第二层是反色层，在这层中，将从锥体细胞接收到的信息进行简单的运算处理之后，进行编码处理。在这里所对应的是可见颜色的处理。颜色的反色性是由赫林（Hering）在心理学领域中提出的观点。赫林认为，对可看见的颜色进行分类，存在着四种基本颜色。这四种基本色称为单色，分别为红、黄、绿、蓝。这些单色进行组合，可以表示所有的色调。例如，橘黄色是由红色和黄色混合后形成的颜色。此外，红色和绿色因不会被同时感知而称为反色。从相同的意义上讲，黄色与蓝色也是反色关系。从这种反色与单色的可见色的现象来分析，可以想到，视觉的形成机理中，一定有某个地方存在表示反色响应的组织。这就是赫林反色理论（opponent-color theory），该理论说明了在视觉系统的某个地方，存在可引起反应红与绿的组织，即存在r／g反色通道，以及可以引起黄与蓝反应的y／b反色通道。赫维奇（Hurvich）与詹姆森（Jameson）对反色通道进行了定量化分析的尝试。他们采用的是色调消除法。该方法实际上是对在刺激色中所包含的某个颜色的强度进行定量化的方法。例如，在检测某个刺激色中的红色的强度时，增加其反色（绿色）的色刺激，直到红与绿相互抵消，求出达到感觉不到何种颜色时的平衡点。用在平衡点上的绿色强度来评价原来刺激色中的红色强度。图1.6所示是赫维奇与詹姆森所求得的反色通道的光谱敏感度曲线。其中，纵轴被称为色彩值（chromaticvalence），例如。消除在横轴上表示出的某个波长的单色光中红色成分的绿色光能量，转换为单色光的单位能量的相对值。各个曲线上为O的点的波长就表示单色光的波长。从这个颜色值曲线就可以知道光谱光的颜色。
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