颜色视觉评价的心理物理学法则有哪些？方法有几类？

在颜色研究中，把建立颜色刺激与观察者的心理感受之间关系的方法叫做心理物理学方法，心理物理学方法可以在主客观之间搭建一座桥梁，是研究颜色差异的成熟方法之一。本文对颜色视觉评价的心理物理学法则及方法做了简要的介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

颜色视觉评价的心理物理学法则：

常用的感受阈值判别法则，有以下三种：

第一种，韦伯法则。韦伯法则基于人眼感知视觉对物体的相对亮度比较敏感，而对于绝对亮度不太敏感的特点，要求观察者感受一个给定的亮度，然后增加亮度，直到观察者将新的亮度与原始亮度区分开来。

第二种，费希纳法则。被人称为心理物理学之父的费希纳在韦伯法则的基础上，推导出了刺激的变化幅度大小和感觉变化之间的理论关系。

第三种，斯蒂文斯幂法则。在 20 世纪 60 年代，斯蒂文斯使用大小估计法研究了不同类型感知的物理刺激强度和感知大小之间的关系，提出物理刺激强度与心理感受大小的数学关系是一个幂函数（称为斯蒂文斯幂定律），如下式所示。

其中，S是心理感受的大小，k是常数，I是物理刺激强度，n是强度增加指数。当n大于1时，S持续上升；当n小于1时，S具有压缩趋势。对于不同类型的物理刺激，指数是不同的。

颜色视觉评价的心理物理学方法：

目前，颜色视觉评价心理物理学方法主要有两个大类：一类是阈值和匹配实验法，测量人眼对色样刺激的视觉敏感度；另一类是分度实验法，视觉感知大小与色样的物理属性之间的数量关系。分度实验法是找到视觉感受量与刺激色样之间的对应关系。一维尺度实验法是分度实验法中最常用的一种方法，包括灰标尺法、配对比较法、排序法、比例估算法、分类法等，其定义如下：

1.灰标尺法

灰标尺法是常用的实验方法之一，在视觉评估实验中，要求观察者找到与给定样本对颜色差异类似的灰度样本对，灰度样本对是灰度级样本之一与灰度标准组合而成的色样对，并给出相应的灰度等级值。灰度标准通常是最暗的，灰度级样本随着等级增大，亮度也逐渐增大。

把观察者评估给出的算术平均灰度等级（GS）作为视觉结果，使用回归（曲线拟合）技术导出灰度等级与对应△E*值之间的适当关系，再利用相关的数学关系将GS转换为△V（视觉色差）。

灰度色样对的△E*值与视觉感知色差之间成线性关系，因此△E*值可以作为△V 值使用。

2.配对比较法

配对比较法是将两个不同色差的色样对（其中一对为色差大小固定的标准色样对）呈现给观察者，要求观察者评估给出哪种颜色的色样对的视觉感知色差更大或更小。

在配对比较实验中，观察者需要判断测试色样对的色差和标准色样对的色差哪个大哪个小，或“两种颜色是否可辨别”或“差异是否可察觉”，利用配对比较法判断不同颜色色样对的差异时，需要估算色样对之间的相对色差。如果测试色样对的颜色差异大于标准色样对的颜色差异，观察者给定正（+）整数；如果测试色样对差异小于标准色样对差异，则答案为负（-）整数；如果觉得差异相当，答案则为零。如果整数数值越大，那么两组之间的差异越大。

3.排序法

观察者需要将每个样本与标准样本进行比较，按照色差从小到大进行排序，并记录排名。但是这种方法有利有弊：色样对数量少时，排序法很容易进行；但是色样对数量多时，使用排序法非常麻烦。

4.倍率法

倍率法是最广为人知的一种心理物理分度技术，最早应用于色差实验，这是一种相对比较复杂的实验方法。在早期，研究者陈述倍率评估实验法的目的是估计颜色对之间的总颜色差异，判断哪一对颜色样本具有较大的色差，然后估算出较大色差样本对的色差大小跟较小色差样本对的色差大小的倍率，如果两对颜色差异相等，则答案为1。1986年，研究者又对其进行了定义：在色差评估实验中，观察者需要给定测试样本对的色差与标准样本对色差的比值，可以是整数也可以是分数。

5.分类法

该方法适合于样本对数量比较大的情况，在实验过程中，根据测试样本和标准样本的色差大小划分成不同的类别。