引言：
色彩，即眼、腦與生活經驗共同對光波類別的感官感知，是漢語母語者認知中的七色譜系，並依賴於可見光譜對視錐細胞的激發。
波長與強度：
電磁波的波長與強度差異甚大，人眼可感波長範圍（約312.30納米至745.40納米）稱為可見光。光源光譜由各波長強度組成，決定其光學性質，包括色彩。不同的光譜可產生相同色感。
表面特性：
漫反射所有波長的表面呈現白色，而吸收所有波長的表面顯黑色。彩虹的每一顏色包含單一波長，被稱作單色光。單色光的強度影響色感，如低強度橙黃色會產生褐色，低強度黃綠色呈現橄欖綠。
混合光譜：
多數光源的光譜並非單色，而是由不同波長與強度組成的混合光。人眼將此類混合光視為與單色光相同的色調，如表格中的橙色，實際上由紅色與綠色光混合而成，單色顯示器無法呈現。
不可單色的色彩：
存在無法表示為單色光的色彩，如黑色、灰色、白色，以及粉紅色與淡紫色。
波動方程式與色彩感知：
描述光波的波動方程式可提供色彩資訊。在真空中的波動方程式展現了光速、空間與時間坐標以及描述光的函數。透過傅立葉變換，我們能取得各波長的振幅強度，進而得出光譜。
色度學：
色度學是一門學科，將人類色覺聯繫至相關物理量（如波長、頻率、強度），並利用數學與計量方法描述兩者之間的定量關係，在色彩科學中扮演核心地位。
色彩理論發展：
自亞裏斯多德探討光與顏色後，牛頓進一步闡明兩者關聯，歌德研究了顏色成因，楊在1801年提出三原色理論，並由亥姆霍茲完善。20世紀60年代的發現，證實了人眼的感色色素。
視覺細胞與色感：
視錐細胞與視杆細胞能感應色彩，人類通常擁有三種視錐細胞：黃綠色、綠色與堇紫色敏感度最高。視杆細胞僅有一種，其最敏感波長介於藍色與綠色。視錐細胞的敏感度曲線相似，根據感應波長分為長波（L）、中波（M）、短波（S）。
感應與認知：
視錐細胞對多個波長有反應，導致非所有光譜都能被區分，如綠光會刺激綠色視錐細胞與其他視錐細胞。人眼所感知的色感，是所有信號綜合的結果。
補色效應與色彩感知：
當眼睛持續觀看某一顏色時，移開視線後會看到其補色，稱作色彩互補原理。如黃色光刺激產生黃色信號與抑制補色藍色的信號。
色感主觀性與區分能力：
人類可區分約 1 千萬種顏色，但此估計因生理差異而有偏差，色感區分具有主觀性。人眼的色覺受年齡和錐狀細胞機能影響。
心理影響與文化差異：
不同的色彩具有心理作用，如紅色激勵、藍色平靜，對藝術家與設計師來説十分重要。此外，灰色和中間色在繪畫中的使用，會導致我們感知其他色彩的變化。
亮度影響：
同一顏色在不同亮度下會產生不同的色感，由於除了錐狀細胞，桿狀細胞也參與感光，影響了顏色的感知。
文化差異與色彩認知：
不同的文化對於色彩的定義差異很大，如某種深色調可能在某一文化中被視為同一色彩，而在另一文化中被視為不同的顏色。不同的動物種類也擁有不同的感光細胞類型。
光譜與色感：
不同的光譜可以產生相同的色感，如日光燈的窄譜線條與太陽光的連續光譜，在色感上無法區分，僅在反射至不同物體時才會呈現差異。
色彩的萬千世界
色彩是我們日常生活中不可或缺的一部分，它不僅增添了世界的豐富度，也對我們的身心產生了深遠的影響。
顏色與情緒
顏色可以對我們的情緒產生強烈的影響：
| 顏色 | 情緒 |
|---|---|
| 紅色 | 熱情、興奮 |
| 橙色 | 歡樂、樂觀 |
| 黃色 | 快樂、陽光 |
| 綠色 | 平靜、放鬆 |
| 藍色 | 沉穩、憂鬱 |
| 紫色 | 神秘、高貴 |
顏色在文化中的意義
顏色在不同的文化中也具有不同的含義：
| 文化 | 顏色 | 含義 |
|---|---|---|
| 中國 | 紅色 | 喜慶、吉祥 |
| 印度 | 白色 | 純潔、神聖 |
| 日本 | 綠色 | 生機、繁榮 |
顏色與光
顏色是由於光線的反射和吸收產生的。當光線照射到物體上時，物體會吸收某些波長的光線，反射其他波長的光線。反射的光線決定了我們看到的顏色。
- 花的顏色吸引昆蟲，幫助它們傳播花粉。
- 動物的顏色用於偽裝、交流和求偶。
- 植物的葉子含有葉綠素，葉綠素可以吸收陽光，幫助植物進行光合作用。
顏色在藝術中的應用
顏色在藝術中扮演著重要的角色：
- 繪畫：畫家使用顏色來表現情感、創造氛圍和描繪場景。
- 雕塑：雕塑家使用顏色來突出細節、增添趣味和象徵意義。
- 攝影：攝影師使用顏色來捕捉光影變化、表達意境和傳遞故事。
顏色在設計中的應用
顏色在設計中也有著廣泛的用途：
- 室內設計：顏色可以影響空間的氛圍和心情。
- 產品設計：顏色可以提高產品的吸引力和可用性。
- 平面設計：顏色可以傳達品牌信息、創造視覺層次和引導視線。
結論
顏色豐富了我們的感官體驗，並在各個領域扮演著重要的角色。從自然界到文化符號，從藝術到設計，顏色不僅裝點了我們的世界，更影響著我們的生活。理解和運用顏色的知識，可以讓我們更加欣賞和利用這個色彩斑斕的世界。