从伦敦大瘟疫谈起

公元1665年，康熙皇帝才刚刚登基4年、并未亲政。而此时的欧洲，在英国首都却爆发了一次大规模传染病，史称“伦敦大瘟疫”。超过10万人在这次瘟疫中丧生，占到了当时伦敦总人数的五分之一。后来证实，这次瘟疫是欧洲黑死病的延续。

1665年4月12日首个病例被发现，1666年9月左右疫情才逐渐消散，这次疫情持续了18个月。1年半的“疫情期间”能干些什么呢？有的人学得一身厨艺，有的人又进一步研究了“能质转化效率”；而有的人，却利用这段时间决定物理科学的发展方向！

1665年的牛顿同学也是一位面临毕业的应届大学毕业生。可是，因为疫情，剑桥停课，他被迫停课回家、足不出户、开启了田园农耕生活（艾萨克·牛顿，1643.1.4-1727.3.31）。

在老家伍尔索普村的庄园里帮工的牛顿，“不幸”被苹果砸了，于是万有引力定律被发现了；“为了避免再次受伤”，牛顿开始验算无穷级数，又不小心打开了令万千学子“头疼”的数学计算工具——微积分的大门；突然间，他想探究探究阳光到底是由什么组成的，所以又意外地揭示了光色的秘密，为光谱分析打下了基础。

在这一年半的“黑暗时光”里，无所事事的牛顿同学几乎同时发现了二项式定理、无穷级数展开、微积分、无穷小概念，又顺手打开了经典力学和光学世界的大门。

光的本质

在研究光的本质时，牛顿发现：阳光不是一种单一颜色的光，而是一种合成光。透过三棱镜后，阳光被分成了“红橙黄绿青蓝紫”七种颜色的光，这就是著名的色散现象。

但是呢，也不能绝对的说阳光中的可见光部分就只是由七种颜色混合组成的，因为自然中的阳光是一个准连续的光谱（因为存在“黑线”，所以是否是连续谱存在争议）。

牛顿在后续工作中发现，红、绿、蓝三种颜色的光混合之后，就能形成各种颜色的光，然而却没有办法采用其他颜色的光合成这三种颜色的光。这三种颜色的光就是大名鼎鼎的色光三原色。

在上个世纪初，英国物理学家托马斯·杨（Thomas Young，1773-1829 ）提出了三原色理论。后来，德国科学家亥姆霍兹（Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz，1821～1894）在测定了神经脉冲速度之后，又重新提出了三原色理论，形成了杨-亥姆霍兹的三原色理论。

他们研究推断：人的眼睛具有三种类型的颜色感受器， 分别能对红、绿、 蓝三种色光产生基本感觉， 其他颜色都是这三种颜色混合得到的， 三种色光混合在一起能够获得白光 。这时，他们的论断仅仅是一种推测，随着生物医学的进一步发展，科学家发现，人类能够区分色光是“本能”使然。眼睛中感受颜色的细胞叫视锥细胞。人类有三种视锥细胞，分别对某种特点波长的光比较敏感。而这三种波长的光就分别对应蓝、绿、红三种颜色的色光。当入射光线刺激到眼睛中的视锥细胞，神经中枢才本能的产生了介于混合原色光之间的色光，从而感知到外部世界的缤纷多彩。

其实，三原色刚发现时，人们对原色的概念非常模糊，例如红色是指品红还是桃红，没有一个清晰的认定。直到1931年，国际照明委员会（CIE，法语全称：Commission Internationale De L'E'clairage）定义了色光三原色的标准值，目前使用的色光三原色分别是指红、绿、蓝三色，空气中波长分别为700nm，546.1nm，435.8nm，所对应的频率分别为428.6THz，549.3THz，688.4THz。

复杂的三原色

当理科生表明三原色是红、绿、蓝三种颜色时，隔壁的美术生坐不住了，毕竟他们一直用的三原色都是红、黄、蓝，这就是色彩三原色。

色彩三原色是艺术家Jacob Christoph Le Blon（1667-1741）受牛顿老爷子启发而开发出来的。现在，绘画、印刷等所用的颜料三原色则变成了：品红、青、黄。

我们知道了不同原色经过混合后会形成另外的一种颜色，但为什么色光的三原色和色彩的三原色会存在不同呢？这是因为两种三原色形成复合光/颜色时所遵循的机理不同。

色光是对光源，即主动发光物体的描述。色光三原色所遵循的是光的加法规则。当两种以上的光混合在一起，光亮度会提高，混合色的光的总亮度等于相混各色光亮度之和。

在颜色匹配实验中，当色光三原色光的相对亮度比例为1.0000：4.5907：0.0601时就能匹配出等能白光，所以CIE将这一亮度比例定为红、绿、蓝三原色的单位量1。在色光加色法中，红、绿、蓝三原色光按这个比例混合的结果就是白光。

而色彩三原色（颜料三原色），是对吸收和反射光线物体的描述。色彩三原色的叠加遵循的是光的减法规则。区别于光的加法规则，减法三原色是用于颜色减色法混合的基本色刺激。光经颜色滤光片或其他光吸收介质的组合而产生不同于原来的颜色。

举个例子，我们能看到红色的花、绿色的叶子，这是因为红色的花将自然光中除了红色之外的光全吸收了，将红光反射进了我们的眼睛；而绿叶将除绿色之外的光都吸收了，而将绿光反射进行我们的眼睛。

如果物体是白色的，它就会把多种颜色反射回来，我们也就看到了所有的反射光混合之后的白色；而如果一种物体能吸收所有颜色的光，它所呈现的颜色就是黑色了。

所以，理想情况下，将颜料三原色的颜料按照特定比例混合后，混合的颜料正好能够将人眼最为敏感的三种色光所吸收，因此我们看到的颜色也就变成了黑色。

RGB值是啥？

共同了解了不同类型三原色的作用机理之后，我们再来看一下什么是“RGB值”。显而易见，RGB中的三个字母分别对应的是红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个英文单词的首字母，而RGB值的大小则代表这种光的强度大小，其取值范围在0-255之间。

在工业界，尤其是屏幕显示领域，RGB是从颜色发光的原理来设计定的，通俗点说它的颜色混合方式就好像有红、绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却等于三者亮度之总和，越混合亮度越高，即加法混合。

在这里大家要注意啦，虽然色光三原色和颜料三原色中都有红，但这两种红可是有很大区别的。

我们目前所使用的色光三原色的RGB值分别为红（255，0，0）、绿（0，255，0）和蓝（0，0，255）。而颜料三原色则为青（0，255，255）、品红（255，0，255）和黄（255，255，0）。从数值上可以看到，颜料三原色正好是色光三原色的补色。

最后，我们也应该明确一点就是：RGB三原色也不能表示所有的颜色。

三原色的应用

色光三原色最典型、也是最广泛的就是在工业界的各种屏显领域。手机、平板、电脑、电视，基本上都是用红、绿、蓝三种颜色的发光点组成了各种各样缤纷的色彩和图像。下图为显微镜下几种常见的手机屏幕上光点的排列方式，从图中，我们可以清晰的分辨出红、绿、蓝三种颜色。

颜料三原色的作用就是为我们提供各种美丽的色彩啦。不仅在绘画领域有重要的应用，我们日常生活中常见到的各种各样的彩色纸张、美丽的衣服、绚丽的鞋子，包括你打印出的美美的照片，都离不开研究色料三原色所得到的结果。

现在，你是不是对颜色有了更深的认识了呢？如果是的，就把本文分享给你的亲朋好友吧～

参考资料：

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易尔曼蒂尼菲克   张月明  L.Myคิดถึง

编辑：橘子大人