彩色电视机的三基色原理

    彩色电视机可以显示出五颜六色的美丽画面，主要是三基色原理的作用。什么是三基色呢？    颜色是作用于人眼睛的一种感觉，色调与光的波长有关。人的眼睛不是一个非常精细的色感器官，所以它辨色的能力是有限的。光谱相同（波长成分相同）的光固然能引起相同的色感，而光谱不同的光线，也能使人有相同的色感。例如，波长为580 nm的光呈现为黄光，把波长为700 nm的红光和波长为540 nm的绿光按一定比例混合在一起时，同样也能得到黄光。人眼不能辨别是单色黄光，还是由红、绿两光混合而得的黄光。可见，对彩色电视机来说，需要对彩色的分解和合成技术来完成。    由于一色可由另外两色按一定比例混合而成。于是人们会想到：利用少数几种基本的颜色来进行配色，定能得到色调、饱和度都不相同的无数种颜色。事实的确是这样。那么，基本的颜色究竟有哪几种呢？通过大量实验证明：只存在三个独立色（所谓三个独立色，也就是说这三色中的任意一色，都不由此三色中的另外两色来产生），而第四色即可由此三色按一定比例配出来。这三个独立色叫做三基色，用三基色组合成无数彩色的原理，叫做三基色原理。    实验说明：把红、绿、蓝三束单色光，光束的截面为圆形．部分重叠地投射到一个白色屏幕上，于是呈现出一幅“品”字形的彩图，称为三基色圆图，如图7-3(a)所示。由图可知，红、绿相加得黄；绿、蓝相加得青；蓝、红相加得紫。红、绿、蓝按一定比例相加得白。而红和青相加同样得到白色。因为青色本来就是绿、蓝两色相加的结果。同样，用绿和紫，或蓝和黄相加，也能得到白色。    把能加出白色来的两种彩色叫做互补色，即红与青互补，绿与紫互补，蓝与黄互补。在三基色圆图中，处在白色相反方向的两色也叫互补色。
    图7-3    彩色电视机的三基色原理    人们不禁要问，以上的配色关系与我们生活中熟知的配色法有什么区别。在绘画时，总是用黄、青两色配出绿色，不可能用红、绿两色能配出黄色。这两种情况确实不同。前面介绍的各种彩色光的配色方法叫做加色法，而油漆、颜料的配色方法叫做减色法。因此，所得出的结果是不一样的。    不论减色法还是加色法，从光的吸收和反射来看，它们的规律是相同的。黄颜料之所以呈现黄色，是因为它吸收了蓝光，反射出黄光的缘故（蓝色和黄色互补，所以从白色中减去蓝色后剩下黄色），而青颜料则吸收红光。把黄、青两种颜料相混，它们就同时吸收蓝、红两光，因此剩下绿光反射出来，呈现绿色。可见，减色法和加色法所遵循的规律是一致的，并不矛盾。减色法的三基色为黄、青、紫（也就是美术工作者习惯上所说的黄、蓝、红三原色），它的配色圆图如图7-3(b)所示。    三基色原理与生理学中的三种感光体学说相符。这一学说假设人眼中有三种感光细胞，它们对红、绿、蓝三色最为敏感。红、绿、蓝三种感光细胞对不同波长彩色光的灵敏程度可用三条光敏曲线来表示，如图7-4 (a)所示。人眼的色感就是由这三种感光细胞共同响应的结果，而三种感光细胞所受刺激量的总和就形成人眼的亮度感觉。用三条曲线相加得出的合成曲线，就是人眼的亮度感曲线，或称人眼的光谱灵敏度函数曲线V(λ)，如图7-4(b)所示。
    图7-4    人眼的色感曲线    曲线表明：对于辐射能量相同而颜色（波长）不同的光，人眼的亮度感觉是不同的。波长为555纳米的绿色光最亮（在图中，把这个亮度规定为100%，而其他彩色光都没有这样亮。例如，波长为650纳米的橙色光的相对亮度为11%左右，450纳米波长的蓝色光只有4%左右。    彩色电视机就是利用三基色的加法色原理，把彩色图像分解成红、绿、蓝三基色，并分别转换成电信号加以传送，最后在荧光屏上显示出三基色。并由三基色合成彩色图像。    所以，把三基色作为彩色电视机的基本原理之一。