赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞。
——题记
无论你是入门学习，还是进阶提升；
无论你是萌新小白，还是资源老炮；
无论你是偏爱日系清新，还是痴迷欧美浓郁；
在五光十色的摄影世界，「色彩」都是一个历久弥新、长盛不衰的经典话题。
色彩的世界很丰富，丰富到有取之不尽、用之不竭的素材宝藏；
色彩的世界也很复杂，复杂到对人类对它的研究跨越了四百余年的历史。
为了更好地学习摄影、感受摄影中色彩的魅力，今天，【影像派】开个关于「色彩」的系列小专题，将用几篇文章与大家共同探讨与色彩相关的话题，逐步揭开光影的神秘面纱，一起破解摄影中的「色彩密码」。
为了更准确地区分和描述这个复杂的色彩世界，我会适当地在文中标出个别重要专有名词对应的英文，以免被我们的语言习惯和固有思维误导或混淆。
想要解开色彩的密码，我们的话题还必须得从「光」的渊源说起。
摄影的英文是photography，词根源于希腊语，由「photo」和「graphy」构词而来，意为「光线的绘画」。因此，「光」是一切摄影存在的基础和前提。
在无特别说明的情况下，我们平时所说的「光」都是默认指人眼所能看见的光，亦即「可见光」（Visible light）。然而，宇宙中存在的光还有非常多，可见光只占其中很小的一部分。
图1-1是可见光的在电磁频谱中的分布示意图：
图1-1：可见光在电磁频谱中的分布示意图。
太阳光是我们自然界中最常见的一种「可见光」，它由多种不同频率的光混合而成。1671年，英国物理学家牛顿在光学试验中首先提出了「光谱」（spectrum）的概念，并将光谱分为七种颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
若用一枚三棱镜给一束白光「分光」，光线通过时因传播速率和介质发生了改变而产生了折射。频率不同，不同波长的光在介质中的折射率也会不同，从而导致了折射角的差异，于是，我们在棱镜的另一侧看到了一道炫丽的彩色光谱，这便是「色散」现象，如图1-2所示。
图1-2：可见光经棱镜折射出一道彩色光谱。
自然界中彩虹的形成便与此原理类似，只是介质从「三棱镜」变成了「水滴」。
图1-2中光线的折射角只是一个大致的示意，并非严格按照理论公式计算得出，这一点有必要说明一下。
每一种单色光都代表了一种特定波长区间的可见光，红光和紫光以外区域分别为「红外线」和「紫外线」，它们都不是人类肉眼可见的光波，因此不在本专题的讨论范围内。
根据光学物理理论，光由「光子」组成，具有「波粒二象性」：既是一种波（具有波动、干涉等属性），同时也是一种粒子（具有「微观粒子」的属性）。
虽然光子本身并不携带任何色彩信息，但我们依然能看见「七彩之光」，这是为什么呢？
原来不是光有颜色，而是我们「感觉到」它有颜色。这其中涉及到了人类视觉感知的生理机制。
当光线进入人眼视网膜时，刺激了眼球里的感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）[1]，引起了大脑的响应，大脑对信号作出反馈处理，于是我们便感知到了色彩的存在（如图2-1所示）[2]。
图2-1：人类眼球的色彩感知。此图作者：Sareesh Sudhakaran 2012
只要可见光的频率差异达到了一定阈值，就能引起视觉细胞对色彩感知的差异，因此我们便能分辨出光的不同色彩。
正如人类通过眼球和大脑「感知」色彩的存在，在数字影像领域，数码相机则通过「影像传感器」和「影像处理器」捕捉并处理光线和色彩信息，如图3-1所示。前者类似于人眼的视觉细胞，后者则类似于人的大脑。
图3-1：光线在数码单反相机中的传播路径示意图。
影像传感器是数码相机中非常重要的一个感光元件，其面积（即我们常说的「画幅」）直接决定了相机在「大光比」场景中对高光的细节捕捉能力和暗部的色彩还原能力。
图3-2为各种画幅的影像传感器尺寸对比示意图：
图3-2：各种画幅影像传感器对比。
根据惯例，我们描述传感器的画幅大小都是用「对角线长度」表示，单位是「英寸」。其中，全画幅（Full frame）的尺寸是36mm*24mm， 相当于胶片时代「一格」35mm菲林的大小（如图3-3所示）。
图3-3：全画幅传感器v.s.35mm胶片
「像素」（pixel）是「图像」（picture）和「元素」（element）的合成词，是影像传感器中的最小单位。它像是一个个可以「装下」光子的小容器，容器越多，传感器采集的光线样本就越多，记录下的光信号也就越接近目标主体的原始图像。因此，像素越高，所记录的图像的分辨率也就越高。
数码相机从捕捉、记录到处理光信号，大致会经历这么一个过程：
光线经过物体反射进入镜头；
光线经过相机芯片的第一层：马赛克滤镜。它又称「拜耳滤镜」（Bayer Filter），由「红、绿、蓝」三原色感光点阵列组成，将可见光分离成三种不同频率的光波；
接着进入相机的感光元件：影像传感器，记录光信息；
将光信息传至「模拟电子元件」，此时，光信号被转换成「模拟电信号」；
模/数（A/D）信号转换器通过「二进制编码」的方式，将导入的模拟电信号转换成「数字信号」；
数字信号进入相机的「神经中枢」——影像处理器（Image Processing Unit），后者通过影像处理系统将数字信号翻译、编码、压缩，最终将形成的一幅数字影像存入物理存储空间，如相机SD卡等。
其工作原理如图3-4所示[3]：
图3-4：影像传感器工作原理示意图。
这只是一个简单的流程示意图，中间具体工作原理还会涉及到许多复杂算法与运算过程，那已属另一专业领域知识了，我们无力探讨亦不必深究。
本章中，从「光」的属性，到人眼视觉系统的「色彩感知机制」，再到数码相机的成像原理，我们由远至近地为大家介绍了与色彩相关的「光」与「影」。
通过大致的梳理，我们对摄影这种「光影艺术」开始有一些基础的认知与了解。在这些理论的指导下，我们便开始迈向「色彩世界」的探索之路。
参考文献：
[1] Human eye,wikipedia.
[2] Notes by Dr. Optoglass: The Human Eye – Part I，Sareesh Sudhakaran,July 6, 2012.
[3]Turning light into a digital file,Pinterest.
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