第二章 文獻探討
2.1 光
眼睛是人類最依賴的感官，人類的眼睛猶如相機，是非常精巧的光學系統，眼睛從
環境中所接收的訊息即是光。近代我們對於光和色彩的了解是從 1666 年Isaac Newton
( 1642~1726 )著名的三稜鏡實驗，以及日後 Newton 所發表的一系列實驗開始。太 陽白光通過三稜鏡之後，會被分解為七彩的光線；所謂彩虹七色是一種概略的分 法，如果更加細分的話，可分解出更多色彩(大田登, 1997/ 2003)。
物體在絕對溫度大於零的狀態下，分子間的互相運動產生了熱輻射，物體會 自然的放射出輻射能量，也就是電磁波，光線是電磁波的一種，其物理屬性是波 長，也就是波峰與波峰之間的距離。人只能看到波長約 400 至 700 奈米（nanometer）
的光線(電磁波)，但這只是電磁波光譜中的一小部份。太陽光的光譜相當完整，
其輻射的能量在可見光光譜內有近乎均勻的分布，有豐富的波長，是色彩視覺良 好的光源。
圖 2.1 三稜鏡將分解為七彩的光線
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2.1.2 可見光
將電磁波依照波長排列，人類可以看見的這一段波長稱為可見光(visible light)，可見光只佔了整個電磁波光譜中很小一部份。
圖 2.1.2 可見光光譜於電磁波所佔的部份
2.1.3 色彩模型
雖然人的可見光是波長約 400~700nm 左右的光線，只是完整光譜的一小部 份，在這一範圍的色彩的空間中，人類能區分約七百萬種不同的色彩，並且發展 出了許多色名，常見的如紅色、藍色、黃色等等，更有一些命名法中，加入了文 化、感情，或是材料的因素。如印地安紅、
祖母綠、鈷藍等等。但隨著時代、環境、及 語言的變遷，時空及文化的隔閡使各種色名 的原意往往變的模糊，以至於這些色名不足 以精確的溝通人類可見的色彩，所以我們必 須發展出一些更精準的方法。如孟賽爾表色 系統(Munsell color system)，是 1905 年由 Albert Henry Munsell (1858~1918)所創立的孟
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賽爾表色系統(Munsell color system)，孟賽爾表色系統以色相 (hue)、明度(value)、
顏色濃度(chroma)為標示色彩的三個向度，並且發行標準化的色票，可以藉由眼 睛直接確認色票，因此相當容易理解，但色票數目有限，且不易計算。
本研究為順利搜集及計算實驗結果，採用較適合電腦系統的定量，以下加以 介紹：
2.1.3.1 RGB 電腦色彩標示法
圖 2.1.3.1 RGB
RGB 是一種加法混色的色彩模型，RGB 分別代表 red、green、blue 三種色光。
國際照明委員會(CIE)在 1931 對 RGB 標準光源做了定義。
(1)原刺激[R] , [G] , [B]為λR =700.0nm, λG =546.1nm , λB =435.8nm 的單色光 (2)基礎刺激[R] , [G] , [B]是以等量光譜(equi-energy)的白色刺激為基準。這時的
原刺激若以測光量單位 1.000 : 4.5970 : 0.0601 的比例混色，將和白色刺激產 生等色。
此一標準可視為正常色覺者之配色函數平均值。具有這種平均配色函數的假 想觀測者稱為 CIE1931 標準色觀測者(CIE1931 standard calorimetric observer)(大田 登,1997/ 2003)。
RGB 電腦色彩標示法則是運用在電子設備中，以三種色光之比例來標示色彩 的標色方法，通常單一色光依輸出強度分成 256 階，有兩種表示方法，一種為以
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0~255 分別表示 RGB 的值，第二種為 0~f 的 16 進位標示方法，例如紅色則表示 為(255,0,0)或是#FF0000，黑色為(0,0,0) 或#000000。RGB 電腦色彩標示法因為在 程式撰寫及系統設計上能以較少的資源以表現色彩，並且可以達到一定的顯示效 能，目前廣泛的應用在各種顯示裝置上。
但由於在大多數的情況下進行與知覺相關的實驗時，RGB 電腦色彩標示法無 法讓受測者直覺的進行調整，因此不適合用在人機介面上(Jackson , 1994)，本研 究之實驗的介面彩用較為直覺化的 HSB 色彩模型，並且以公式轉換成 RGB 的數 值，並輸出於螢幕。
2.1.3.2 HSB 電腦色彩標示法
圖 2.1.3.1 HSB
1978 年 Alvy Ray Smith 創立了 HSV 色彩模型，是以畫家做畫時進行顏料調 色的觀念為靈感，HSV 代表 Hue(色相) 、Saturation(飽和度)、Value(亮度)。Adobe System 公司將 HSV 納入 PostScript 頁面描述與言後，將其改名為 HSB，B 代表 Brightness(明度)。相較於 RGB 色彩空間，HSB 色彩模型是較直覺化的介面，有 利於實驗進行，本研究的實驗介面即是採用 HSB 介面，期待能使受測者調色過 程順利進行。
9 採用數學比例方法，描繪所要匹配色彩的三刺激值的比例關係；CIE1960UCS 改 善了色彩空間中色相的分布，但亮度因素沒有被均勻化。為了進一步改進和統一 色彩評價的方法，1976 年 CIE 推薦了新的色彩空間及其有關色差公式，即 CIE1976LAB 色彩模型。
2.1.3.4 色彩差異(color difference)
本研究採用國際照明委員會（International Commission of Illumination，簡稱 CIE）
所發表的色差計算公式 dE2000，CIE 稱色彩差異的距離為公式 Delta E (ΔE*)，以
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