《色彩学》[1]

色彩的基础原理第一节色彩的形成一、光的本质从远古到17世纪以前，人类对色彩的认识还停留在感性认识上。

真正对色彩进行科学的分析，是由英国科学家牛顿于1667年通过三棱镜分解出来开始的，称为可见光谱色，投在垂直的白色立面上呈现一种连续的色带，相互渐次变化，分为红（red）、橙（orange）、黄（yellow）、绿（green）、青(blue-green)、蓝(blue)、紫(purple)七色。

光学上把这种使白光分解的现象称为“光的色散”。

光是属于一定波长范围内的一种电磁辐射，太阳辐射通过大气层吸收照射到地球表面。

而人的视觉对从380~780nm（纳米或者毫微米）这一极小范围内的电磁辐射最为敏感，这叫可见光谱。

眼睛对于一定范围内的辐射的选择性反映是感受光能的有利条件，也是保护人眼避免热辐射和过强的其他辐射的伤害的必要条件。

波长的作用是区别色彩，它的长短会产生色相的变化，波长最长的为红色，最短的是紫色。

高于780nm的光叫红外线，低于380nm的光叫紫外线。

波长和色的关系如下：红—780~630nm 橙—630~590nm 黄—590~560nm 绿—560~500nm 青—500~470nm 蓝—470~430nm 紫—430~380nm 二、三原色与三原色光红、黄、蓝与红、绿、蓝色彩的基础原理之二第一节色彩的属性色光三原色的确定：三原色的本质是三原色具有独立性，三原色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。

另外，三原色具有最大的混合色域，其它色彩可由三原色按一定的比例混合出来，并且混合后得到的颜色数目最多第二节一、色彩的三要素色相、明度和纯度，是色彩的三要素。

几乎每出现一块色彩，都伴随着三要素的不同显现，三者均具有不可或缺的价值。

1、色相色相指色彩的相貌和主要倾向，也指特定波长的色光显现出的色彩感觉。

一个画面，主要的色彩倾向往往是色相起作用。

2、明度明度是指色彩明暗的程度。

色彩明度可以从两个方面进行分析，一种是各种色相之间的明度差别，同样的纯度，黄色明度最高，蓝色最低，红绿色居中；另外一种情况是同一色相的明度，因为光量的强弱而产生不同的明度变化。

无彩色系有黑白灰三色，最高和最低明度色为白色和黑色，灰色居中。

人眼最大明度辨别力为近200个等级层次。

孟塞尔把明度定为（包括理论的）黑白11级，可视的黑白上下之间为9级不同的梯度。

3、纯度纯度是指色彩的鲜艳度或纯净饱和的程度，也称彩度。

它取决于色彩波长的单一程度。

可见光谱中的各种单色光为极限纯度，是最纯的颜色。

当一种色彩加入黑、白、灰以及其他色彩，纯度自然会降低。

孟塞尔色立体中采用了14级的纯度变化。

红色纯度最高，为14级，黑白灰纯度为零，橙、黄、紫居中，纯度最低的为蓝、绿色。

第三节色彩的表述与色彩体系为了更全面、科学、直观的表述色彩概念，运用色彩及其构成规律规范色彩的使用，需要把色彩三要素按照一定的秩序和内在联系，立体而又明确标号的排列到一个完整而严密的色彩表述体系中，该体系借助三维的空间架构来同时表述出色相、明度和纯度三者之间的变化关系，我们简称它为“色立体”。

色彩体系对于研究色彩的标准化、科学化、系统化及实际应用均有着举足轻重的作用。

其中最为有名使用最为广泛的就是由美国画家孟赛尔创立的孟赛尔色彩体系，以及由奥斯特瓦德创立的奥氏体系。

孟赛尔表色体系（M.C.S）孟氏色立体的中心轴是无彩色系的黑、白、灰色序列，分11个明暗等级，黑色为0级，白色为10级，中间1~9级为灰色。

同时，中心轴也有有色系的明度标尺，由于色相明度和中心轴的明度要素相对应，这样所有色相的位置亦随其自身明度的高低上下的变化而变化。

如：黄色最纯色相明度是8，而紫色最纯色相明度是4. 色立体的纯度序列与中心轴相垂直，且呈水平状态。

色立体外层是最饱和的色相，中心轴的纯度为零，以渐次的方式做相互转调变化，横向越靠近外圆纯度越高、越接近中心轴则越灰。

由于各色的纯度序数不等，所以各色相的位置与中心轴的距离显得参差不齐。

如蓝绿距离中心轴最近，红色则离中心轴最远。

纯度最高序数为14. 色光混合的规律为了表现色彩的类别、特征和相互关系，以及实用中的色彩控制和调节，就必须研究组成色彩的蓝、绿、红三原色光的比例，并使这些比例与色彩名称相对应。

这也是能否自如应用色彩的关键。

由于自然界的色彩是不计其数的，加之人的视觉分辨能力的限制，对所有色彩的三原色光组合比例都进行分析和研究是不可能的，也是不必要的。

只有选择一些典型的组合比例进行研究，即可证明了三原色光的混合规律及其对色彩特征的影响。

可用下式表现三原色光等量混合的规律（字母前的系数表示光量，2为最大的光量，是为了与色光滤减的规律相对应而设定的）绿光（2G）+ 红光（2R）= 黄光（Y）蓝光（2B）+ 红光（2R）= 品光（M）绿光（2G）+ 蓝光（2B）= 青光（C）绿光（2G）+ 红光（2R）+ 蓝光（2B）= 白光当蓝光与绿光以二比一的比例混合时，蓝多绿少为天蓝（2B+G），蓝少绿多为翠绿（B+2G）；当绿光与红光以二比一的比例混合时，绿多红少为草绿（2G+R），绿少红多为橙色（G+2R）；当红光与蓝光以二比一的比例混合时，红多蓝少为粉色（2R+B），红少蓝多为紫色（2B+R）。

掌握了色光混合的基本规律，就能够分析判断成分比较复杂的色光是由哪些原色光以何种比例混合形成的及一定比例的三原色光混合起来会形成什么样的色光。

比如：分析浅青色光的成分时，可以从浅淡色彩中会有白色成分判断是由蓝绿红三原色光组成，而浅青色的显现又表明其中除了有由一定数量的三原色光组成的白色成分（B+G+R）外，剩下的是由蓝光和绿光等量混合形成的青色成分（B+G），色彩的组合比例为（2B+2G+R）；判断组合比例为“2B+G+1.5R”的三原色光组合形成的色彩时，先把其中的白色成分（B+G+R）分出，剩下的是蓝光和红光以二比一的比例混合的紫色成分（B+0.5R），由此确认其为浅紫色光。

一些看着深暗的色彩，是由于其中掺入了对三原色光同时吸收形成的黑色的成分，如深青色（B+G）的物体，由于反射的三原色光中没有一种达到最大值，表现了对三原色光的同时吸收而形成黑色的成分，它与由蓝光和绿光等量混合形成的彩色成分的组合，给人一种深青色的感觉；若在这种色彩中同时掺入白色成分，又会使深暗的色彩浅淡下来，给人一种彩中带灰的感觉，即灰青色（1.5B+1.5G+0.5R）三原色光的比例及成分色名三原色光比例黑色成分白色成分彩色成分2R 2R 纯红无无B+1.5G+2R B+G+R 0.5G+R 浅橙无G+R G+R 深黄有无0.5B+1.5G+0.5R 0.5B+0.5G+0.5R G 灰绿有 0B+0G+0R 黑色有无无 2B+2G+2R 2B+2G+2R 白色无无 B+G+R B+G+R灰色有无色彩基础理论之三在色彩的组成上虽然具有严密的物理学规律却由于视觉生理特性的影响往往你能够客观的反应色彩的原貌而形成了感觉与现实的差别。

这种视觉现象对影视节目制作的消极影响是会使拍摄的景物影像色彩与现场看到的有明显差别，影响节目的质量。

而积极影响是因为无论是对色彩的真实感觉还是与现实不符的反应都会影响人的心理，产生某种色彩意境和色彩感情。

因此，可以根据节目内容，通过景物色彩的选择与组合，人为的制造某种心理影响，产生设想的色彩艺术效果。

一、颜色视觉理论概述关于颜色视觉理论的研究已经进行了一百多年，主要有下面一些理论1、三色学说：英国的医学、物理学家杨（T,Young）最先提出了在人眼的视网膜中有三种神经纤维的假想，称为三色学说。

而后，又为德国的生理、物理学家赫姆赫尔兹所发展，提出了对光谱每一波长三种神经纤维都有一定的兴奋水平，使应用于实践中的颜色混合物理现象得到了满意的解释，从而，发展了杨的理论，形成了杨—赫姆赫尔兹学说，。

这个学说的缺陷在于不能够解释异常视觉现象。

2、1878年，德国的物理学家赫林根据颜色现象中发生的成对关系，假定在人眼的视网膜中存在着白—黑、红—绿和黄—蓝三对色素。

通过各对色素的分解与合成过程产生各种颜色感觉。

因此，称为对立颜色学说或四色学说。

这个学说虽然能对色觉现象做出一些解释，但是不能够说明三种原色以各种比例混合时，为什么能形成自然界的一切色彩，这样也就失去了它的实用价值。

二、视觉适应特性对色彩感觉的影响视觉适应主要有距离适应、明暗适应、色彩适应几种现象 1、距离适应人的眼睛能够识别到一定距离内的形状与色彩，这主要是基于视觉生理机制具有一定的调节远近距离的适应功能，也就是说具备一定的视觉生理功能。

2、明暗适应人从明处往暗处走，顿时感觉一片黑暗，要过好长时间才逐渐看清室内的情况，这种现象叫做“暗适应”，这个过程需要5~10分钟。

从暗室走进正常明亮的屋内，顿时一片白光耀眼，稍过一会儿，对物体形状色彩的辨认才可完全恢复正常，这种现象叫做“明适应”，这个过程约需要0、2~~ 0、14秒，由此看出人的视力对明、暗的适应能力是有较大差别的。

明适应是视网膜对光刺激的敏感度降低的结果，暗适应是由于视网膜对光刺激的敏感度升高的结果。

3、颜色适应人眼在颜色的刺激作用下引起颜色视觉变化称为颜色适应，关于这个问题，可以做个小实验说明：当你戴上墨镜观察外景时，开始景物会带有镜片的颜色，戴一段时间你就会感觉外景物恢复到接近原来的颜色，刚摘下时反而不适应周围的颜色，过一会儿才会恢复正常的视觉状态，这个就是颜色适应现象。

人的色彩感觉最佳时间为5~7秒。

4、色的恒常性色的恒常性指人们头脑和记忆中对体验过的事务所形成的色彩印象与色彩知觉度的联系。

当人看见红旗，并且在他以往的生活中也经常看见红旗，在他的脑海中形成了对红旗的印象和对红旗的概念。

那么，此时此刻，即使红旗处于蓝光、黄光的照射下，也会被感觉是红色，这种现象就是人的视知觉对色的恒常性的具体表现。

在一定的客观条件下，人的主观色彩印象不会随着客观条件的变化而变化，有一定的恒常性。

作为光源光谱特性标志的色温，只与光源的光谱成分相联系，与光源的温度无关。

在色温低的光源中，蓝光成分少，红光成分多；在色温高的光源中，蓝光成分多，红光成分少。

三、色彩的错觉1、色的膨胀、收缩感就色彩对人的视觉产生膨胀与收缩感觉而言，它的原因包括物理的色光现象和生理的成像位置两个方面，各种色彩的波长长短有别，但是这种区别是微小的。

一般来说，暖色前进，冷色后退。

2、视觉后像（色觉相继对比）视觉后像也叫视觉残像，分为两种情况：一种是正后像，另一种是负后像。

正后像的现象是：你在灯前闭上眼睛几分钟，突然睁开眼睛注视灯两三秒后再闭眼睛，在你闭上眼睛的暗背景上将出现灯的像，这种现象叫正后像。

电视机荧屏闪动的频率为每秒100次，眼睛的正后像作用是难以观察出来的。