色彩学基础知识

加法混色 

　　采用红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三种色光进行混色来显示其他颜色。色光越混合越亮，因此称为加法混色。电视、电脑的显示就采用加法混色原理。

　　红(R)绿(G)蓝(B)被称为光的三原色。

 

 

图1.加法混色

 

减法混色 

       采用青蓝色（Cyan）、洋红色（Magenta）、黄色（Yellow）三种颜料进行混合来制造其他颜色。颜色越混合越暗，因此称为减法混色。颜料调色、彩色打印机就采用减法混色原理。

       蓝(C) 黄(Y) 红(M)被称为颜料的三原色。

 

图2. 减法混色

 

补色 

       两种颜色混合在一起产生中性色(neutral color)，则称为这两种颜色互为补色。

       对于色光，补色是指两种混合后会产生白色的颜色。例如，红 + 绿 + 蓝 = 白 ，红 + 绿 = 黄 ，因此， 黄 + 蓝 = 白 。黄色是蓝色的补色。

 

       对于颜料，补色是混合后产生黑色的颜色。例如，红 +　蓝　＋ 黄 = 黑， 黄 + 蓝 = 绿 ，因此红色是绿色的补色 。

 

       在色环上相对的两种颜色互为补色。一种颜色与其补色是强烈对比的，补色搭配会产生强烈的视觉效果。

 

 

色彩三要素 

 

　　(1)色相（Hue）

       又称色调。色相是一种颜色区别于另外一种颜色的特征。我们平时所说的“红”、“绿”、“蓝”、“黄”就是指色彩的色相。

 

　　(2)纯度（Chroma）

       也称为饱和度（Saturation）、彩度。指色调的纯洁程度。向原色中加入任何其他颜色都会降低其纯度。

 

　　(3)明度（Value或 lightness 或 Brightness）

       指色彩的明亮程度。向颜料中加入白色会提高明度，而加入黑色则降低明度。在RGB颜色系统中（255,255,255）的明度就要比（200,200,200）的明度要高。

 

　　采用色调，纯度，明度来表示颜色的系统称为HSB颜色模型 （也称HSV或HSL）。 HSB颜色模型跟RGB颜色模型之间的转换关系可以参考。

 

 

芒塞尔色彩系统（Munsell color system） 

 

　　人们平日描述颜色通常是模糊的，例如，草绿色、嫩绿等等。事实上不同人对于“草绿色”的理解又有细微的差异，因此就需要一种精确描述颜色的系统。

　　芒塞尔色彩系统由美国教授A.H. Munsell在20世纪初提出。芒塞尔色彩系统提供了一种数值化的精确描述颜色的方法 。该系统使用色相（Hue），纯度（Chroma），明度（Value）三个维度来表示色彩 。

　　(1)其中色调分为红(R)、红黄(YR)、黄(Y)、黄绿(GY)、绿(G)、绿蓝(BG)、蓝(B)、蓝紫(PB)、紫(P)、紫红(RP) 这五种主色调与五种中间色调。其中每种色调又分为10级（1~10），其中第5级是该色调的中间色。

 

 

图3. 芒塞尔色彩系统的色调

 

 

　　(2)明度分为11级，数值越大表示明度越高，最小值是0（黑色），最大值是10（白色） 。

 

　　(3)纯度最小值是0 ，理论上没有最大值 。数值越大表示纯度越纯 。

 

 

图4. 芒塞尔色彩系统

 

　　如 5G6/8 ，其中“G”表示色调是绿色，“5”表示是绿色的中间色，也就是最纯的绿色。而“6”表示明度是6 ，属于中等偏亮。“8”表示纯度，数值越大表示纯度越高。

 

 

什么是颜色 

　　树叶为什么是绿色的？小学自然课的老师会告诉你，这是因为树叶中含有叶绿素，于是小学生就被糊弄过去了。更精确的说法应该是：叶绿素大量吸收红光和蓝光，而对绿光吸收最少，大部分绿光被反射出来了，进入人眼，人就看到绿色了。

　　“绿色物体”反射绿光，吸收其他色光，因此看上去是绿色。“白色物体”反射所有色光，因此看上去是白色。

　　颜色其实是一个非常主观的概念，不同动物的视觉系统不同，看到的颜色就会不一样。比如，蛇眼不但能察觉可见光，而且还能感应红外线，因此蛇眼看到的颜色就跟人眼不同。

 

七色彩虹？ 

       小学课本就告诉你彩虹是七色的，你数过么？牛顿发现了白光可以分解成不同的色光，传说他从分解出来的色光中数出了7种颜色，于是“彩虹是七色的”就被写进了教科书。

       “七色彩虹”默认颜色是离散变化的（整数），实质上颜色是连续变化的（有理数），因此彩虹实际上包含了无数多种颜色。