为什么人眼可以看到的所有颜色都可以由3种基础色线性表示?

发布日期：2025-07-05 16:10    点击次数：155

不完全如此。人的四色视觉可能远比人们以为的普遍。特定的刺激还能让人眼看到不寻常的颜色。

普通人的眼睛有三种视锥细胞（L-视锥细胞、M-视锥细胞、S-视锥细胞）和一种视杆细胞，题述的“三种基础色线性表示”是对上述三种视锥细胞的激活程度进行量化的模型。

国际照明委员会根据 W. David Wright 于 1928 年、John Guild 于 1931 年做的实验创立了 CIE 1931 XYZ 色彩空间，试图以数学方法绘制出人眼可感知的所有颜色。他们选定水银光谱中波长为 700 纳米的红光为红基色光，波长为 546. 1 纳米的绿光为绿基色光，波长为 435. 8 纳米的蓝光为蓝基色光。

一些单色激光让人眼看到的高饱和度颜色可以超出 CIE 1931 XYZ 色彩空间，不符合这问题的描述。

例如，2025 年 4 月 18 日发表在 Science Advances 的一篇文章称，用激光针对性激活人视网膜的 M 视锥细胞，让五名参与者看到饱和度超出常人所见极限的新颜色 olo，该颜色在以其他光“稀释”后类似蓝绿色。

DOI: 10.1126/sciadv.adu1052

关于饱和度及其极限，可以看看：从科学角度说，为什么原色里红色的饱和度是最高的，而黄色的明度是最高的？——在 CIE 1931 XYZ 色彩空间中，量化“远离白色的程度”作为饱和度时，红色可获得最大的值。

Gabriele Jordan 与 John Mollon 提出，人 X 染色体上的 OPN1LW 基因与 OPN1MW 基因各自编码对红光敏感的 LWS 视蛋白、对绿光敏感的 MWS 视蛋白，约 12% 的女性患有轻度的 X 连锁色觉缺陷，X 失活[1]允许这些女性的视网膜包含 4 种视锥细胞，至少一部分个体可因此获得不同程度的四色视觉[2] [3]。实验支持 Concetta Antico 等人具有功能性的四色视觉。

这其实是红色色弱、绿色色弱、正常表型的不同程度混合，产生的效果取决于脑对信号的处理。

还不知道人脑能否靠这种混合色弱叠出五色视觉。

上述四色视觉的人多出来的一种视锥细胞的最敏感波长通常在约 534 纳米到约 564 纳米之间。

具有上述四色视觉的女性的男性后代可根据遗传的具体情况表现为色弱或色盲，不保证是红绿色盲。

相关研究涉及用不同的黄颜料·蓝颜料调配的绿颜料、建筑装修用的混合油漆等。让四色视觉人画画亦可直观显示他们所见的东西：

by Concetta Antico

四色视觉人在较低光照强度下对颜色的敏感度高于常人。

by Concetta Antico

你可以估计“三色视觉的人看这些画的效果与四色视觉的作者不同”。仪器可以确定作者在画布各处都用了什么颜料、测出那些颜料反射的具体波长。

人的视杆细胞对波长约 498 纳米的蓝绿光最敏感，这和三种典型视锥细胞及“四色视觉的人”变异的视锥细胞都不一样。光照强度较低时，更多人可能体验到一定程度的四色视觉。提问者完全可能有这方面的体验，只是自己不觉得有什么特殊。

人眼通常能看到近红外线和近紫外线（https://www.zhihu.com/question/661950581/answer/3566846838 ），强烈的近红外线会被人脑解析为红色。正常人的晶状体阻挡了一些紫外线，一部分缺失晶状体的人眼[4]会对更多近紫外线感光，人脑似乎会将其解析为蓝白色、紫白色等“看起来就很高能”的颜色。这可能也允许四色视觉，但现在缺乏证据。