色彩的冷暖关系，即补色关系。人们对色彩的明与暗、冷与暖理解起来并不难。如红色光线射过来，物体的受光面就会罩上一层红暖色，寒色也即如此。问题在物体的背光部下又是什么色彩呢?往往初学者会在此出现很多问题，很多人用暗红来处理，有些人则用固有色加黑、蓝、褐等色，结果画面画得又脏又燥。这说明一些人还没有掌握色彩光学反应的原理，所以，常常作画失败，影响了色彩的提高。那么，暗部究竟应是一种什么色呢?冷暖的光学反应应是用一种补色关系来画暗部色彩。然而补色是客观自然现象造成的，还是主观的人为处理的呢?下面例举人的生理现象和自然现象的两个科学的例子来解释这个问题。
人的眼球视觉结构是由两种细胞组成。一种是眼球里专司感光的网膜上的圆柱细胞(或称棒状细胞)，它敏感于黑、白的吸收和补充;一种是眼球里网膜上针对瞳孔的感光——黄斑上的专司感色(亦能感光) 的圆锥细胞(亦称简状细胞)，它敏感于色彩冷暖的吸收和补充。人的眼睛生理造成了对色彩的冷暖明暗要求，就保人的身体对温度的要求一样，太热了想阴凉一点，太冷了想暖和一点，光线太强就想弱一点，太弱了又想强一点。而人的视觉看太暖的色彩时间长了，就想看点冷的，看太冷的色彩时间长了就想点暖的才舒服。这是人的视觉上的正常要求，这种要求构成人的视觉上的补色现象。
当你长期注目于阳光(白光)，然后再看别的东西的时候，你的眼前 就必然发暗，而看不清别的东西。这是你的眼中的圆柱细胞受到白光的强烈刺激之后，对于白光已经疲于感觉，无法吸收，而急需吸收另一种 光线来加以补充和调整，使其消除疲劳。这时，你对暗就特别敏感，反之，就是另外一种要求。这是无色系统里的互补，也是黑和白之间的互补。在有色系统里，可以做这样一个实验，在一个白的物体平面上，放一块鲜艳明亮的红布，你长时间目不转睛盯着红布，在眼睛盯得很疲惫的时候，突然将视线挪开，你就会明显地发现，有一轮廓与刚才那块红布相似的幻影，然而，这个幻影的色彩已不再是鲜红的，而变成青绿味了。这在物理学上称之为视觉残象的原理，也是眼睛中圆锥细胞疲于刺激后的补充和调整。
由于这种眼球网膜结构细胞的生理原因。比如你在洗照片的暗室里工作，因暗室里用的是暗淡红光，当你工作完成走出暗室时，外面的光线就显得格外明亮，而且看白的物体都带青绿味。这完全是眼球网膜结构细胞敏感于光和色的补色。
自然界色彩冷暖互补现象随处可见。当早晨日出之时，红色的光线笼罩了自然界物体的所有受光面，这时各种各样的物体暗部都或多或少地呈现有绿青味。随太阳的升高，色光由红变黄，物体的暗部又由绿青味渐变成青紫味、蓝紫味等。尤其是太阳即将落山的时候，在夕阳橙红、橙黄的光源照射下，所有天空中的晚霞及所有物体受光面，都笼罩上橙红或橙黄色，暗部都分别呈现不同程度的青绿或紫青味。这种色彩冷暖、明暗强烈的补色现象，人的肉眼能看得清清楚楚。彩照、彩色影视中的场面也科学地证明了色彩的互补现象。
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