调色基础知识

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二、物体颜色的分类
根据物体对光的吸收与反射（透射）情况，可以将物体分为彩色物体和消色物体两大类。
凡是对白光有选择性反射（透射）和吸收的物体，都是彩色物体。彩色物体又可以分为透明的
彩色体和不透明的彩色体两大类。透射某种或几种单色光而呈现颜色的物体，叫透明彩色体；反射某种或几种单色光而呈现颜色的物体叫吧透明彩色体。
消色物体即没有色彩的物体。白色。各种灰色、黑色以及不呈现颜色的透明体和半透明体都叫做消色物体或者消色体。消色体对任何波长的单色光的反射（透射）能力都一样，没有选择性。物体经过吸收使反射（透射）出来的光减弱，但仍然保持着组成白光的比例，吧存在哪种单色光多些或少些的情况。消色物体的光谱反射曲线如图1—16所示。
一般把物体反射光的反射率在75%以上的物体的颜色称为白色，反射率在10%以下的物体的颜色称为黑色，反射率在10%——75%之间的物体的颜色称为灰色。任何物体都不会绝对反射或绝对吸收，所以绝对白体和绝对黑体是不存在的。
三、影响物体颜色的因素
自然界中的每种物体都有各自的光学特征，在太阳光的照射下会呈现出不同的颜色，这种颜色
叫物体的固有色。通常物体固有色是不变的，但是当照明条件发生变化或是环境发生变化时，它们所呈现的颜色也就不同了，所以必须在一定照明条件下、一定的环境中确定物体的颜色。物体的颜色会因光源的光谱成分、亮度、照射距离、照射角度、物体的大小、形状、表面结构、观察视距、物体周围环境以及观察者生理、心理状态的不同而变化。例如，色盲或色弱的人，对颜色有不同感受；另外人眼和神经系统在频繁的刺激后容易疲劳，严重时甚至导致对某些颜色信号的错误判断。
1.     光源的影响
当光源中缺少某一波长范围的单色光，而这种单色光恰好又是被照射物体的颜色时，则在
这种光源下不能显示出被照物体的固有色。例如，绿色颜料在红光照射下几乎变成了黑色；而对于白色物体，光源变成什么色，物体就呈什么色。光源对物体颜色的影响见图1—17。

2.     光源照度的影响
物体的各个受光面由于距光源的距离不同，则光的入射角也不同，导致了物体各个面上的照度也不一样，这样物体表面就要了明暗层次，从而各部分呈现的颜色也不尽相同，并且这种不同并不像想象的那么简单。例如：一个表面光滑的绿色瓷瓶其高光处呈现刺目的白色，暗调部分颜色则十分复杂。
3.     环境色的影响
物体特别是表面光滑的物体和颜色较淡的物体在不同环境中，会受到邻居物体的影响使其表面
颜色发生变化。这主要是由于周围物体的反射光映在物体表面以及环境色与主体色之间产生颜色对比的缘故，这种对比实际是一种心理变化。
4.     视距远近的影响
观察时，距离物体过远或过近都不能准确地得出物体的固有色，过远观察时物体显得发灰。
5.     物体大小的影响
物体小时易受环境色的影响。一大一小的两物体放在一起时，大物体占主导地位，其反光面大，
将影响小物体的颜色。
6.     物体表面影响
物体表面结构致密、光滑，则对光的反射能力就强，这类物体的颜色就鲜艳、明快，但也容易
产生镜面反射失去固有色。粗糙表面的物体固有色表现较强，而且不易受环境色干扰。
四、影响物体颜色的三大要素之间的相互作用
物体、光源和观察者是影响物体颜色的三大要素，参见图1—18.很显然，这三个要素中的任何
一个发生了变化，那么物体所产生的颜色变化也会随之改变，并且它们之间是相互影响的。
当观察者和光源保持不动，物体的颜色将完全由其所反射的光的波长决定。当物体和观察者保持不变，而只有光源改变时，色彩也会发生改变，这是由于物体所反射并敢测到的是其他波长的光。因此，在化妆时必须考虑照明条件；肉食市场使用粉红色灯光会使肉类看起来更新鲜；百货商场则利用特殊的日光聚光灯以使服装的颜色看上去更生动；在车身修补车间，则应当在“冷白”色灯光或“日光”下判断色彩。精心布置的照明可以影响一个潜在顾客的情绪和购物决定，商家和顾客都已经意识到了这一点。
任意两个人不可能以同种方式感受色彩，即使光源和物体保持不变，两个观察者见到的色彩也会略有不同。另外，随着人的年龄的增长，眼睛的晶状体会变得不那么透明，其结果好像带上了一副黄色太阳镜在感受色彩。
第四节        颜色的属性
千变万化的色彩世界，如何给它一个定性定量的描述呢？色彩在世界上是无法用一般的量值来
衡量的。
颜色可以分为无彩色和有彩色两大类。无彩色是指白色、黑色和各种深浅不同的灰色，它们可以形成一个系列，由白色渐渐到浅灰，然后到中灰，再到深灰，直到黑色，这个系列叫做白系列，可以用一段线来表示，一端是纯白，另一端是纯黑，中间有各种过渡的灰色。有彩色是指除黑白系列以外的各种颜色，包括可见光谱中的所有色彩及具有某种色彩倾向的灰色。
一、颜色三属性
尽管颜色有很多，但纵观所有颜色，都有三个共同点，即一定的色彩相貌、一定的明亮程度和
一定的浓淡程度。我们把颜色的这三个共同点叫颜色的三属性或特性，分别称为色调、明度和彩度。无论什么颜色，都可以用这三种特性来定性、定量地描述。颜色的这三种特性可以用仪器测定，也可以用目测比较评定。目测比较评定是颜色分类和说明颜色变化规律最简练、最易接受的一种方法。1929年，美国画家孟塞尔（A.H.Munsell）根据颜色的这三个特性创立了孟塞尔色表系统，并制出了颜色模型和图谱，现在已被世界各国广泛地采用，成了对颜色的分类和标定颜色的主要方法。
1.     色调（Hue）
色调也叫色相或色别，是色彩最显著的特征，是不同色彩之间彼此相互区分最明显的特征。色
调表示一定波长的单色光的颜色相貌，是能够比较确切地表示某种颜色色别的名称。
因为许多单色光的颜色可由其他单色光混合得到，人们将这一单色光的波长定义为同一颜色混
合光的主波长，所以色调又是主波长的同义词。色彩的主波长相同，色调便相同；主波长不同，色调便不同，而且有很大差别。例如，颜料红色的色感是700nm的主波长反射的结果。如在这个红色颜料中加入不同量的白、灰、或黑，可得出灰艳、亮暗不同的色彩，但这些色彩仍然属于一个色调。
     色调由刺激人眼的光谱成分决定，随波长的变化而变化，不同波长的光给人的视觉感受是不一样的。将每一种色彩感受都赋予一个名称，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其中每一个名称都代表一类具体的色调。紫红、红、红黄等都是红色类中各个不同的色调，这三种颜色之间的差别就属于色调的差别。
2.     明度（Value）
明度（Value）也称为亮度（Brightness或Lightness）、主观亮度、明暗度和光度。明度是表
示一个物体反射光线多少的颜色属性。明度是一种计量单位，它有两个含义：一是表明了物体表面相对明暗的特性；二是在同样照明条件下，以白板作为基准，对物体表面的视知觉特性给予的分度。
     明度是人们所看到的颜色引起的视觉上明暗程度的感觉，人眼对明暗的改变很敏感。反射光发生很小的变化，甚至小于1%的变化，人眼也能够感觉出来，明度随光辐射强度的变化而变化。同一色调可以有不同的明度，比如红色就要红紫、深红、浅红、粉红等之分，它们看上去有深淡之别。不同色调也可以有不同的明度，如在太阳光光谱中，紫色明度最低，红色和绿色明度中等，黄色明度最高，所以人们感到黄色最亮。明度的排列顺序如下图1—19所示。
     明度一般用黑白度来表示，主要色调的明度变化见表1—2，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。因此，无论哪个色加上白色，都会提高混合色的明度，且加入白色愈多，明度提高愈大；反之，加入黑色则会降低明度，加入黑色越多，明度愈低。如果加入灰色的话，那就要看灰的深浅而定了。

3.     彩度
彩度（Chroma或Saturation）也称为纯度或饱和度，是指反射或透射光线接近光谱色的程度。
彩度表示颜色偏离具有相同明度的灰色的程度。彩度可分为0—20档，一般彩度小于0.5时就
成为五彩色，彩度接近20时就接近饱和。彩度是颜色在心理上的纯度感觉。在可见光谱中各种单色光是最纯的颜色，为极限纯度。
     彩度也指某种颜色含该色量的饱和程度，是指颜色的色觉强弱而言的。当某一颜色浓淡达到饱和时，若无白色、灰色或黑色掺入其中，即呈纯色（亦称正色）；若有黑、灰掺入，即为过饱和色；若有白色掺入，即为未饱和色。
     高彩度的色调加入白或黑时，将提高或降低它的明度，同时也降低了它的彩度。
     每一色调都有不同的彩度变化，标准的彩度最高（其中红色最高，青绿色最低，其他居中），黑、白、灰色的彩度最低，被定为零。
     有彩色物体颜色的彩度往往与物体的表面结构有关。如果物体表面粗糙，表面反射光呈漫反射，即在任何方向上都有白光的反射，则会在一定的程度上冲淡色彩的饱和度，即使颜色的彩度降低。如果物体表面光滑，表面反射光是单向反射，这时若对着反射光观察，会由于光线亮得耀眼使饱和度较低；而在其他方向上，由于反射白光很少，颜色的彩度就较高。
     那么，色漆为什么湿的时候色泽觉得鲜艳，而干了以后颜色会变暗呢？这是因为颜料是由极细的颗粒组成的，湿的时候，颜料颗粒之间的空隙被溶剂填满，表面变得光滑，减少了光的漫反射，所以颜色的彩度就较高；色漆干了之后，溶剂已挥发，颜料颗粒显露出来，即表面变粗糙了，因此色泽就变灰暗了，颜色就变深了。
     表1—3把一些主要的颜色进行了排列，列出它们之间明度和彩度的变化（数字大者表示明度或彩度高）。由表可以看出：红色彩度最高，青绿色彩度最低；黄色明度最高，而青紫色明度最低。

4.     颜色三属性之间的相互关系
颜色的色调、明度及彩度都是人在观察色彩的视觉心理量，是人们的主观颜色感觉。虽然三属
性分别与主波长、光强以及光谱能量分布有关，但它们并不是光的物理属性，其表现形式与度量都取决于人类的视觉。
     颜色的三个属性是相互独立的但不能单独存在。它们之间的变化是相互联系、相互影响的。其中，色调和彩度对色感的描述有重要意义。
     某种颜色加入白色可提高其明度，加黑会降低其明度。另外，在颜色的明度改变的同时，颜色的彩度也会变化，白量和黑量越多彩度越低。
     颜色的色调、明度和彩度只有在亮度适中的时候才能充分体现出来。在中等亮度下，一般人眼能够分辨的色彩总数在10，000种左右。在亮度极低的场合，色彩变成了暗色，这时就很难区别色彩的色调和彩度。如果在极亮的光照下，人眼接受刺激的程度已达到了极限，使人产生了耀眼的感觉，这时将无法分辨色彩的一切属性。
     颜色三属性可用光谱反射率曲线来表示。
     曲线的峰值反射率对应的波长为色彩的主波长，主波长表示该色彩的色调，主波长不同则色调不同，如图1-20所示，图中曲线A、B所代表的色彩的组波长分别为500nm和600nm.
     曲线峰值反射率的高低可理解为不同的明度，峰值反射率越高，明度越大，如图1-21所示，图中的曲线A所代表的色调的明度大于曲线B所代表的色彩的明度。
     曲线反射峰的宽窄可以理解为色彩饱和度的高低。曲线反射峰窄，表示对光谱有较高的选择性，该颜色的彩度就高，反之则彩度低。

二、无彩色的特性
有彩色就有色调、明度和彩度的变化，每一颜色都可用颜色的三属性来表示。无彩色只有明度
变化，没有色调和彩度。
从物理学意义上来讲，无彩色不包含在可见光谱之中，因而不能称之为色彩；但从视觉心理学的角度来讲，它们具有完整的彩色性，并在色彩世界中扮演着极为重要的角色。对于光来说，无彩色的黑白变化相应于白光的亮度变化。当光的亮度非常高时，人眼就感觉到是白色；当光的亮度很低时，就感觉到发暗；而无光时则是黑色的。色彩学中规定无彩色从白到黑的黑白层次作为明度等级，白的明度为10，黑的明度为0，中间分成9个视觉上等差的灰色等级，共11级。
三、颜色特性的表示——色立体
用一个三维空间的立体枣核可以把颜色的三种属性（色调、明度、彩度）全部表示出来，如图
1-23所示，将其称为色立体，其剖面图见图1-24.

1.     色立体的表示
在色立体中，垂直轴代表黑白系列明度的变化，顶端是白色，下端是黑色，中间是各种灰色；
中间最大的圆周代表色调，圆周上的各点代表光谱上各种颜色的色调，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等（圆心是垂直轴的中心为中灰色，中灰色的明度和圆周上各色调的明度相同。）；从圆周向圆心过渡表示颜色彩度逐渐降低，另外从圆周向上下白黑方向变化也表示颜色彩度逐渐降低。颜色色调和彩度的变化不一定伴随明度的变化，颜色在色立体同一平面上变化时，只改变色调和彩度而不改变明度。只要颜色离开圆周，它就不是彩度饱和的颜色了。
     色立体是理想化了的示意模型，目的是为了使人们更容易理解颜色三属性的相互关系。在真实的颜色关系中，彩度饱和度最大的黄色并不在中等明度的地方，而是在靠近明度较高的白色的地方；彩度饱和度最高的蓝色则在靠近明度较低的黑色的地方。因此，色立体中部的色调圆形平面应该是倾斜的，黄色部分较高，蓝色部分较低，而且该平面的圆周上各种色调离开垂直轴的距离也不一样，某些颜色能达到更高的彩度，所以这个圆形平面并不是真正的圆形。
2.     色立体的用途
（1）       色立体相当于一本“配色词典”，色立体色谱为人们提供了几乎全部色彩体系。每一个人都有主观色调，在颜色使用上往往会局限于某个部分，色立体帮助人们丰富了“色彩词汇”，开拓了新的色彩研究思路。
（2）       各种色彩在色立体中是按照一定的顺序排列起来的，无论色调顺序，还是彩度顺序和明度顺序都组织得非常严密。它展示了色彩的分类、对比和调和等一些规律。
（3）       如果建立十个标准化的色立体色谱，这对于色彩使用和管理将带来很大的方便。只要知道某种色彩的色立体标号，就可以从色谱中迅速而准确地找到它。
常见的色立体有孟赛尔色立体和奥斯瓦尔德色立体等。
第五节        颜色合成
      在前面所述的枣核形理想化的空间立体里包含了千万种颜色，那么这千万种颜色到底是任何得来呢？
       一种色素掺进其他色素，从而构成不同的色彩，称为色彩的混合。用光的三原色进行混合后，可以得到各种不同的色光；用色料的三原色进行混合后，则能得到各种不同的色料。
一、颜色合成方法
颜色相互混合，能得到新的颜色。颜色混合，可以用色光相加的方法或色光相减的方法实
现。
      用两种或两种以上的色光采用直接混合或间接混合得到新的色光的方法叫做加色法。根据白光是复色光和色料有选择性吸收的光学特性，用色料从白光中减去）吸收）某些色光的量，从而得到所需要的颜色，这种方法叫减色法。加色法和减色法虽然都能调出所需要的颜色，但是这两种调色法用的手段不同，混合过程不同，得到的结果也不同。例如，彩色电视、彩色印刷、某些工艺美术品是加色法的应用；而印刷、涂料、印刷油墨、印刷制版都是减色法的应用。
二、色光混合
  色光混合又称加色混合，是指不同色光的反射光同时或在极短的时间内刺激了视网膜，从而
产生另一种新色调的混合方式。
1. 色光三原色
在白光光谱中有三种色光，其中任意一种都不能由另外两种光混合而产生，而除这三种色光
之外的任何色光均可由这三种色光按不同比例混合得到，这三种色光就叫做色光三原色或色光三基色。
       为了统一色彩方面的标准，国际照明委员会（CIE）在1931年规定有红（R，波长700nm）、
绿（G，波长为546.1nm）和蓝（B，波长为435.8nm）的单色光作为色光三原色。
       R 代表红光，为大红色调，红中具有黄味；G代表绿光，为比较鲜嫩的绿色色调；B代表蓝光，色调为蓝中带有紫味。
       三原色原理与人眼彩色视觉中的三原色视觉学说是相符合的。实验证明：红。绿、蓝作为三原色产生其他颜色是方便的，而且色域也广，因此是最优的三原色。
2. 色光加色法
自然界中的光有着各种各样的颜色，绝大多数是混合色光，如太阳光、白炽灯等发出的光都是
混合光。由各种波长的色光混合并同时刺激人眼视网膜的三种感觉细胞，在大脑中综合就产生了一种白光的感觉。也就是说，当两种或两种以上色光同时到达人眼的视网膜时，人眼视网膜的三种感觉细胞分别受到等量或不等量的刺激，从而在大脑中产生一种综合的颜色感觉。
色光加色法的颜色变化规律可以通过一个三物镜投影仪来直观地观察。三物镜前的光源能量
可以分别调节，同时三个物镜前分别放上与三原色光色调相同的红、绿、蓝3种滤色镜，让光源通过三个物镜分别辐射红、绿、蓝3种原色光混合时，有以下的规律：
  R + G = Y （红光 + 绿光 = 黄光）
  R + B = M （红光 + 蓝光 = 品红光）
  G + B = C （绿光 + 蓝光 = 青光）
  R + G + B = W （红光 + 绿光 + 蓝光 = 白光）
若改变两种色光（或三原色光）的比例，还可以得到其他不同颜色的光。如红光与绿光不等量
混合时，若红光的强度大于绿光，则得到橙红光；若红光的强度小于绿光，则得到黄绿光。混合后色光的亮度可以认为是各原色光亮度的总和。图1-25为三原色光混合示意图。
总之，在色光加色法中，以三原色光等量混合会得到白光（见图1-25）；不等量混合，可以
调出几乎所有的色光来。掌握色光混合的基本规律对视频色彩的设计及处理非常重要，可以熟练地分析判断成分复杂的色光由哪些原色光并以何种比例混合形成，或者一定比例的三原色光将混合成何种色光。例如，浅黄色光有白光成分（W = R + G + B）和黄光成分（Y = R + G）,所以色彩的三原色光R、G、B组合比例为2：1：2，可先把其中的白色成分（W = R + G + B）分出，剩下等比例的R + B 组成品红色光（M = R + B），由此确定R、G、B三原色光以2：1：2的比例混合时形成灰品红色光。色光加色法主要有色光直接混合法和色光反射混合法两种。
（1）       色光直接混合
   日光是复合光，如果没有棱镜等色散元件把日光分解成光谱，人眼是无法看到日光的各种单色光的。光源在发射光波的过程中直接混合呈色的过程为色光直接混合，又称为视觉器官以外的色光混合。
（2）       色光反射混合
   色光反射混合是在人的视觉器官内进行的，又可分为两种形式：一种是色光的静态混合，又称为并列混合或空间混合；另一种是色光的动态混合，又称为时间混合。
   在同一平面上有不同的色块，当这些色块的面积很小或距离观察者很远时，它们的反射光就能透射到人眼视网膜的同一部位，从而产生新色调，这个过程成为色光的静态混合（空间混合）。
3.     色光减色法
如果一种色光与另一种色光混合形成白色光，那么这两种色光就称为互补色。光谱中每一种颜
色都可以找出与之对应的补色。按减色法定义，色光混合可以用如下公式表示：
     白光 — 红光 = 绿光 + 蓝光 = 青光
     白光 — 绿光 = 红光 + 蓝光 = 品红光
     白光 — 蓝光 = 红光 + 绿光 = 黄光
     白光 — 红光 — 绿光 = 蓝光
     白光 — 绿光 — 蓝光 = 红光
     白光 — 红光 — 蓝光 = 绿光
     白光 — 红光 — 绿光 — 蓝光 = 黑色
上述公式可以归纳总结为：
白光 — α（R）— ß（G）— γ（B）= F
这样，主要设法按需要从白光中减去一种、两种或三种原色光，就可以调出所需要的颜色。
三、色料混合
  颜料或染料等物质对不同波长的可见光进行选择性吸收后会呈现出各种不同的色彩，这些物
质称为色料。
不同的色料混合后，吸收的光增加而体现颜色的反射光或透射光波被减少了，这种混合称为减
色混合。