感光乳膠中除黑白色用的感光鹵化銀之外, 還有三層感光乳膠, 最上一層乳膠用於感受藍光, 中間一層感受綠光, 最底一層感受紅光。膠片被衝洗後, 根據減色原理, 三層乳膠分別生成黃色、品紅色和青色的染料。這三種顏料恰好與實物的顏色互補。這個膠片就是負片( 俗稱底板) 。
負片並不是放映的膠片, 要再製作一次即把負片印成正片。這也是一個減色過程: 用白色光分別減去負片上的黃色、品紅色和青色, 在新片上得到藍色、綠色和紅色。這三種色與實物顏色是一致的。
彩色電影的拍攝和製片過程也可以用上圖表示出來。
彩色電視與彩色電影相比, 前者的技術要複雜得多。但顏色的攝像和顯像也要應用三原色的合成。
拍攝彩色電視要用三隻攝像管, 通過分色, 它們分別接收記錄紅綠藍三色光。這三色圖像經過光電轉換把光信號變為電信號, 而後經過調製高頻載波, 經天線發射出去。
彩色電視機接收到這些無線電信號後, 經過一個逆過程, 即解調高頻載波的中間過程, 把三種光信號對應的電信號控製三支電子槍打在彩色顯像管上。這三束電子的強度並不一樣, 當它們打在顯像管的同一熒光點上, 形成三幅單色影像, 但是合在一起就是彩色圖像。通常這三束電子是由一支電子槍打出, 它的技術要求很高, 因為每個電子打在顯像管上的點直徑不大於0. 1 毫米。
由此可見, 我們看電影和電視中的彩色世界實際上是單色世界的有規律的混合。