色彩学基础理论.doc

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380780nm（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。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。第二节 色彩的混合 色彩的混合有三种基本形式：色光的三原色红、绿、蓝混合，称为加色法混合；颜料的三原色品红、柠黄、湖蓝混合，称为减色法混合；还有一种是空间混合。一、 加色法混合 加色法混合是色光的混合，它的特点是：色光的明亮度会随着色光的混合量增加而增加，习语称越加越亮 二、减色法混合 各种颜料、染料和涂料的混合属于减色法混合，由于物体对光谱中的色光有吸收、反射作用，其中吸收就相当于减去的意义三、中性混合中性混合有空间混合和旋转混合两种，与色光的混合有相同之处，也是色光传入人眼在视网膜神经感应传递过程中形成的色彩混合效空间混合是另一种混合方式，将几种色彩并置在一起，通过一定的距离观看，使其在视网膜上达到难以辨别的视觉调和效果，也就是在视觉中产生色彩的混合。由于这种混合受到空间距离以及空气清晰度的影响，我们称之为空间混合。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） 在孟氏色立体的色相环中，（见范图：孟塞尔12色相环）以红（R）黄（Y）绿（G）蓝（B）紫（P）为5个基本色。在相邻的色相间各增加黄红（YR）、黄绿（YG）、蓝绿（BG）、蓝紫（BP）、红紫（RP）构成10个主要色相，每个色相又详分为10等分，演绎为100个色相。色相名采用序号表示，如：1Y、2Y、3Y、。5Y、。10Y，其中序号5Y为该色的代表色黄色。往两边稍有色相的偏离，如1R离紫近，是带紫味的红，10R偏黄色，则为红里带橙味。在色相环中，相对色相呈现出互补关系。孟氏色立体（见范图：色立体示意图）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19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。 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。 孟氏色立体以以HV/C表示三要素，H是 HUE的缩写，代表色相，V为VALUE的缩写，代表明度，C是CHROMA的缩写，代表纯度。色彩基础理论之三 色彩的视觉反应一、 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、 两种对立学说的关系 在现代的颜色视觉理论中主要有两个学说占据主导地位，即从颜色混合的物理学规律出发的三色学说理论和从视觉现象出发的四色学说。长期以来，这两种学说之所以能够并存，是因为各自学说的不完善需要在理论和实践上彼此弥补自己的缺陷。三色学说虽然对颜色混合物理规律的论证及对色彩应用实践的指导上做出了杰出的贡献，但是，不能对异常色觉现象做出令人满意的解释。而四色学说致命的弱点是与组成彩色世界的颜色混合规律毫不相干，与色彩应用的实践是脱离的。三、 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510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、20、14秒 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，人的色彩感觉最佳时间为57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。从光源的特性对物体色彩的影响来看，同一物体在不同色温光源的照射下，会显现出不同的色彩，而人的眼睛却往往不能够觉察，这就是“色觉守恒”现象。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。四、 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，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。色彩的同时对比色彩的同时对比有如下规律：A、 亮色与暗色相邻，亮更亮，暗更暗。灰与艳并置，灰更灰，艳者更艳，冷与暖也是同样结果。B、 不同色相相邻者，都倾向把对方推向自己的补色。C、 补色相邻，由于对比作用各自都增加了补色光，色鲜艳程度也同时增加。D、 同时对比效果随着纯度的增加而增加，相邻之处边缘部分最为明显。同时对比的效果可以运用适当的方法将其加强或减弱，加强的方法：提高纯度，使对比之色建立互补关系，运用面积对比。减弱的方法：降低纯度、提高明度，破坏互补关系，采用间隔渐变的方法，缩小面积对比。五、 色彩空间混合1、 加色空间混合色彩空间混合的方式分为加色空间混合和减色空间混合，并各自遵循色光相加混合与色光滤减的规律。彩色电视机屏幕上的色彩空间混合属于加色混合2、减色空间混合 减色空间混合是物体上相间分布的色彩中的红、黄、蓝颜色共同吸收了照射光线中的相应色光之后，由反射光形成的综合视觉。因此，混合的结果不仅颜色改变了，也降低了色彩的明度，并且参与混合的颜色种类愈多，浓度愈大，色彩的明度愈低；颜色的种类愈少，浓度愈小，色彩的明度愈高。色彩基础理论之四 色彩的对比与调和第一节 色彩的对比一、 明度对比明度对比就是将不同明度的色并置产生明暗对比效果的视觉效应，明度对比有同色相之间的对比，也有不同色相之间的对比。在无彩色系中，最高明度为白色，最低明度为黑色，灰色居中。人眼最大明度辨别力为200多个等级层次，普通明度应用标准定在9级左右，在有彩色系中，黄色最亮，紫色最暗。放在一起，视觉上除了色相不同以外，还能明显感觉到明度的区别。明度对比在色彩构成中的作用是：1、 强化色彩的明暗层次关系2、 加强色的体感、空间关系二、 色相对比因为色相之间的并置产生的视觉对比称色相对比。对比的强弱可以直观的从色相环上的距离表示出来。以24色相环为例，任选一色，与此色相邻之色为邻接色，与此色相间隔23色为类似色，与此色相隔47色为中差色，相隔89色为对比色，相隔1012色为互补色。同种色、临近色、类似色为色相弱对比，中差色为色相中对比，对比色为色相强对比，互补色为色相最强对比。具体的对比效果是：1、 同一色相相配仅有明度的深浅之分，不存在色相的对比。2、 邻近色相对比，色彩对比非常弱，有时候可能会觉得单调，必须借助明度、纯度对比的变化来弥补色相感不足的效果。3、 类似色相对比，比较显得和谐，是色彩间隔在60度以内的色相对比，较之临近色的对比要稍微显得强烈一点，但同样需要在明度纯度上有所变化，以免流于单调。4、 中差色对比是介于类似色和对比色之间的中强对比，它的特点是既明快又协调。5、 对比色相对比是间隔在120度左右的三色对比，它的特点是色彩强烈、鲜明、饱满、华丽、活跃。6、 互补色相对比是色相环上180度左右补色的对比。三、 纯度对比 因色彩纯度的差异而形成的色彩鲜浊对比称之为纯度对比。这种对比既可以是一种色相纯度鲜浊对比，也可以是不同色相间的纯度。 以高纯度色来说，面积占70%就可构成高纯度基调，称之为鲜调；以中纯度色面积70%就可以构成中纯度基调，称之为中调，以低纯度色面积占70%可构成低纯度基调，称灰调（浊调）。 色彩纯度对比构成的性格意味：1、 高纯度基调，有积极、强烈、冲动、外向、快乐、生气、聪明、活泼的性格意味；2、 中纯度基调，有稳定、文雅、可靠、中庸的性格意味；3、 低纯度基调，有平淡、自然、简朴、消极、陈旧和无力的性格意味。第二节 色彩的其他对比一、 色彩的面积对比在色彩的对比中，面积的变化至关重要，一个色彩是否能够形成主色、主调，在于它在整个色彩区域与其他色面积的比例中是否起决定性的作用。我们可以这样说，各种色彩在画面中所占的面积比例差别，从而引起色相、明度、纯度、冷暖等方面的对比变化称为面积对比。二、色彩的形状对比色彩显现的形状各异，但是对视觉最有影响的因素是形的聚集与分散，有几个方面可以讨论：1、 色彩在色相、明度、纯度、面积、冷暖不变的情况下形状的变化有下列两类：A：方、圆、三角、多边形等，聚散程度最高的是圆形。B：点、线、面、体及条格等，其中分散程度最高的是点。2、 同样条件下形状的聚集可以意味着底的聚集，散则意味着底的分散，聚集的程度高，形与底的对比强，反之则对比弱。3、 在同样条件下，形状聚集程度高，受边沿错视的影响小，色彩稳定性高，反之则边沿错视影响大，色彩效果相对稳定性差。在同等条件下，形状密集程度高，注目程度也高，视觉心理影响明显，反之则较模糊。一般以直线组合成的正方形类，所对应的色彩感比较稳重、硬、质朴、男性化；曲线组合称的圆形、椭圆形等曲线形，一般有柔、轻、轻快、华丽等色彩意味，形与色的对应关系既有一定的规律性，也有许多的特殊性。三、色彩的冷暖对比 冷暖感觉本是触觉对外界的反应，由于人们生活与色彩世界的经验，以及人们的生理功能（如条件反射），使人的视觉逐渐变为触觉的先导，看到红、黄会感觉温暖，看到蓝、青、绿、紫会感觉凉冷， 色彩的冷暖可以产生视觉上的远近透视，近处颜色通常偏暖，纯度高。对比强的色彩感觉距离近。偏冷、含灰、对比弱的色彩通常感觉距离远。色彩的调和 色彩调和的基本类型1、 类似调和 类似调和强调色彩要素中的一致性，追求色彩关系的统一感，类似调和包括同一调和和近似调和。（1）、同一调和 色相、明度、纯度三要素有某种要素完全相同，变化其他要素，被称为同一调和。这类色彩构成有单元同一调和和双元同一调和两大内容： A：单元同一调和有：同一色相调和（变化明度与纯度），同一明度调和（变化纯度与色相），同一纯度调和（变化明度与色相）。 B：双元同一调和有：同色相、同明度调和（变化纯度），同明度、同纯度调和（变化色相），同纯度、同色相调和（变化明度）。（2）、近似调和 在色相、明度、纯度三要素中，有某种要素近似，变化其他要素的调和，称为近似调和。由于调和要素由同一变化近似，所以，近似调和较之同一调和的色彩关系有更多的变化条件。近似调和有：近似色相调和（变化明度、纯度），近似明度调和（变化色相、纯度），近似纯度调和（变化明度、色相）这两类调和所呈现的视觉效果均比较和谐，所以应在这种和谐里再求一些变化，取得理想的、有生动美感的色彩图形。2、对比调和 对比调和是强调变化而组合的和谐色彩。这种组合要达到既变化又统一的和谐美，不是依赖要素一致，而是靠某种组合秩序来实现。在对比调和中，色相、明度、纯度都处于对比状态。根据伊顿的色彩调和理论，秩序调和有：（1） 二色调和 凡通过色环中心相对的两个颜色（互补色），均可搭配成调和的色组（对比较强）。（2） 三色调和 凡在色相环中构成等边三角形或者等腰三角形的三个色是调和的色组。（3） 四色调和 凡在色相环中形成长方形、正方形的四个色都可以体现出更为调和的色彩，色相更丰富。（4） 五色以上的调和 如五角形、六角形对应的色组将是更为和谐的色彩搭配。二、 色彩调和的方法 1、从色相角度 2、从明度角度 3、从纯度角度色彩的调性表达一、 暖调与冷调冷暖色调主要是以红、橙、黄、绿、蓝等纯色相为主的调性配置。以色相为主调的调性表达，前提应该是突出色彩相貌品质，强调冷暖对比和面积对比的协调结合，暖调须以暖色为主，冷调须以冷色为主。二、鲜调与灰调纯度是影响色彩感情效应的主要因素，同样是紫色，纯紫色的色调与淡紫色的色调相比其视觉效果和心理感应会完全相反，前者传达出神秘、迷信、灾祸、恐怖的气氛，后者给人以清纯、柔和、雅致的女性意味。可见，纯度的调性作用和影响是非常大的，当然，这当中还有明度的介入。三、亮调与暗调亮调和暗调，可分为三种基本类型：A：以无彩色系为主调的色调；B: 有彩色与无彩色的对比色调；C：有彩色的系列色调