色彩的物理学原理与视觉
色彩的理性知识
一、色彩是什么色彩是人对眼睛视网膜接收到的光作出反应,在大脑中产生的某种感觉。
众所周知,我们所见到的大部分物体是不发光的,如果在黑暗的夜里,或者说是在没有光照的条件下,这些物体是不能被人们看见的,更不可能知道它们各是什么颜色。
人们之所以能看见色彩,是因为来自发光光源,如太阳、电灯光、烛光、火光等;或是发光光源的反射光,即发光光源照射在非发光物体上所反射的光,如月亮、建筑墙面、地面等,再散射到被观察物体上所致。
由此可见,光和色是分不开的,光是色的先决条件,反映到人们视觉中的色彩其实是一种光色感觉。
二、光雨过天晴后的彩虹这一自然现象也许正是启发英国科学家牛顿发现色彩的成因,揭示光色原理的起因。
1666年牛顿在剑桥大学的实验室,把太阳光从一小缝引进暗室,通过三棱镜后,在屏幕上显现出一条美丽的彩带,为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光,这种现象称作光的分解,形成的彩带即光谱。
光谱现象的出现,说明太阳光是由光谱中的色构成的。
光从空气透过三棱镜再到空气,在不同的介质中产生两次折射,由于光波的长短不同,三棱镜各部位的厚薄不同引起的时差,经过折射的作用,将太阳光分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光,如果在光线分散的途中加一块凸透镜,,使分散的光线集中,集中的一点又成为白色光。
经三棱镜分解过的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫任意一束色光再经三棱镜不能再分解,投射至屏幕上仍是原来的色光。
含有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫所有波长的色光叫全色光。
含有两种以上波长的色光叫复色光。
只含有一种波长的色光叫单色光。
简单地说,光是能量的一种形式,是一种电磁辐射能。
我们肉眼所能看的光线称为可见光。
可见光的振幅大小产生明暗的变化,光波的长短产生色相的区别,光波长在400~700毫微米之间的为可见光,即用三棱镜分解太阳光形成的光谱,红色光的波长最长,紫色光的波长最短,相应地在色彩中,红色传递的讯息最远,而紫色传递的讯息最近。
因此波长在400毫微米以外,可使人体皮肤变黑的光线称之为紫外线,波长在700毫微米以外,能产生热量的光线称之为红外线。
色彩原理与应用-第三章-颜色混合原理与视觉理论
信息接收
信息加工
颜色感觉 红-绿 白-黑
红
绿 蓝
黄-蓝
阶段学说示意图
视细胞层
双极细胞层
神经节细胞层
谢
谢
3、阶段学说
阶段学说最早是由G.E.Muller（1930）及Judd （1949）所提出，他们认为长久以来一直在色彩视觉 理论（处于对立的状态的三色理论与对立理论，是可 以加以统一与相互配合的，并且对于人眼色彩视觉的 现象做了更为完整的解释与说明。
阶段学说理论： 视网膜上的锥体细胞是一个三色系统，而在视觉信息 向大脑皮层视觉中枢的传导通路中则变成了四色机制。颜 色视觉过程的这种设想称为阶段学说。 颜色视觉的形成过程可分为几个阶段。 第一阶段，当光线进入人眼视网膜时，三种独立的锥 体细胞中的感色物质会选择性在吸收不同波长光谱的辐射， 同时每一种锥体细胞根据光刺激量又可独自产生明度（黑 或白）与色彩（红、绿、蓝）的反应。在这一阶段中可应 用三原色理论及色光混合实验来解释视觉色彩的现象。 第二阶段中，在神经兴奋由锥体细胞向视神经细胞传 递的过程中，这三种反应重新组合，形成三对对立性的神 经反应，即红-绿、黄-蓝、黑-白反应。
B= M+C G= Y+C M+Y+C = K M+Y+C = K M+Y+C = K B+Y=K G+M=K
等式左右两边相加得：R+C=K
颜色吸收示意图
三、加色法与减色法的关系
◇加色法与减色法都是针对色光而言；加色法指的是色光相加
，减色法指的是色光被减弱。加色法与减色法又是迥然不同的两
二、色料减色法
1、色料三原色 如果选择黄色、品红色和青色这三种色料两者混合 或三者混合可以得到几乎所有的颜色，所以把黄（Y）、 品红（M）、青（C）这三种颜色叫做色料三原色。 2、色料减色法特点：
物理与艺术的交融学习物理发现物理与艺术的共通之处
物理与艺术的交融学习物理发现物理与艺术的共通之处物理与艺术的交融：发现物理与艺术的共通之处在日常生活中，我们往往将物理学和艺术视为两个截然不同的领域。
然而，如果我们仔细观察，就会发现物理与艺术存在着许多相似之处，它们在不同的层面上相互渗透、互为补充。
本文将探讨物理与艺术的交融以及它们之间的共通之处。
1. 视觉艺术中的物理原理视觉艺术是通过光线、颜色、形状等元素展现出来的艺术形式。
其中，光线传播的规律、颜色产生与混合的原理以及形状的变化规律等，都与物理学密切相关。
例如，透视画法中的近大远小原理、光线折射与反射的规律等，都是基于物理学的原理进行实践与应用。
2. 声音艺术中的物理原理声音艺术是通过声波的传播和演绎展现出来的艺术形式。
声波的频率、振幅、共振等物理概念在音乐、戏剧等领域发挥着重要作用。
音乐中的音高、音色、音量等，以及戏剧中的对白播放和声效营造等，都涉及到声波的物理特性。
通过对声波物理原理的理解，艺术家能够在创作中更好地运用声音元素来表达情感和构建氛围。
3. 运动艺术与力学的关系运动艺术，如舞蹈和体操，以及运动表演，如马戏团的杂技和特技表演，都与力学有着密切的联系。
力学是研究物体运动和受力的科学，通过掌握运动规律可以有效地进行艺术表达。
例如，舞蹈家通过控制身体的位置、角度和力度来展现出优美的舞姿，这就涉及到了力的平衡、转动和作用的原理。
4. 物理实验与科学艺术物理实验作为物理学研究的重要手段，也可被视为一种科学艺术。
物理实验中的仪器设计、实验方案的制定以及实验数据的分析，都需要艺术家的创造力和思维方式。
在实验中，科学家通过巧妙设计的实验装置，展示出物理规律的奥妙，这无疑是一种科学与艺术的结合。
5. 创造力与创新的共通之处无论是物理学家还是艺术家，都需要拥有创造力与创新精神。
物理学的本质是探索世界的真谛，并通过创新解决问题。
而艺术则是通过艺术家的创意和创造力来表达情感和思想。
物理学和艺术均需要对现实世界的观察和理解，从而在不同领域创造出突破性的成果。
色彩学第二章(人眼视觉成像原理)
如图中的a。同一物体，离人越近， 视角越大，离人越远，视角越小。
视觉功能——视角 视觉功能
由 tan(a/2) = A/2D ， tan(a/2 A/2 得 出 a = A/D 不同物体在跟人眼相 同距离时，物体越大， 则视角越大，物体在 视网膜上成的像越大。
视觉功能——视觉敏锐度 视觉功能
二．视觉敏锐度 1．视觉敏锐度：人们使用视觉器官辩认外界物体的敏锐程度。 表示视觉辩认物体细节的能力，在医学上称为“视力” 2．视觉辩认物体细节的能力与观察距离有很大关系 视觉敏锐度（V）以视角进行计算，是视觉所能分辨的视角的倒数。 V=1/α（α单位为分） 平时我们说的视力1.0，就是说，在规定的距离下，人的眼睛能 够分辩角度为1/60度（1')的物体的细节。因为人眼的视锥细胞间的 距离为6微米，所以，我们的眼睛的分辩能力并不怎样强的。这一点 和主观感觉上有不小差异。
人眼的构造——视网膜 人眼的构造
人眼的构造——视网膜 人眼的构造
视觉器官的两重功能:明视觉与暗视觉 1．视锥细胞与明视觉 a．视锥细胞特性：包含感红，感绿，感蓝细胞主要感受颜色的差 别，而对明暗的感觉比较低，对光的敏感性小，只有达到一定照 度的情况下，视锥细胞才起作用。 b．明视觉：指在光亮的条件下，由锥体细胞起作用的辩认物体细 节和颜色的视觉。 2． 视杆细胞与暗视觉 a. 视杆细胞特性：感受物体的明暗，对光的敏感程度高，不能感 受物体颜色的差别。 b. 暗视觉：指视杆细胞的活动特性，可以在光线很暗的情况下工 作，不能反映色光的差异。
视觉的特性——光谱光效率函数 视觉的特性
在明光条件下，眼睛对波长555nm的黄绿 在明光条件下，眼睛对波长555nm的黄绿 555nm 光部分感受性最高， 光部分感受性最高，即这个波长的光只需要 较小的能量就能与标准光的明度相匹配。 较小的能量就能与标准光的明度相匹配。也 就是说明是绝对光谱的黄绿色光部委最敏感。 就是说明是绝对光谱的黄绿色光部委最敏感。 而暗视觉对光谱的蓝绿色部位即510nm 510nm最 而暗视觉对光谱的蓝绿色部位即510nm最 敏感。 敏感。 相应敏感程度见左图。 相应敏感程度见左图。
色彩产生的原理
第一章色彩产生的原理学习目标：通过了解色彩产生的原理，对色彩有科学的认识。
掌握色彩的基本属性和特征、色彩在设计中的应用。
通过色彩规律的认识，培养学生对色彩的感知、理解和运用能力。
重点难点：重点：理解色彩的物理性质，掌握色彩的基本特征。
难点：色立体以及色彩体系的应用。
1 1.1 色彩的物理理论 1.1.1 光与色光是色彩的重要来源，没有光就没有色彩。
在原始社会时期，由于知识的局限，人们误以为世界是五彩缤纷的，与光没什么关系。
然而，当黑夜降临的时候，人们发现五彩缤纷的世界在我们的视线中消失了。
随着时代的发展，人们的认识能力进步了，后来发现世界本是无色的，由于有了光的照射才能显现出五彩缤纷的世界。
因此，我们要从科学的角度来认识色彩，世界万物的色彩是由光的刺激所引起的，是从光→物体→眼睛→大脑的整体过程。
色彩是光刺激眼睛再传入到大脑的视觉中枢产生的感觉。
明确地讲，是人的眼睛起了重要作用并赋予了色彩最终的效果。
色彩是人的一种感觉，是人的大脑和思想赋予了它最终的意义，没有光、物体、眼睛、大脑，就没有色彩，没有五彩缤纷的世界。
所以，光，物体，正常的视觉是产生色彩的必要条件。
1.1.2 光谱1666年，英国物理学家牛顿利用三棱镜科学地证明了自然光包涵了所有的光谱色，而物体色是对太阳光的反射形成的。
这一发现也使色彩研究走上了科学的轨道（如图1-1所示）。
三棱镜实验证明白色的太阳光被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中宽窄不一的颜色以固定顺序构成一条美丽的色带，这图1-1 就是光谱（如图1-2和图1-3所示）。
图1-2 图1-3 1.1.3 色彩的可知性我们感受到的白色光实际上是由七种色光混合而成的，当白光通过三棱镜时，各种色光由于波长不同，有着不同的折射率。
其中，红色波长最长，折射率最小；而紫色波长最短，折射率最大。
不同的色相表明了不同的电磁辐射工作范围，不同的电磁2 辐射的范围有不同的宽窄。
在电磁辐射中只有波长为380nm～780nm之间的电磁辐射能被我们视觉感受到，这就是可见光的范围，只占光谱中的很小一部分。
色彩构成01-色彩的基本原理ppt课件
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6
• 明度的第一层内容： • 是指颜色本身的明度。在约翰内斯·伊顿所设计的十二色相环中，
我们会发现，黄颜色的明度最高，而紫颜色明度最低，其它各色 基本上是处于灰与深灰之间，属中间明度。
• 明度的第二层内容: • 同一色相的颜色也具有不同的明度，如红颜色中深红、大红等有
不同的明度值。
• 纯度(S)： • 纯度表示色相中灰成分所占的比例，用从0％(灰色)到100％(完全
饱和)的百分比来度量。在标准色轮上，从中心向边缘饱和度是递 增的。
• 明度(B)： • 是颜色的相对明暗程度，通常用从0％(黑)到100％(白)的百分比
来度量。亮度为0时即为黑色，最大亮度是色彩最鲜明的状态。
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5．等明度面
孟塞尔色立体等明度面
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计算机的表达
PHOTOSHOP表色体系
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RGB色彩模式
自然界中绝大部分的可见光谱可以用红、绿和蓝三色光按不同比 例和强度的混合来表示。RGB就分别代表着三种颜色：R代表红 色，G代表绿色、B代表蓝色。RGB模型是加光混色的模型，用 于光照、视频和显示器。
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色立体的表达
• 用三维空间关系来表示色彩体系的工具称为色立体。 • 由色立体显示的色彩结构，有助于对色彩进行完整的逻辑分析，
是色彩结构表达的模型。
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4．等色相面
奥斯特瓦德色立体等色相面
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孟塞尔色立体可等编色辑相课件面P（PT2个色相面）
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2
色彩构成的产生与发展
色彩构成第三章-色彩的视觉感知
同样明度的紫色放在黑底上， 感觉发亮；色味变浓，纯度变 高；
同样明度的灰色，放在白底 上，感觉更暗
两种明度有差异的色彩放置在一起， 在相互映衬下，明度越亮的色彩感觉就越 明亮，而明度越低则越暗淡。
室 内 色 彩 设 计 应 拉 开 明 度
3.纯度异化：
当无彩色的灰色与鲜艳的颜色并列放置时，灰色显得更灰，鲜艳显得 更鲜艳，在色彩设计中，我们为了色彩纯度能发挥高效的作用，图形中加 上一小部分的灰色以增加深度。
一、明暗适应
暗适应现象
从亮处走进暗室时， 开始什么也看不见， 经过相当时间后， 才开始恢复视觉。
暗适应大约需要5-10分钟
明适应现象
从暗处走向亮处， 在最初什么都看不清，
经几秒钟后， 视觉才恢复正常，
明适应需要0.2秒左右
第二节 视觉适应
二、远近适应
人眼相当于一架精密度很高的照相机，能自动调节焦距。
柱形成像元比较小， 但敏感，它们在夜间 或光线不良的情况下 发挥作用，它们更敏 感于物体的活动。
人眼的构造
第一节 色彩感觉形成的生理因素 色彩测试表现出人的生理机能对色彩感知的作用
第三章 色彩的视觉感知
第二节 视觉适应
第二节 视觉适应
视觉适应有三种现象
明
远
颜
暗
近
色
适
适
适
应
应
应
第二节 视觉适应
玻璃体液、视网膜、成像元等组成。
第一节 色彩感觉形成的生理因素
一、眼球
人眼是一个球体， 直径约为一英寸。 它长在一个多骨的、 不能弯曲的眼窝里， 只有表面露在外边。
眼球的大部分被一 层坚韧的白膜(巩膜) 所覆盖，通常人们 称之为眼白。
色彩与视觉的原理
色彩与视觉的原理一、色彩与视觉的原理1.光与色光色并存，有光才有色。
色彩感觉离不开光。
（1）光与可见光谱。
光在物理学上是一种电磁波。
从0.39微米到0.77微米波长之间的电磁波，才能引起人们的色彩视觉感觉受。
此范围称为可见光谱。
波长大于0.77微米称红外线，波长小于0.39称紫外线。
（2）光的传播。
光是以波动的形式进行直线传播的，具有波长和振幅两个因素。
不同的波长长短产生色相差别。
不同的振幅强弱大小产生同一色相的明暗差别。
光在传播时有直射、反射、透射、漫射、折射等多种形式。
光直射时直接传入人眼，视觉感受到的是光源色。
当光源照射物体时，光从物体表面反射出来，人眼感受到的是物体表面色彩。
当光照射时，如遇玻璃之类的透明物体，人眼看到是透过物体的穿透色。
光在传播过程中，受到物体的干涉时，则产生漫射，对物体的表面色有一定影响。
如通过不同物体时产生方向变化，称为折射，反映至人眼的色光与物体色相同。
2.物体色自然界的物体五花八门、变化万千，它们本身虽然大都不会发光，但都具有选择性地吸收、反射、透射色光的特性。
当然，任何物体对色光不可能全部吸收或反射，因此，实际上不存在绝对的黑色或白色。
常见的黑、白、灰物体色中，白色的反射率是64％-92.3％；灰色的反射率是10％-64％；黑色的吸收率是90％以上。
物体对色光的吸收、反射或透射能力，很受物体表面肌理状态的影响，表面光滑、平整、细腻的物体，对色光的反射较强，如镜子、磨光石面、丝绸织物等。
表面粗糙、凹凸、疏松的物体，易使光线产生漫射现象，故对色光的反射较弱，如毛玻璃、呢绒、海绵等。
但是，物体对色光的吸收与反射能力虽是固定不变的，而物体的表面色却会随着光源色的不同而改变，有时甚至失去其原有的色相感觉。
所谓的物体"固有色"，实际上不过是常光下人们对此的习惯而已。
如在闪烁、强烈的各色霓虹灯光下，所有建筑及人物的服色几乎都失去了原有本色而显得奇异莫测。
色彩构成
1.3 色彩的心理性
一、色彩心理与年龄
儿童：极鲜艳的颜色。婴儿—红色、黄色 4—9岁儿童：红色 9岁儿童：绿色 老人：黑、深蓝、灰 随着年龄的增长，人们的色彩喜好逐渐向复色过 度，向黑色靠近。儿童刚走入大千世界，脑子思维一 切空白，什么都是新鲜的，需要简单强烈刺激的色彩。 随着年龄的增长，脑神经记忆库已被其他刺激占去了 许多，色彩感觉也就相应成熟和柔和一些了。
2.色彩影响温度 白色反射能力强，黑色吸收能力强，温度各不同。 例如，原子弹首次在广岛爆炸时，穿着花纹或是浅 色衣服的人皮肤灼伤轻，着深色服装的人皮肤灼伤严重， 并且相差很大，而穿白色服装的人几乎免于灼伤。根据 美国科学家实验，在沙漠地区穿黑色军服的士兵每小时 可吸收热荷为606千焦耳的太阳光，穿绿色军服的士兵为 472焦耳，而穿白色军服的士兵只有384千焦耳
1.2 色彩的生理原理
b.强化和抑制同时对比的方法
抑制的方法： 改变纯度，提高明度 破坏互补关系 采用间隔、渐变的方法。 缩小面积、建立面积平 衡关系
强化的方法： 提高色彩的纯度 使对比色建立补色关系 运用面积对比。（即色 彩集中而不分散）
1.3 色彩的心理性
意义： 研究色彩的感觉对色彩设计和应用具有十分 重要的意义，恰当的运用色彩对人的感觉作用， 可以减轻工作中的疲劳，提高工作效率和减少事 故发生，在生活上能够制造舒适的环境氛围和增 加生活乐趣。
1.2 色彩的生理原理
b.负后像:正后像是神经正在兴奋而尚未完成时引起的， 负后像则是神经疲劳过度引起的，其反应与正后像相反。 例如，在阳光下写生一朵鲜红的花，观察良久，然后 迅速将视线移到白纸上，这时你会发现白纸上有一朵与那 朵花相同的绿花。当然，这种现象转瞬消失。 这种负后像色彩错觉一般都是补色关系（以后介绍补 色），如：红-绿、黄-紫、橙-青紫、黑-白。
色 彩 构 成
• • • • • • •
自然光 投射光 反射光 透射光 物体色 光源色 环境色
二、色彩的形成原理
2、物体色、环境色、光源色与固有色
物体色具有最基本的两种表现形式： 物体表面反射 光所呈现的颜色叫表面色；透 过透明物体的光所呈现的颜色叫透明色。不 透明物体的颜色是由它所反 射的色光决定的。 当白光照射到物体上时，它的一部分被物 体表面反射，另一部分被物体吸收，剩下的 透过物体穿过来。对于不透明物体，即不透 光的物体，它们的颜色取决于不同波长的色 光的反射和吸收情况。如果物体几乎能反射 所有色光，那么这个物体看上去是白色的， 如果这个物体能吸收几乎所有的色光，那么 这个物体看上去是黑的。
二、色彩的形成原理
（二）色彩的分类
1、无彩色系
指白色、黑色和由白色黑色调和形成的各种深浅不同的灰 色。现实生活中不存在纯白与纯黑的物体，，颜料中的纯白 （锌白、铅白）只能接近纯白，煤黑也只能是接近纯黑。
2、有彩色系
彩色是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色，不同明度 和纯度的红橙黄绿青蓝紫色。
二、色彩的形成原理
• 光源色：所有物体的色彩都是在光源照射下产生的。相同的物体， 在不同的光源下呈现不同的色彩，白纸能反射各种光线，在白光的 照耀下，白纸呈白色，在红光的照耀下，白纸呈红色，在绿光的照 耀下呈绿色，可见不同的光源必然对物体产生影响。（见图） • 除了光源色本身的性质外，其光亮强度也会对照射物体产生影响， 强光下物体显得明亮浅淡；弱光下问题会变得模糊灰暗；只有在中 等光线强度下，物体的本来面目才清晰可见。 • 人们习惯于把白色阳光下物体呈现的色彩效果总和称之为物体的 “固有色”。许多人误认为“固有色”是物体固定不变的颜色，这 种提法固然是不科学的，但是物体固有的物理属性却不会因光源色 的改变而改变 。 • 总之，光的作用与物体的特性是构成物体色的两个不可缺少的条件， 他们相互影响，相互制约。
色彩构成2——基础知识
5、彩色系与无彩色系 尽管大自然中的色彩千变万化,
丰富多彩, 但归纳起来只有两大类 : 彩色系和无彩色系 。 （1）彩色系
彩色系是指包括在可见光中的 所有色彩, 它以 红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫为基本色。基本色之间 不同量的混合,基本色与无彩色之间 的不同量的混合等, 所产生的众多 的色彩都属于彩色系 。
3、光源色、物体色、固有色 (1)光源色
人们看到的物体的色彩,总是在 某种光源下产生的, 经常会受到 光源色色彩倾向的影响。同一物 体在不同的光源下将呈现不同的 色彩 : 在白光照射下白纸呈白 色, 在蓝光照射下白纸呈蓝色, 在红光照射下白纸呈红色,等等。 通常情况下,电灯光偏黄, 日光 灯偏青;阳光偏浅黄, 月光偏青 绿;等等。
用中心轴的直线做一个等边三角形，外侧的顶端为全色，将每条边线分为8等 份，并作平行的连接线，这样就构成了28个菱形色区。每一色区含黑色、含白色的 量由两个字母表示，并由此可计算出色彩纯度的量。其表示法是：色相号／含白量 ／含黑量。计算方法：纯色量+含白量+含黑量=100％(总色量)。例如：其色彩是 16ga，查色相环得：16是鲜蓝色的编号，g代表含白量22％、a代表含黑量11％， 10O(总色量)一22(含白量)一11(含黑量)=67％(纯色量)。
无彩色虽然没有彩色那样鲜艳靓丽, 却有着彩色无法替代和无法比拟 的重要作用。 生活中的色彩, 纯正的颜色毕竟只占少数, 而更多的彩色都 在不同程度上或多或少地包含了黑、 白、 灰色的成分。生活和设计的色 彩,也因此变得丰富多姿。
6、色立体 为了更好地研究和应用色彩,色彩学家根据色彩的
三个属性(色相、明度、纯度),把色彩按照一定的秩序 进行整理、分类,形成有规律的排列,并借助三维空间 的形式,组成一个可旋转的坐标体模型,体现色彩的色 相、明度、纯度之间的关系,我们称之为色立体。
色彩构成-基本原理
色彩构成色彩色彩是一种涉及光、物与视觉的综合现象。
光是感知色彩的条件之一，健康的眼睛是感知色彩的条件之二，缺一不可。
光刺激眼睛所产生的视感觉为色彩（色彩是一种视觉形态，是眼睛对可见光的感受）；光，是感知的条件；色，是感知的结果。
色彩构成色彩构成是研究色彩的产生、人对色彩的感知及应用规律的一门学科。
色彩构成是按照色立体的表色法，以色相、明度、纯度三要素为中心，以色彩的对比和调和为主要法则，以改变色的明度、纯度、冷暖、面积、形状、位置等为手段，使色彩依照一定的秩序排列、变化，达到美的效果。
歌德的《色彩论》主要从色彩与人的生理及心理方面的联系来阐述色彩。
谢弗雷尔（法国化学家）的《色彩谐调与对比原理及其在艺术中的运用》把补色原理运用于艺术（对印象派的产生极大的影响）。
约翰内斯·伊顿（瑞士色彩学家）《色彩艺术》较为完整地总结了西方色彩理论。
主要从物理、化学、生理、心理、艺术五个方面论述。
孟塞尔（孟谢尔）美国画家奥斯特瓦德德国化学家日本色彩研究所与PCCS色彩体系色彩的基本原理•科学依据物理学的依据物理：研究光的性质与光量的问题。
光在物理学上是电磁波的一部分。
只有从380毫微米到780毫微米波长之间的电磁波才能引起人的色觉，这段波长叫可见光谱，即常称的光。
其余波长的电磁波都是人眼所看不见的，通称不可见光。
波长长于780毫微米的电磁波叫红外线，短于380毫微米的电磁波叫紫外线。
光的混合与色料的混合（1）光的三原色太阳白光虽含有7种色光，但其中以红、绿、蓝3种最为基本，它们按不同比例互相混合，可以产生期于各种色光，还可以混成白光，但它们却是其它色光所无法合成的。
因此色光三原色为：红、绿、蓝（朱红、翠绿、蓝紫）色光三原色相加是明度的增强，故称之为加色混合，色光混合后，混合色亮度比参加混合的原色亮度都高。
色光混合次数越多，明度越高。
（2）颜料三原色颜料三原色相加是光度的减弱，称为减色混合。
颜料混合后，明度与色度下降是极普遍的现象。
色彩的物理学原理与视觉
和舒适度。
广告设计
02
广告中的色彩运用能够吸引消费者的注意力，传递品牌形象和
产品信息。
城市规划
03
城市中的色彩运用可以提升城市的美观度和文化特色，为市民
创造宜居的环境。
色彩在科学中的应用
光学研究
色彩与光的波长和频率密切相关，科学家通过研究色彩来探索光 学的奥秘。
心理学研究
色彩在心理学研究中被用来探究人类情感、认知和行为的关联。
色彩心理学研究
色彩心理学领域的研究不断深入，对色彩与人类情感、认 知和行为之间的关系有了更深入的理解，为色彩设计提供 了更多理论支持。
色彩标准化与测量
色彩标准化组织不断更新和完善色彩标准，推动色彩测量 技术的发展，使得色彩的准确传递和复制成为可能。
色彩在科技领域的应用前景
1 2 3
显示技术
随着OLED、QLED等新型显示技术的发展，色彩 表现更加丰富和真实，为消费者带来更好的视觉 体验。
医学研究
医学领域利用色彩成像技术进行诊断和治疗，如彩色超声波和荧 光染色等技术。
04 色彩与情感
色彩的情感表达
蓝色
平静、稳重和信任
绿色
自然、舒适和和谐
红色
热情、力量和激情
黄色
快乐、活力和创造 力
紫色
神秘、高贵和浪漫
色彩的心理效应
暖色系
促进食欲、提高代谢和增强免 疫力
冷色系
降低代谢、减轻压力和使人放 松
虚拟现实与增强现实
虚拟现实和增强现实技术通过模拟真实世界的色 彩，提供沉浸式的视觉体验，推动相关产业的发 展。
智能家居与照明
智能家居和照明系统能够根据人的需求和环境变 化调整色彩和亮度，提高居住和工作环境的质量。
色彩的物理特性
色彩的物理特性人类的视觉系统是凭借光感觉到世界的五光十色的。
那么光是什么呢?我们知道光是一种物质，具有一定的能量，光是以电磁波形式传播的。
光与我们所熟知的另一种电磁波——无线电波并无本质区别，但为什么人眼能看见光，而不能看见无线电波呢?这主要是两者的波长(或频率)范围不同。
科学研究发现，电磁波的波谱范围很广，包括无线电波、红外线、紫外线、X射线、Y射线。
但仅在80nm一780nm这段很小的波长范围内的电磁波能给人的视觉系统产生色彩感觉，因此称之为可见光。
在可见光波中包含380nm一780nm(或)的各种不同波长(或频率)成分，称为波谱(或频谱)。
不同波长的光，将对人的视觉系统产生不同的色彩感觉，如波长为700nm的光，给人红色的感觉，波长为400nm的光，给人紫色的感觉等。
只包含单一波长成分的光称为单色光，包含两种或以上波长成分的光称为复合光。
复合光给人的视觉系统的刺激呈现为混合色，如等量的红光和蓝光，给人紫色的感觉。
尽管人的视觉系统的感觉一样，但这种复合光紫色与单色光紫色的物理本质是不同的。
太阳光辐射出来的是包含各种单色成分的光谱带，因而它是一种复合光，它给人以白光的综合感觉，这一现象已经由人们熟悉的棱镜分色实验所证实。
从该实验可知，波长在640nm一780nm范围的可见光为红色，波长在600nm～640nm范围的可见光为橙色，波长在550nm一600nm范围的可见光为黄色，波长在480nm～550nm范围的可见光为绿色，波长在450nm～480nm范围的可见光为蓝色，波长在380nm～450nm范围的可见光为紫色。
色彩是一个物理心理概念现实世界五彩缤纷：蓝天白云、红男绿女、灯红酒绿、姹紫嫣红……但你可知道，世界全因你而绚丽多彩!色彩固然是现实事物本身的属性，但色彩更是你主观感觉的属性，色彩是一种主、客观综合属性。
色彩是一个心理物理学概念。
光照射在物体上，人眼接受了照明光谱中被物体反射的那一部分光的能量，而产生色彩感觉，这一感知过程包括了光照、物体反射和人眼的机能等三个因素。
色彩的物理效应
一、色彩的物理效应色彩对人引起的视觉效果还反应在物理性质方面，如冷暖、远近、轻重、大小等，这不但是由于物体本身对光的吸收和反射不同的结果，而且还存在着物体间的相互作用的关系所形成的错觉。
1、 温度感在色彩学中，把不同色相的色彩分为热色、冷色和温色，从红紫、红、橙、黄到黄绿色称为热色，以橙色最热。
从青紫、青至青绿色称冷色，以青色为最冷。
紫色是红与青色混合而成，绿色是黄与青混合而成，因此是温色。
这和人类长期的感觉经验是一致的，如红色、黄色，让人似看到太阳、火、炼钢炉等，感觉热；而青色、绿色，让人似看到江河湖海、绿色的森林，感觉凉爽。
但是色彩的冷暖既有绝对性，也有相对性，愈靠近橙色，色感愈热，愈靠近青色，色感愈冷。
如红比红橙较冷，红比紫较热，但不能说红是冷色。
此外，还有被色的影响，如小块白色与大面积红色对比下，白色明显地带绿色，即红色的补色的影响加到白色中。
2、 距离感色彩可以使人感觉进退、凹凸、远近的不同，一般暖色系和明度高的色彩具有前进、凸出、接近的效果，而冷色系和明度较低的色彩则具有后退、凹进、远离的效果。
室内设计中常利用色彩的这些特点去改变空间的大小和高低。
3、 重量感色彩的重量感主要取决于明度和纯度，明度和纯度高的显得轻，如桃红、浅黄色。
在室内设计的构图中常以此达到平衡和稳定的需要，以及表现性格的需要如轻飘、庄重等。
4、 尺度感色彩对物体大小的作用，包括色相和明度两个因素。
暖色和明度高的色彩具有扩散作用，因此物体显得大，而冷色和暗色则具有内聚作用，因此物体显得小。
不同的明度和冷暖有时也通过对比作用显示出来，室内不同家具、物体的大小和整个室内空间的色彩处理有密切的关系，可以利用色彩来改变物体的尺度、体积和空间感，使室内各部分之间关系更为协调。
二、色彩对人的生理和心理反应生理心理学表明感受器官能把物理刺激能量，如压力、光、声和化学物质，转化为神经冲动，神经冲动传到到脑而产生感觉和知觉，而人的心理过程，如对先前经验的记忆、思想、情绪和注意集中等，都是脑较高级部位以一定方式所具有的机能，它们表现了神经冲动的实际活动。
《色彩学》基础理论
色彩的基础原理之一一、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。
二、色光混合的规律蓝、绿、红三原色光的等量混合是色光混合的最基本的规律，当三原色光等量混合的时候，形成白色光。
红光与绿光等量混合的时候，形成黄色光；红光与蓝光等量混合的时候，形成品色光（也叫洋红）；绿光与蓝光等量混合时，形成青色光。
若两种色光等量混合时形成白光，这两种色光之间的关系为互补色光。
因为白光是通过这两种色光互相补充形成的，即补成了白光，所以称为互补关系。
色彩的基础原理之二第一节色彩的属性一、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，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。
色彩理论(1)
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色彩的色相、明度、纯度在色彩学上也称为色彩的三要素。熟悉和掌握色彩的三要素。 1、色相 色相即指各种色彩的相貌，也是区别各种色彩的名称。如红、橙、黄、绿、蓝、紫等。 色相是色彩的最大特征。色相由光的波长决定。一般是以色相环上的纯色为准。通常色 相环有12色、20色、24色、40色等色组成。培养识别色相的能力，是准确表现色彩的关 键。 2、明度 明度又称亮度、光度、深浅度。明度指色彩的明亮程度。各种物体都存在着色彩的明暗 状态。一般说来，色彩浅其明度就高，色彩深明度就低一些，见表5-1 服装设计中，服色的明暗差别是配色的关键。明度差别大小，在色彩学中称明度对比。 3、纯度 纯度是指颜色的纯粹程度，也称饱和度，即指不搀杂黑、白、灰的颜色，恰好达到饱和 状态。纯度越高，颜色越鲜明。当一种色彩加入黑、白或其他颜色时，纯度就产生变化。 加入其他色越多，纯度越低。人眼对色彩纯度的感觉能力较强。 色调 制色彩外观的重要与基本倾向。色调由色彩的色相、明度、纯度三要素而决定。 从色相方面来分，有红色调、黄色调、绿色调、蓝色调、紫色调等。 从色彩的明度来分，有明色调、灰色调、暗色调等。把明度与色相结合起来，又有对比 强烈色调、柔和色调、明快色调等。 从色彩的纯度来分，有清色调（纯色加白或加黑）、浊色调（纯色加灰）。把纯度与明 度结合起来，有分明清色调、中清色调、暗清色调。
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色彩的原理
• 色彩形成 物体表面色彩的形成取决与三个方面：光源的照射、物体本身反射一定的 色光、环境与空间对物体色彩的影响。 光源色：由各种光源发出的光，光波的长短、强弱、比例性质的不同形成 了不同的色光，称为光源色。 物体色：物体色本身不发光，它是光源色经过物体的吸收反射，反映到视 觉中的光色感觉，我们把这些本身不发光的的色彩统称为物体色。
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有色物体色彩的纯度与物体的表面结构有关， 物体表面粗糙，纯度会降低；物体表面光滑， 色彩会比较鲜艳，纯度增高。
无彩色没有纯度只有明度
明度、纯度、色相的关系
任何色彩（色相）在纯度最高时都有特定的明 度，假如明度变了，纯度就会下降。
高纯度的色相加白或加黑，降低了该色相的纯度， 同时也提高或降低了该色相的明度
进退与膨胀感 高明度有前进、膨胀感
明度低而暗的色彩，感觉上较后退、收缩。
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3、纯度C(Chroma)（彩度、饱和度、鲜艳度） 指色彩的鲜艳程度，中间不混杂其它颜色纯度高
图2-4
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色彩的明度有两种情况： ①同一色相的明度变化。 ②不同色相的明度变化
猜一猜那一个的明度最高
请指出图中最亮和最暗的地方
高 明 度 轻快、明朗、清爽洁净、单薄、 软弱、优美、女性化
中明度 无个性、附属性 随和、保守
低 明 度 厚重、阴暗、压抑、硬 迟钝、安定、个性、男性化
比较明度的轻重 高明度感觉轻，中明度次之，明度越低，感觉越重。
颜色三原色：红（Red)、黄（Yellow)、蓝（Blue) 光的三原色：红（Red)、绿（Green)、蓝（Blue)
基本色相是：红橙黄绿青蓝紫
用色料可以制作出美丽的色相序列
色环（色彩表示方法）
将红橙黄绿蓝紫六种色彩以顺时针的环状形式排列， 就成为简单的色相环 （图例2-1）
色相是色彩最直接的代 表，是色彩的灵魂。用 色料可以制作出美丽的 色相序列即色带，将色
带环绕而成色环
12色环
24色环
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四、 色彩的属性
一）色彩的三要素
色相、明度、纯度
原图
H 色相﹙Hue﹚
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（一）色彩的三要素
1、色相代号H（Hue)--色彩的相貌 色彩的相貌由波长决定
380-450 nm紫 450-480 nm蓝 480-550 nm绿 550-600 nm黄 600-640 nm橙 640-780 nm红
灯光、太阳光、有太阳时所特有的昼光（太阳的漫射光）
（二）色光的特性
1.标准色：色光是具有彩色视觉的光，由一种或者 几种不同波长的电磁波组成。太阳经过散射后产生 七色光谱，其色彩最纯净，称为标准色。
2.三原色光：色光中最基本的原色是红、绿、蓝
3.色光有明度和纯度的性质
二、物体色
1、物体色的产生 2、色光在服装色彩中的表现
高纯度的色相加与之不同明度的灰色，降低了该 色相的纯度，同时使明度向该灰色的明度靠近；
高纯度的色相如果与同明度的灰色混合，可构成 同色相同明度不同纯度的系列。
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五、色彩混合
一）原色、间色、复色
色彩产生的条件
一、光与色:光—色彩之母
色彩感觉离不开光,无光即无色，离开了光，色彩也就 无从谈起。
第一节：色彩的物理学原理及视 觉生理机制
（一）光的特性
光源：自然（太阳）与人工源（灯光与火光） 光源色：不同的光源，由于本身能量的不同，会出
现不同的色光，这种色光称之为光源色 光源有以下三种：
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第二章 色彩的物理学原理
与视觉原理
第一节：色彩的物理学原理及 视觉生理机制
第二节：视觉生理现象与服装 色彩
《服装色彩学》教案
第一单元 （2）
第二章色彩 的物理学原 理与视觉生 理
《服装色彩学》教案
纯度对比
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纯度对比
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总结
提高色彩明度的办法：加入白色；稀释颜色
改变纯度的变法：在纯色中加入灰色或其他色相的颜色，
明度有独立性，素描、黑白照片反映的就是 物体明度的变化，明度是色彩的骨架
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明度由亮到暗的色彩示意
黄橙 红 白 浅灰 灰 深灰 浅黑 黑
绿 青绿 紫
为什么会有明暗差别
反射光量多时,色彩较亮,明度高 反射少时,色彩较暗,明度低。
2、明度V（Value） 色彩的明暗程度，越近白的 色调称为明色，越近黑的称为暗色。2-2
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明度变化图（2-3）
提问：明度最高与最低的颜色是什么颜色？
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训练课题
对色彩的认识
波 提 切 利 素 描 作 品
15世纪 末佛罗伦 萨的著名 画家，他 画的圣母 子像非常 出名
安 格 尔 素 描 作 品 法国画家
素描使万物有其形，色彩使万物有生命。 ——（法）狄德罗
18世纪法国唯物主义哲学家，美学 家，文学家，教育理论家
第一节：色彩的物理学原理及视 觉生理机制
面料材质与色彩
▪ 织物原料 ▪ 织物组织形式
光色与服装色彩
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三 、色彩的分类
无彩色 黑 白 灰
分类
有彩色
红橙黄绿青蓝紫
金 银 荧光
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