色彩的冷暖關系，即補色關系。人們對色彩的明與暗、冷與暖理解起來并不難。如紅色光線射過來，物體的受光面就會罩上一層紅暖色，寒色也即如此。問題在物體的背光部下又是什么色彩呢?往往初學者會在此出現很多問題，很多人用暗紅來處理，有些人則用固有色加黑、藍、褐等色，結果畫面畫得又臟又燥。這說明一些人還沒有掌握色彩光學反應的原理，所以，常常作畫失敗，影響了色彩的提高。那么，暗部究竟應是一種什么色呢?冷暖的光學反應應是用一種補色關系來畫暗部色彩。然而補色是客觀自然現象造成的，還是主觀的人為處理的呢?下面例舉人的生理現象和自然現象的兩個科學的例子來解釋這個問題。
人的眼球視覺結構是由兩種細胞組成。一種是眼球里專司感光的網膜上的圓柱細胞(或稱棒狀細胞)，它敏感于黑、白的吸收和補充;一種是眼球里網膜上針對瞳孔的感光——黃斑上的專司感色(亦能感光) 的圓錐細胞(亦稱簡狀細胞)，它敏感于色彩冷暖的吸收和補充。人的眼睛生理造成了對色彩的冷暖明暗要求，就保人的身體對溫度的要求一樣，太熱了想陰涼一點，太冷了想暖和一點，光線太強就想弱一點，太弱了又想強一點。而人的視覺看太暖的色彩時間長了，就想看點冷的，看太冷的色彩時間長了就想點暖的才舒服。這是人的視覺上的正常要求，這種要求構成人的視覺上的補色現象。
當你長期注目于陽光(白光)，然后再看別的東西的時候，你的眼前 就必然發暗，而看不清別的東西。這是你的眼中的圓柱細胞受到白光的強烈刺激之后，對于白光已經疲于感覺，無法吸收，而急需吸收另一種 光線來加以補充和調整，使其消除疲勞。這時，你對暗就特別敏感，反之，就是另外一種要求。這是無色系統里的互補，也是黑和白之間的互補。在有色系統里，可以做這樣一個實驗，在一個白的物體平面上，放一塊鮮艷明亮的紅布，你長時間目不轉睛盯著紅布，在眼睛盯得很疲憊的時候，突然將視線挪開，你就會明顯地發現，有一輪廓與剛才那塊紅布相似的幻影，然而，這個幻影的色彩已不再是鮮紅的，而變成青綠味了。這在物理學上稱之為視覺殘象的原理，也是眼睛中圓錐細胞疲于刺激后的補充和調整。
由于這種眼球網膜結構細胞的生理原因。比如你在洗照片的暗室里工作，因暗室里用的是暗淡紅光，當你工作完成走出暗室時，外面的光線就顯得格外明亮，而且看白的物體都帶青綠味。這完全是眼球網膜結構細胞敏感于光和色的補色。
自然界色彩冷暖互補現象隨處可見。當早晨日出之時，紅色的光線籠罩了自然界物體的所有受光面，這時各種各樣的物體暗部都或多或少地呈現有綠青味。隨太陽的升高，色光由紅變黃，物體的暗部又由綠青味漸變成青紫味、藍紫味等。尤其是太陽即將落山的時候，在夕陽橙紅、橙黃的光源照射下，所有天空中的晚霞及所有物體受光面，都籠罩上橙紅或橙黃色，暗部都分別呈現不同程度的青綠或紫青味。這種色彩冷暖、明暗強烈的補色現象，人的肉眼能看得清清楚楚。彩照、彩色影視中的場面也科學地證明了色彩的互補現象。
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