色彩学浅析
1.颜色的定义
颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定,比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。有时人们也将物质产生不同颜色的物理特性直接称为颜色。
电磁波的波长和强度可以有很大的区别,在人可以感受的波长范围内(约380纳米至740纳米),它被称为可见光,有时也被简称为光。假如我们将一个光源各个波长的强度列在一起,我们就可以获得这个光源的光谱。一个物体的光谱决定这个物体的光学特性,包括它的颜色。不同的光谱可以被人接收为同一个颜色。虽然我们可以将一个颜色定义为所有这些光谱的总和,但是不同的动物所看到的颜色是不同的,不同的人所感受到的颜色也是不同的,因此这个定义是相当主观的。
一个弥散地反射所有波长的光的表面是白色的,而一个吸收所有波长的光的表面是黑色的。
颜色是人对光的感知,那么黑色就是人对无光的感知,可以说黑色不算是一种真正的颜色。
一个虹所表现的每个颜色只包含一个波长的光。我们称这样的颜色为单色的。虹的光谱实际上是连续的,但一般人们将它分为七种颜色:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,但每个人的分法总是稍稍不同的。单色光的强度也会影响人对一个波长的光的颜色的感受,比如暗的橙黄被感受为褐色,而暗的黄绿被感受为橄榄绿,等等。
2.颜色的组合
人眼一共约能区分一千万种颜色,不过这只是一个估计,因为每个人眼的构造不同,每个人看到的颜色也少许不同,因此对颜色的区分是相当主观的。假如一个人的一种或多种锥状细胞不能正常对入射的光反映,那么这个人能够区别的颜色就比较少,这样的人被称为色弱。有时这也被称为色盲,但实际上这个称呼并不正确,因为真正只能区分黑白的人是非常少的
我们的眼睛集中在可见光谱的主要区域(红、绿和蓝,RGB), 每一秒钟都可处理大量颜色信息。 颜色扫描仪、监视器和电视设备都采用这个颜色模型(也称为加色三原色或光原色)来组成不同颜色。
*加色三原色
理论上,将纯红色、纯绿色和纯蓝色按相等比重混合在一起产生白色;这三种颜色都没有的时候产生黑色。其中,改变光强度的组合会产生很大范围变化的不同的颜色(色域)。例如,100%红色,100%蓝色,没有绿色则生成品红色;100%蓝色和100%绿色,没有红色则产生青色;100%红色和绿色,没有蓝色则生成黄色。
在理论上,我们可以在三维色空间内按锥形描述加色和减色三原色。 每个原色位于它的互补色的对角: 红色和青色相对,绿色和品红色相对,黄色和蓝色相对 (当我们讨论“使用减色三原色再生颜色”时,你可以看到这些关系是如何被用于在纸上产生颜色的)。
*减色三原色
两个减色原色以 100% 比例“重叠”产生一加色原色。 理论上,以 100% 比例混合青色、品红色和黄色则产生黑色(记住,我们得到的是白色的互补色)。 然而实际中,这些油墨通常产生灰色。 因此,纯黑色油墨( "K"是 CMYK 里的 K)被作为第四种着色剂来产生深黑色。
3.颜色三要素
颜色是一种奇异的现象,如果您知道它并不真实存在于自然界中,而只存在于人脑中,您会更感觉诧异。经常可以听到这样的问题:“如果人眼不能看见苹果,它仍是红色的吗”?答案可能会让您大感意外。光源和苹果表皮的色素是让我们产生颜色感觉的三要素中的两个要素。直到我们的眼睛(或大脑)亲自看到,才会有描述为“红色”的颜色。
颜色三要素:光、物体和观察者,缺一不可。
*光
颜色是光的一部分,光由亿万个电磁波组成,电磁波在空气中移动就象池塘中的水波一样。 每一波段有不同的大小,以波长来表示。 波长是两个相邻波峰之间的距离,以纳米(nm)或百万分之一毫米作为单位。当这些波段刺激我们的视觉,它们使眼睛中的感光细胞兴奋, 在脑中产生颜色的感觉。 不同的波长(或不同波长的组合)刺激产生不同颜色的感觉。我们如何感受不同波长的光:当一束白光通过三棱镜色散后,我们可以感受到分光后的各个波长。这个方法分散各波长将白光显示为我们所熟悉的“彩虹”: 主要有红、橙、黄、绿、蓝、青和紫;每个波段之间都是逐渐过度的(红、绿和蓝是*主要的波段)。
*物体
物体刺激人眼产生颜色的感觉的方式有三种: 物体发光、物体反光、和物体透光。
发射物体,例如太阳和人造光源,直接发射可见光。
反射物体,其表面能吸收光波的某些波长能量并反射其它波长。
可被透射的物体包括大气、水、玻璃管或灯泡玻璃、感光胶片和油墨。
*观察者
在前面解释颜色三要素中的光源和物体属性的时候,我们涉及的一些观察者的因素, 这里我们要做深入的探讨。 首先,光波进入眼睛的瞳孔, 瞳孔扩大或缩小以调整允许进入的光的数量。 然后,光波刺激视网膜,视网膜几乎覆盖了整个后半眼球,上面密布着130,000,000个感光细胞和神经元。这些感光细胞对可见光刺激作出响应,通过神经元传送电信号给大脑中颜色感受区域。 感光细胞中的一些对红色较敏感,另一些对绿色较敏感,还有一些则对蓝色较敏感。 这三类细胞称为锥状细胞, 其它细胞称为柱状细胞,它们只对黑色和白色敏感。
在试图分辨颜色差别时,人眼有一些天生的限制。 我们对不同物体的不同颜色描述为不同的名称。 而且眼睛疲劳、年老和其它生理因素会影响我们对颜色的感觉。 在下面部分,我们会讨论不同的光源和观察者对颜色工业界的制造商造成的影响。
总 结
颜色是光照射物体后被观察者感受的结果。 光由成百上千万个不同波长电磁波组成。 当光照射物体时,物体表面吸收部分光波并反射其余的。 当反射光被观察者接收,观察者的大脑将成分一定的光波感受为特定的颜色。 不同的光/物体互相作用产生不同的光波组成,这样就产生我们每天看见的千万种颜色。