第十二章 室內(nèi)色彩
第一章 色彩的物理理論
第一節(jié) 色彩原理
1． 光與色
沒有光源便沒有色彩感覺，人們憑借光才能看見物體的形狀、色彩，從而認(rèn)識(shí)客觀世界。什么是光呢？從廣義上講，光在物理學(xué)上是一種客觀存在的物質(zhì)（而不是物體），它是一種電磁波。電磁波包括宇宙射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波等。它們都各有不同的波長和振動(dòng)頻率。在整個(gè)電磁波范圍內(nèi)，并不是所有的光都有色彩，更確切地說，并不是所有的光的色彩我們?nèi)庋鄱伎梢苑直?。只有波長在 380納米至 780納米之間的電磁波才能引起人的色知覺。這段波長的電磁波叫可見光譜，或叫做光。其余波長的電磁波，都是肉眼所看不見的，通稱不可見光。如：長于780納米的電磁波叫紅外線，短于380納米的電磁波叫紫外線。
實(shí)際上，陽光的七色是由紅、綠、紫三色不同的光波按不同比例混合而成，我們把這紅、綠、紫三色光稱為三原色光（目前彩色電視所采用的是紅、綠、藍(lán)，實(shí)際上混合不出所有自然界之色，只是方便而已，但光學(xué)一直采用紅、綠、藍(lán)為三原色，這里我們可以通過“色圖”來表示），國際照明學(xué)會(huì)規(guī)定分別用x、y、z來表示它們之間的百分比。由于是百分比，三者相加必須等于1，故色調(diào)在色圖中只需用x、y兩值即可。將光譜色中各段波長所引起的色調(diào)感覺在x、y平面上做成圖標(biāo)時(shí)，即得色圖（見圖2）。因白色感覺可用等量的紅、綠、紫（藍(lán)紫）三色混合而得，故圖中愈接近中心的部分，表示愈接近于白色，也就是飽和度愈低；而在邊緣曲線部分，則飽和度愈高。因此，圖中一定位置相當(dāng)于物體色的一定色調(diào)和一定的飽和度。
1666年，英國物理學(xué)家牛頓做了一次非常著名的實(shí)驗(yàn)，他用三棱鏡將太陽白光分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的七色色帶。據(jù)牛頓推論：太陽的白光是由七色光混合而成，白光通過三棱鏡的分解叫做色散，虹就是許多小水滴為太陽白光的色散，各色波長如下：
單位：納米
可見光譜表：
光的物理性質(zhì)由光波的振幅和波長兩個(gè)因素決定。波長的長度差別決定色相的差別，波長相同，而振幅不同，則決定色相明暗的差別。（圖3）
2．物體色
人們在這個(gè)問題上爭論頗大，有人認(rèn)為有固有色，有人認(rèn)為沒有。主張沒有的人說：沒有光什么物體也不具備顏色，物體之所以有色，是因?yàn)椴煌镔|(zhì)對七色光中不同的色光吸收或反射不同，所以呈現(xiàn)色彩不同。他們又說：綠葉這種物質(zhì)能反射綠光吸收其他色光，所以看上去是綠的，紅花這種東西是能反射紅光而吸收其他色光，所以看上去是紅的。而主張有固有色的人說：為什么紅花照上紅光會(huì)顯得更紅，這是因?yàn)樗旧砭哂屑t色素，它的紅色已飽和，所以全部反射出來，而將紅光照到綠葉上，綠葉會(huì)變成黑色，這是因?yàn)榫G葉中沒有紅色素，它全部吸收，自然會(huì)成為黑色的，而白色紙上任何色素都不具備，照上任何色光它大部分都反射出來。另外白色的棉花因?yàn)樗痪邆淙魏紊兀苑瓷淙?，?dāng)染上紅色素后，其質(zhì)地沒有多大變化，因而反射紅光，吸收其他色光。為了免其爭論，我們稱它是物體色，但要說明物體之所以反射不同色光的原理：
不同物體反射不同色光，為什么？因?yàn)椴煌矬w具有不同的反光曲律，這種曲律，人們稱為色素。比如說，紅色物體，它的曲律能反射紅光，也就是說它的曲律是能反射640～750納米的電磁波，如果紅光照到上面，即可產(chǎn)生同步共振的效應(yīng)，使紅光反射回來，只有一部分紅光在共振時(shí)消耗其能量。所以我們看到它為紅色，也稱該物體反射紅光。如果是其他色光照到上面，因?yàn)榍刹煌a(chǎn)生波長的干擾作用，所產(chǎn)生的干擾波不一定是多少，如果是550～600納米的黃光照在紅色物體上，可能會(huì)產(chǎn)生類似600～640納米的干擾波，即類橙色，這就是所謂黃光被吸收。如果是480～550納米波長的綠光照在紅色物體上，可能產(chǎn)生較為紊亂的干擾波，這種干擾波大部分不在可視光波之內(nèi)，僅有一部分被反射出來產(chǎn)生視知覺，我們說這種綠光波吸收而產(chǎn)生黑灰色的視知覺。如果是白色光照在紅色物體上面，只有白光中640～750納米的光波產(chǎn)生同步共振，其余的光波產(chǎn)生干擾，我們說，這是紅光被反射出來，而其余光波被吸收。能反射不同波長的物體，因?yàn)槠淝刹煌鴮Σ煌猱a(chǎn)生同步共振，我們稱它能反射不同色光。如果是黑色物體，它不能純凈地反射某種色光，也就是說：不能使任何一種色光同步共振，只能反射干擾后的混合型較雜亂的電磁波，所以我們稱它為黑色吸光體。黑色之所以吸光，就是因?yàn)樯庹盏剿厦娌荒墚a(chǎn)生同步共振的返回，所有不同波長電磁波被干擾，干擾后即將光能消耗在干擾之中，產(chǎn)生熱量，這就是黑色吸光的作用。而白色物體能將七色光的電磁波大部分同步共振地反射回來，僅有一小部分在共振時(shí)消耗其能量，所以，我們稱它反光率高，有涼爽感。
這就是物體反射不同色光的原理。
另外，我們知道，光波也是電磁波的一種，因而它同樣具備電磁波同性相斥、異性相吸的特性。這又是與色光相同的物體色反射相同色光的又一原因之所在。
任何物體對光都具有吸收、透射、反射、折射的作用。
在可見光譜中，紅色光的波長最長，它的穿透性也最強(qiáng)。比如說：清晨的太陽為什么是紅的？這是因?yàn)榍宄康奶柟庖盏轿覀兩砩闲璐┻^比中午幾乎厚三倍的大氣層，而且清晨的空氣中含有大量水分子。陽光穿過它時(shí)，其他色光許多被吸收、折射或反射了，只有紅光以巨大的穿透力，頑強(qiáng)地穿過大氣層、水蒸氣來到地面，在此其間，大部分藍(lán)紫色光都被折射在大氣層及水蒸氣里，而到達(dá)地面上的太陽光大部分是紅橙色，所以太陽看上去是紅的。
在衛(wèi)星上看天空本來是漆黑一團(tuán)，但為什么我們在地球上看天空是藍(lán)色的呢？這就是因?yàn)樘柟庹盏降厍蛏希渲兴{(lán)紫色的光因其穿透性最弱而被空氣吸收、折射、反射了，這些藍(lán)光散布在空氣中，看上去自然是藍(lán)的。而海水為什么是綠的呢？水不是無色透明的嗎？這也是因?yàn)殛柟庹杖胨校蟛糠智嗑G色光折射在水中，所以看上去海水是青綠色的。在空氣污染極少的天山，我們發(fā)現(xiàn)，近山是綠樹，中景山是青藍(lán)色，而遠(yuǎn)景山則是藍(lán)紫色，故人稱“青山綠水”。由于以上原因，我們繪畫中就出現(xiàn)了“色彩的透視”，即：近暖、遠(yuǎn)冷，近實(shí)、遠(yuǎn)虛，近純、遠(yuǎn)灰，此處暫不多贅
第二節(jié) 色彩的分類與特性
我國古代把黑、白、玄（偏紅的黑）稱為色，把青、黃、赤稱為彩，合稱色彩。
現(xiàn)代色彩學(xué)，也可以說是西洋色彩學(xué)也把色彩分為兩大類：
1．無彩色系
無彩色系是指黑和白。試將純黑逐漸加白，使其由黑、深灰、中灰、淺灰直到純白，分為11個(gè)階梯，成為明度漸變，做成一個(gè)明度色標(biāo)（也可用于有彩色系），凡明度在0°～3°的色彩稱為低調(diào)色，4°～6°的色彩稱為中調(diào)色，7°～10°的色彩稱為高調(diào)色。
色彩間明度差別的大小，決定明度對比的強(qiáng)弱，3°以內(nèi)的對比稱明度的弱對比，又稱短對比。3°～5°的對比稱為中對比，又稱中調(diào)對比。5°以外的對比稱為強(qiáng)對比，又稱長調(diào)對比。
在明度對比中，如果其中面積大，作用也最大的色彩或色組屬高調(diào)色和另外色的對比屬長調(diào)對比，整組對比就稱為高長調(diào)，用這種辦法可以把明度對比大體劃分為高短調(diào)、高中調(diào)、高中短調(diào)、高中長調(diào)、高長調(diào)、中短調(diào)、中中調(diào)、中高短調(diào)、中低短調(diào)、中長調(diào)、中高長調(diào)、中低長調(diào)、低短調(diào)、低長調(diào)、低中調(diào)、最長調(diào)等16種：以下略舉9種（見圖4；彩圖16～18）
一般來說，高調(diào)明快，低調(diào)樸素，明度對比較強(qiáng)時(shí)光感強(qiáng)，形象的清晰程度高；明度對比弱時(shí)光感弱，不明朗、模糊不清。明度對比太強(qiáng)時(shí)，如最長調(diào)，有生硬、空洞、眩目、簡單化等感覺，而且有恐怖感。（參見彩圖1～15）
2．有彩色系
有彩色系有三個(gè)基本特征：色相、純度、明度，在色彩學(xué)上也稱色彩的三要素、三屬性或三特征。
（1）色相：色相是指色彩的相貌，確切地說是依波長來劃分色光的相貌。可見色光因波長的不同，給眼睛的色彩感覺也不同，每種波長色光的被感覺就是一種色相。
依色散可分出色相的序列關(guān)系，即紅、綠、藍(lán)（藍(lán)紫）三原色加間色，即，紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。并可在色相環(huán)中細(xì)分為
（2）純度：純度是指色光波長的單純程度，也有稱之為艷度、彩度、鮮度或飽和度。在七色相中各有其純度，七色光混合即成白光，七色顏料混合成為深灰色；黑白灰屬無彩色系，即沒有彩度，任何一種單純的顏色，倘若加入無彩色系任何一色的混合即可降低它的純度。在七色中除各有各自的最高純度外，它們之間也有純度高低之分。我們可以通過一個(gè)并列的色散序列色相帶，將各色同樣等量加灰，使其漸漸變?yōu)榧兓遥ㄟ^實(shí)驗(yàn)可以明確看到紅色最難，青綠色最容易，這就說明紅色純度最高，而青綠色純度最低。
（3）明度：明度是指色彩的明亮程度，對光源色來說可以稱光度；對物體色來說，除了稱明度之外，還可稱亮度、深淺程度等。
無論投照光還是反射光，在同一波長中，光波的振幅愈寬，色光的明亮度愈高。在不同波長中，振幅比波長的比數(shù)越大，明亮知覺度就越高。（見圖3）
白顏料屬于反射率高的物體，在其他顏料中混入白色，可以提高混合色的反射率，也就提高了混合色的明度。混入白色愈多，亮度提高愈多。黑色顏料屬于反射率極低的物體。在其他顏料中混入黑色，可以降低混合色的反射率。稍混一些，反射率就明顯地降下來，也就降低了混合色的明度；混入黑色愈多，明度降低愈多?；疑珜儆诜瓷渎?5％以下與10％以上的色彩，即屬中等明度的色彩，黑白與不同明度的灰色，可以構(gòu)成有秩序的明度序列。
不同色相的光的振幅不同。紅色振幅雖寬，但波長也長；黃色雖然振幅與紅色相當(dāng)，但它的波長短。紅色的振幅比波長的比數(shù)小于黃色的振幅比波長的比數(shù)。所以紅色較黃色明度要弱。
我們可以將色散帶展開，即：紫紅、紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、綠、青綠、青、青藍(lán)、藍(lán)、藍(lán)紫、紫、紫紅。使紫紅居兩端，黃色居中央，向上逐漸加白，可以發(fā)現(xiàn)，黃色很快就可變成純白，而紫色最慢變?yōu)榧儼住Ｏ蛳轮饾u加黑，紫色很快即可變?yōu)榧兒?，其次為青色，而黃色最慢才變?yōu)榧兒凇Ｕ麄€(gè)表變?yōu)閃形，這說明黃色明度最強(qiáng)，而紫色最弱，其余類推。（見圖5）
這種現(xiàn)象，通過電腦色譜即可明晰分辨，原理是：太陽光投射到大地上的七色色光中，實(shí)際上僅靠其中紅、綠、紫這三原色即可混合出自然界所有顏色。而這三原色中的綠色色光占50％，其余兩色紅光與紫光，約各占25％。但因?yàn)樽瞎夤獠ǘ?，穿透空氣時(shí)形成的角度大，在它穿越大氣層時(shí)，一部分藍(lán)紫色光被反復(fù)折射在大氣層中，這就形成了藍(lán)色天空。而紅光光波是可見光波中最長的光波，在它穿越大氣層時(shí)，與空氣形成的角度小，大部分紅色光波都能到達(dá)地面。所以，實(shí)際上到達(dá)地面的色光中紅光比紫光要多。黃光是由綠光與紅光加光混合而成。我們知道，加光混合后新產(chǎn)生的光，要比原兩種光的任何一種都亮。其原因是：640～750納米光波的紅光與480～550納米光波的綠光相混合時(shí)形成新的干擾波形，這些波形以不同色相呈現(xiàn)出來，那就是600～640納米的橙紅光，580～600納米的橙色光，560～580納米的黃色光，530～560納米的黃綠色光等。而這些新產(chǎn)生的波形，尤其是黃色光和黃綠色光，它們的振幅與波長之比，較紅光和綠光的振幅與波長的比數(shù)都大。這就是混合后的加色光要比混合前任何一種原色光亮的原因。所以，實(shí)際上我們看到的青光，也是由綠光與紫光加光混合而成，所以它也比混合前的任何一種原色光要亮。這是加光混合的原理。
再看減光混合：
黃光=白光-紫光 （減去一種原色光）
綠光=白光-紅光-紫光 （減去兩種原色光）
青光=白光-紅光 （減去一種原色光）
紫光=白光-紅光-綠光 （減去兩種原色光）
紅光=白光-綠光-紫光 （減去兩種原色光）
這樣，就形成帶形色譜的“W”型，這各色的明亮次序按“W”型排列為：紫＜紅＜橙＜黃＞黃綠＞綠＜青綠＜青＞青藍(lán)＞藍(lán)紫＞紫。
第三節(jié) 色彩的表示
為了在實(shí)際工作中更方便地運(yùn)用色彩，必須將色彩按照一定的規(guī)律和秩序排列起來。歷史上曾有許多色彩學(xué)家作過努力和研究。
1．牛頓色相環(huán)
這是較為科學(xué)的早期表示方法。后來人們把太陽七色概括為六色，并把它們?nèi)ζ饋恚^尾相接，變成六色色環(huán)，在三原色與三間色中十分明確的區(qū)分開來。
紅、黃、藍(lán)三原色是由一個(gè)正三角形的三個(gè)角所指處（當(dāng)時(shí)誤將黃色認(rèn)為原色，如今只認(rèn)作減光混合）。而橙、綠、紫也正處于一個(gè)倒等邊三角形的三個(gè)角所指處。
三原色中任何一種原色都是其他兩種原色之間色的補(bǔ)色；也可以說，三間色中任何一種間色都是其他兩種間色之原色的補(bǔ)色。（圖6）
2．色立體
色立體是借助于三維空間來表示色相、純度、明度的概念。如果我們借助地球儀為模型，色彩的關(guān)系可以用這樣的位置和結(jié)構(gòu)來表示：赤道部分表示純色相環(huán)；南北兩極連成的中心軸為無彩色系的明度序列，南極為黑，用S表示，北極為白，用N表示，球心為正灰；南半球?yàn)樯钌?，北半球?yàn)槊魃?；球的表面為清色系；球?nèi)為含灰色系（濁色系）；球表面任何一個(gè)到球中心軸的垂直線上，表示著純度序列；與中心軸相垂直的圓直徑兩端表示補(bǔ)色關(guān)系。但事實(shí)上如果以圖5的色彩明度序列表將球包裹起來，可以發(fā)現(xiàn)純度最大的黃色不在赤道上，而是偏向N，其次為青色。純度最大的紫色也不在赤道上，而是偏向S，這樣就構(gòu)成一個(gè)波浪起伏式偏赤道的色球儀。（圖7）
色立體的用途
（1）色立體相當(dāng)于一本“配色字典”。每個(gè)人都有主觀色調(diào)，在色彩使用上會(huì)局限于某個(gè)部分。色立體色譜為你提供了幾乎全部色彩體系，它會(huì)幫助你豐富色彩詞匯，開拓新的色彩思路。
（2）由于各種色彩在色立體中是按一定秩序排列的，色相秩序、純度秩序、明度秩序都組織得非常嚴(yán)密。它指示著色彩的分類、對比、調(diào)和的一些規(guī)律。
（3）如果建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的色立體譜，這對于色彩的使用和管理將帶來很大的方便。只要知道某種色標(biāo)號(hào)，就可在色譜中迅速而正確地找到它。但是色譜也具有若干不可避免的缺點(diǎn)。首先，色譜只能用自己的色料制作，但色料不僅受生產(chǎn)技術(shù)的限制，在理論上限制也很大，據(jù)色彩學(xué)家分析，還不可能用現(xiàn)有的色料印刷出所有的顏色來；其次，印刷的顏色也不可能長期保存不變色。在實(shí)用美術(shù)中，色立體只能作為配色的工具，科學(xué)的工具畢竟不能代替藝術(shù)創(chuàng)作。
奧斯特華德色立體
奧斯特華德是德國化學(xué)家，他對染料化學(xué)做出過很大的貢獻(xiàn)，曾經(jīng)得過諾貝爾獎(jiǎng)金。1921年他出版了一本《奧斯特華德色彩圖示》，后被稱為奧氏色立體。他將各個(gè)明度從0.891-0.035分成8份，分別用a、c、e、g、i、l、n、p表示，每個(gè)字母分別含白量和黑量（他這種分法是以韋伯的比率為依據(jù)的）。以明暗系列為垂直中心軸，并以此作為三角形的一條邊，其頂點(diǎn)為純色，上端為明色，下端為暗色，位于三角中間部分為含灰色（圖8）。各個(gè)色的比例為：純色量+白+黑= 100％。奧氏運(yùn)動(dòng)空間的方法是將純色、白色、黑色按不同比例分別在旋轉(zhuǎn)盤上涂成扇形，旋轉(zhuǎn)混合，得出混合各種所需的色光，然后再以顏料憑感覺復(fù)制。
奧氏色立體的色相環(huán)由24色組成，色相環(huán)直徑兩端的色互為補(bǔ)色，以黃、橙、紅、紫、青紫（群青）、青（綠藍(lán)）、綠（海綠）、黃綠（葉綠）為8個(gè)主色，各主色再分三等分組成24色相環(huán)，并用1～24的數(shù)字表示（圖9）。每個(gè)色都有色相號(hào)/含白量/含黑量。如8ga表示：8號(hào)色（紅色），g是含白量，由表查得22；a是含黑量，查得是11，結(jié)論是淺紅色。
他將每片顏色訂在一起，形成一個(gè)陀螺狀的色立體（圖10）。
孟塞爾色立體
孟塞爾是美國的色彩學(xué)家，長期從事美術(shù)教育工作。美國早在1915年就出版過《孟塞爾顏色圖譜》，1929年和1943年又分別經(jīng)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局和美國光學(xué)會(huì)修訂出版《孟塞爾顏色圖冊》。最新版本的顏色圖冊包括兩套樣品，一套有光澤，一套無光澤。有光澤色譜共包括1450塊顏色，附有一套黑白的37塊中性灰色，無光澤色譜有1150塊顏色，附有32塊中性灰色。每塊大約1.8×2.1厘米。孟氏色譜是從心理學(xué)的角度，根據(jù)顏色的視知覺特點(diǎn)所制定的標(biāo)色系統(tǒng)。目前國際上普遍采用該標(biāo)色系統(tǒng)作為顏色的分類和標(biāo)定的辦法。孟氏色立體的中心軸無彩色系從白到黑分為11個(gè)等級(jí)，其色相環(huán)主要有10個(gè)色相組成：紅（R）、黃（Y）、綠（G）、藍(lán)（B）、紫（P）以及它們相互的間色黃紅（YR）、綠黃（GY）、藍(lán)綠（BG）、紫藍(lán)（PB）、紅紫（RP）。R與RP間為RP+R，RP與P間為P+RP，P與PB間為PB+P，PB與B間為B+PB，B與BG間為BG+B，BG與G間為G+BG，G與GY間為GY+G，GY與Y間為Y+GY，Y與YR間為YR+Y，YR與R間為R+YR。為了作更細(xì)的劃分，每個(gè)色相又分成10個(gè)等級(jí)。每5種主要色相和中間色相的等級(jí)定為5，每種色相都分出2.5、5、7.5、10四個(gè)色階，全圖冊共分40個(gè)色相（圖11、
任何顏色都用色相/明度/純度（即H/V/G）表示，如5R/4/14表示色相為第5號(hào)紅色，明度為4，純度為14，該色為中間明度，純度為最高的紅。（日本1978年12月出版了一套顏色樣卡，稱新日本顏色系，包括5000塊顏色，它是目前國際上最多的顏色圖譜。它也按孟塞爾色彩圖譜命名，但考慮到孟氏色立體中的40個(gè)色相，不能滿足實(shí)際上的需要，尤其是在R到Y(jié)和PB區(qū)間。因而又增加了1.25R，6.25R，1.25YR，3.75YR，8.75YR，6.25Y，3.75PB，6.25PB等8個(gè)色相，總共48個(gè)色相，光值即明度，分為10個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)為0.5，即由1～9.5，純度分14個(gè)等級(jí)，每級(jí)差為1，即由1～14。）
思考題：
試析光與色的關(guān)系：
①何為物體色？試析物體色、光源色、環(huán)境色三者之間的關(guān)系，并簡述物體所以能反射不同色光的原理。
②色彩有哪兩類？它們各有哪些特征？何為色彩三要素？
③何謂色立體？孟塞爾色立體和奧斯特華德色立體有哪些異同？它們有何實(shí)用價(jià)值？
作業(yè)：
①作黑白明度推移11階梯序列表。
②按無彩色系明度等級(jí)比例任意構(gòu)成明度對比9個(gè)色調(diào)。
③制作色相序列，明度序列，純度序列（可構(gòu)成在一張圖內(nèi)），要求漸次均勻。（參見彩圖19～23；36～37）
第四節(jié) 色彩混合
1．三原色（三基色）
何謂三原色？就是說三色中的任何一色，都不能用另外兩種原色混合產(chǎn)生，而其他色可由這三色按一定的比例混合出來，這三個(gè)獨(dú)立的色稱之為三原色（或三基色）。
牛頓用三棱鏡將白色陽光分解得到紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光，這七種色光的混合又得白光，因此他認(rèn)定這七種色光為原色。后來物理學(xué)家大衛(wèi)•魯伯特進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)染料原色只是紅、黃、藍(lán)三色，其他顏色都可以由這三種顏色混合而成的。他的這種理論被法國染料學(xué)家席弗通過各種染料配合試驗(yàn)所證實(shí)。從此，這種三原色理論被人們所公認(rèn)。1802年生理學(xué)家湯麥斯•楊根據(jù)人眼的視覺生理特征提出了新的三原色理論。他認(rèn)為色光的三原色并非紅、黃、藍(lán)，而是紅、綠、紫。這種理論又被物理學(xué)家馬克思韋爾證實(shí)。他通過物理試驗(yàn)，將紅光和綠光混合，這時(shí)出現(xiàn)黃光，然后摻入一定比例的紫光，結(jié)果出現(xiàn)了白光。此后，人們才開始認(rèn)識(shí)到色光和顏料的原色及其混合規(guī)律是有區(qū)別的。色光的三原色是紅、綠、藍(lán)（藍(lán)紫色），顏料的三原色是紅（品紅）、黃（檸檬黃）、青（湖藍(lán)）。色光混合變亮，稱之謂加色混合。顏料混合變暗，稱之謂減色混合。
2．加色混合
從物理光學(xué)試驗(yàn)中得出：紅、綠、藍(lán)（藍(lán)紫）三種色光是其他色光所混合不出來的。而這三種色光以不同比例的混合幾乎可以得出自然界所有的顏色。所以紅、綠、藍(lán)（藍(lán)紫）是加色混合最理想的色光三原色。加色混合可得出紅光+綠光=黃光；紅光+藍(lán)紫光=品紅光；藍(lán)紫光+綠光=青光；紅光+綠光+藍(lán)紫光=白光。如果改變?nèi)幕旌媳壤?，還可得到其他不同的顏色。如紅光與不同比例的綠光混合可以得出橙、黃、黃綠等色；紅光與不同比例的藍(lán)紫光混合可以得出品紅、紅紫、紫紅藍(lán)；紫光與不同比例的綠光混合可以得出：綠藍(lán)、青、青綠。如果藍(lán)紫、綠、紅三種光按不同比例混合可以得出更多的顏色，一切顏色都可通過加色混合得出。由于加色混合是色光的混合，因此隨著不同色光混合量的增加，色光的明度也漸加強(qiáng)。所以也叫加光混合，當(dāng)全色光混合時(shí)則可趨于白色光，它較任何色光都明亮（圖15）。
加色混合效果是由人的視覺器官來完成的，因此是一種視覺混合。
彩色電視的色彩影像就是應(yīng)用加色混合原理設(shè)計(jì)的，彩色景象被分解成紅、綠、藍(lán)紫三基色，并分別轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)加以傳送，最后在銀屏上重新由三基色混合成彩色影像。①
如前所述，所有色物體（包括顏料）之所以能顯色，是因?yàn)槲矬w對色譜中色光選擇吸收和反射所致。②“吸收”的部分色光，也就是減去的部分色光。印染染料，繪畫顏料、印刷油墨等各色的混合或重疊，都屬減色混合。當(dāng)兩種以上的色料相混或重疊時(shí)，相當(dāng)于照在上面的白光中減去各種色料的吸收光，其剩余部分的反射光混合結(jié)果就是色料混合和重疊產(chǎn)生的顏色。色料混合種類愈多，白光中被減去吸收光愈多，相應(yīng)的反射光量也愈少，最后將趨近于黑濁色。這就是減色混合。
過去習(xí)慣地把大紅、中黃、普藍(lán)稱為顏色的三原色，從色彩學(xué)上講，這個(gè)概念是不確切的。理想的色料三原色應(yīng)當(dāng)是品紅（明亮的玫紅）、黃（檸黃）、青（湖藍(lán)），因?yàn)槠芳t、黃、青混色的范圍要比大紅、中黃、普藍(lán)寬得多，用減色混合法可得出：
品紅+黃=紅（白光-綠光-藍(lán)光）；
青+黃=綠（白光-紅光-藍(lán)光）；
青+品紅=藍(lán)（白光-紅光-綠光）；
品紅+青+黃=黑（白光-綠光-紅光-藍(lán)光）。
從以上兩組疊色混色圖中可以看出一個(gè)問題：加色混合的三原色，恰是減色混合的三間色，而減色混合的三原色又恰是加色混合的三間色。（圖15、16）
根據(jù)減色混合的原理，品紅、黃、青按不同的比例混合，從理論上講可以混合出一切顏色。因此，品紅、黃、青三原色在色彩學(xué)上稱為一次色；兩種不同的原色相混所得的色稱為二次色，即間色，兩種不同間色相混所得色稱為第三次色，也稱復(fù)色。
4．空間混合
空間混合是指各種顏色的反射光快速地先后刺激或同時(shí)刺激人眼。我們說的先后，是指光在人眼中留下的印象在視覺中混合，或同時(shí)或幾乎同時(shí)將信息傳入人的大腦皮層，因此人們的感覺是混合型的。其試驗(yàn)，可取一圓盤，一半紅、一半綠，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)后，可以看到盤中色是金黃③（圖17）。若一半紅、一半藍(lán)，當(dāng)盤高速旋轉(zhuǎn)后，可得藍(lán)紫，彩色電視就是這個(gè)原理，實(shí)際上熒屏上有許多比例不同的紅、綠、藍(lán)紫小色點(diǎn)，但因?yàn)檫^于細(xì)小，人眼不易分辨，待傳到人的眼中時(shí)，印象已在空中混合了，故稱空間混合。點(diǎn)彩派也是利用這種原理，電子分色套色印刷也是這個(gè)原理?？臻g混合，也可稱并列混合、色彩的并置，其明度是被混合色的平均明度，因此也稱為中間混合、中性混合。
色彩的空間混合有下列規(guī)律：
1．凡互補(bǔ)色關(guān)系的色彩按一定比例的空間混合，可得到無彩色系的灰和有彩色系的灰。如：紅與青綠的混合可得到灰、紅灰、綠灰；④
2．非補(bǔ)色關(guān)系的色彩空間混合時(shí)，產(chǎn)生二色的中間色。如：紅與青混合，可得到紅紫、紫、青紫；
3．有彩色系色與無彩色系色混合時(shí)，也產(chǎn)生二色的中間色，如：紅與白混合時(shí)，可得到不同程度的淺紅。紅與灰的混合，得到不同程度的紅灰；
4．色彩在空間混合時(shí)所得到的新色，其明度相當(dāng)于所混合色的中間明度；
5．色彩并置產(chǎn)生空間混合是有條件的。a、混合之色應(yīng)是細(xì)點(diǎn)或細(xì)線，同時(shí)要求密集狀，點(diǎn)與線愈密，混合的效果愈明顯。色點(diǎn)的大小，
必須在一定的視覺距離之外，才能產(chǎn)生混合。一般為1000倍以外，否則很難達(dá)到混合效果。（參見彩圖24～34）
空間混合有三大特點(diǎn)：
（1）近看色彩豐富，遠(yuǎn)看色調(diào)統(tǒng)一。在不同視覺距離中，可以看到不同的色彩效果；
（2）色彩有顫動(dòng)感、閃爍感，適于表現(xiàn)光感，印象派畫家貫用這種手法；
（3）如果變化各種色彩的比例，少套色可以得到多套色的效果，電子分色印刷就是利用這種原理。
從以上理論可以看出，所謂減色混合，實(shí)際也是空間混合的一種形式，因?yàn)樯鲜怯稍S多細(xì)小色微粒組成，只不過分子染料較顆粒顏料更細(xì)微些罷了。無論是染料的混合和顏料的混合，它們也都是由不同色料混合的顏色，只不過我們?nèi)庋鄯直娌怀?，但在放大鏡和顯微鏡下面一望便知，其規(guī)律是相同的。所以，也可以說，空間混合也是放大了顆粒的減色混合，它的色光，也是減色混合的平均值。
5．補(bǔ)色
凡兩種色光相加呈現(xiàn)白光，兩種顏色相混呈現(xiàn)灰黑色，那么這兩種色光和這兩種顏色即互為補(bǔ)色。補(bǔ)色的位置，在色相環(huán)上屬一直徑的兩端，也就是對頂角的位置（圖18）。
這里要指出：從王愛軍先生將孟塞爾色立體中的互補(bǔ)色在二維坐標(biāo)中顯示（圖19）可以看出，這多對互補(bǔ)色的連接線在通過中心軸時(shí)，并沒有相交于5號(hào)灰的中心，而是相交在5～6號(hào)之間，出現(xiàn)有半度之差，這是為什么呢？其原因是孟塞爾色立體是在心理學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的，而沒有完全借助物理測定，這就是心理與物理之間差異之所在，感知并不能完全代替科學(xué)，況且心理也是因人而異的。按照歌德的理論，色料與色光有不同的明度，如果按平均色彩的面積作補(bǔ)色，不能混出五級(jí)灰，平均比量的色光也不能混出白光，所以他將各色比量改為黃3、橙4、紅6、紫9、青8、綠6，按這種的比量的色光才能混出白光，同樣按這樣比量顏料作補(bǔ)色混合而得到五級(jí)灰，按這樣坐標(biāo)補(bǔ)色交叉線才能通過5號(hào)灰的中心。
其次，互補(bǔ)色相混，原則上可得到中間五號(hào)黑灰，但互補(bǔ)色色料的混合實(shí)際上所得的黑灰是有彩黑灰，而不同于黑白二色料混合后所得到的中性5號(hào)黑灰。為什么？解釋是：因互補(bǔ)色色料混合后所得的黑灰是由無數(shù)細(xì)小的互補(bǔ)色顆粒組成，用赫林的四色對立學(xué)說去解釋，這些小顆粒對人眼視網(wǎng)膜中視錐細(xì)胞的補(bǔ)色感光視素（或紅—綠或黃—藍(lán)）作空間混合的感知。而黑白二中性色料的混合所得的五號(hào)中性灰，是由無數(shù)黑、白小顆粒，只對人眼視網(wǎng)膜上視桿細(xì)胞中黑—白視素作空間混合的感知，所以二者是有區(qū)別的。
思考題：
①淺述加色混合與減色混合之異同，為什么？
②為什么說空間混合是中性混合？印象派是如何加以運(yùn)用的？效果如何？
作業(yè)：
①仿照加色混合作一疊色效果，利用減色混合作一疊色效果。（參見彩圖35、38、65）
②利用細(xì)點(diǎn)或細(xì)線或小色塊作一空間混合作業(yè)，或利用點(diǎn)彩派風(fēng)格作一幅畫。
①通過實(shí)驗(yàn)證明，太陽光的三原色的確為紅、綠、紫。目前所有彩色電視，彩色攝影等使用的三原色紅、綠、藍(lán)，實(shí)際上并不能完全混合出自然界所有能用眼睛分辨出的真實(shí)色彩，也就是說，眼睛對陽光色散出來的色彩，我們通過任何其他手段是無法得到的，如果要想通過攝影、攝像等手段得到證實(shí)，其結(jié)果是，紅偏淡朱，而且紅加藍(lán)只能得到品紅，紫色根本無法得到。
②因?yàn)楣獗旧硎且环N電磁波，所以它具有電磁的同性相斥和異性相吸的性能，如果物體具備某色素，即反射與該色素相同的色，而吸收與該色素不同的色，這就是選擇吸收和反射。
③加色混合中紅光與綠光的混合可呈現(xiàn)黃光。減色混合中紅色與綠色的混合可呈現(xiàn)黑灰色。而空間混合既非加色混合，也非減色混合。但既是加色又是減色。所以它所得到的新色是加色與減色混合的中性色。即黃色加黑灰色，是類似假金色的金黃色。
④色光的三原色相混可得白光，顏料的三原色相混可得5號(hào)灰色，空間混合既有色光混合的特點(diǎn)，又有顏料混合的特點(diǎn)。減光混合三原色相加得5號(hào)灰，而其中任何一原色的補(bǔ)色恰是其他二原色之間色。原色與其補(bǔ)色相混合即等于三原色相混故得灰色。因比例不同，灰色也有傾向性。
第二章 色彩的生理理論
第一節(jié) 人眼的生理與色彩視覺
所有的色彩視覺（包括色相、明度、純度）都是建立在人的視覺器官的生理基礎(chǔ)上的，所以研究色彩還必須了解視覺器官的生理特征及其功能。
1．人眼的構(gòu)造及功能
眼球：人眼的形狀像一個(gè)小球，通常稱為眼球，眼球內(nèi)具有特殊的折光系統(tǒng)，使進(jìn)入眼內(nèi)的可見光匯聚在視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜上含有感光的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，這些感光細(xì)胞把接受到的色光信號(hào)傳到神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，再由視神經(jīng)傳到大腦皮層枕葉視覺神經(jīng)中樞，產(chǎn)生色感。眼球壁有三層膜組成。外層是堅(jiān)韌
的囊殼，保護(hù)眼睛的內(nèi)部，稱為纖維膜，它的前1/6為角膜，后5/6為白色不透明的鞏膜，中層稱葡萄膜（或血素層、血管層），顏色像黑紫葡萄，由前向后分為三部分：虹膜、睫狀體和脈絡(luò)膜。內(nèi)層為視網(wǎng)膜，簡稱網(wǎng)膜。（圖20）
角膜：眼球最前端是透明的角膜，它是平均折射率為1.336的透明體，俗稱眼白，微向前突出，曲率半徑前表面約7.7毫米，后表面約6.8毫米，光由這里折射進(jìn)入眼球而成像。
虹膜：在角膜后面呈環(huán)形圍繞瞳孔，也叫彩簾。虹膜內(nèi)有兩種肌肉控制瞳孔的大小：縮孔?。喘h(huán)形肌）收縮時(shí)瞳孔縮??；放孔?。摧椛浼。┦湛s時(shí)則瞳孔放大，其作用如同照相機(jī)的自動(dòng)光圈裝置，而瞳孔的作用好似光圈。它的大小控制一般是不自覺的，光弱時(shí)大，光強(qiáng)時(shí)小。
晶狀體：晶狀體在眼睛正面中央，光線投射進(jìn)來以后，經(jīng)過它的折射傳給視網(wǎng)膜。所謂近視眼、遠(yuǎn)視眼、老花眼以及各種色彩、形態(tài)的視覺或錯(cuò)覺，大部分都是由于水晶體的伸縮作用所引起。它像一種能自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距的凸透鏡一樣。晶狀體含黃色素，隨年齡的增加而增加，它影響對色彩的視覺。
玻璃液體：把眼球分為前后兩房，前房充滿透明的水狀液體，后房則是濃玻璃體。外來的光線，必須順序經(jīng)過角膜、水狀液體、晶狀體、玻璃體，然后才能到達(dá)網(wǎng)膜。它們均帶有色素，隨環(huán)境和年齡而變化。
黃斑與盲點(diǎn)：黃斑是網(wǎng)膜中感覺最特殊的部分，稍呈黃色。色覺之所以有很大的個(gè)人差異與黃斑是有關(guān)系的，位置剛好在通過瞳孔視軸所指的地方，即視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞最集中的所在，是視覺最敏銳的地方。我們看到物體最清楚時(shí)，就是因?yàn)橛跋駝偤猛渡涞近S斑上的緣故，黃斑下面有盲點(diǎn)，雖然是神經(jīng)集中的部位，但缺少視覺細(xì)胞，不能看到物體影像。
視網(wǎng)膜：視網(wǎng)膜是視覺接收器的所在，它本身也是一個(gè)復(fù)雜的神經(jīng)中心。眼睛的感覺為網(wǎng)膜中的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞所致。視桿細(xì)胞能夠感受弱光的刺激，但不能分辨顏色，視錐細(xì)胞在強(qiáng)光下反應(yīng)靈敏，具有辯別顏色的本領(lǐng)。在中央凹處之內(nèi)，只有視錐細(xì)胞，很少或沒有視桿細(xì)胞。在網(wǎng)膜邊緣，靠近眼球前方各處，有許多視桿細(xì)胞，而視錐細(xì)胞很少。某些動(dòng)物（如雞）因視桿細(xì)胞較少，所以在微光下，它們的視覺很差，成為夜盲。也有些動(dòng)物（如貓和貓頭鷹）因視桿細(xì)胞很多，所以能在夜間活動(dòng)。
視覺過程：入射光到達(dá)視網(wǎng)膜之前，是主要折射在角膜和晶狀體的兩個(gè)面上的。眼睛內(nèi)部各處的距離都固定不變，只有晶狀體可以突出外張，所以有聚像于網(wǎng)膜上的功能，這完全靠晶狀體曲率的調(diào)整。如果起調(diào)節(jié)作用的睫狀肌處于松弛狀態(tài)，從遠(yuǎn)處射來的光線經(jīng)折射后，恰好自動(dòng)聚焦在網(wǎng)膜的感光細(xì)胞上。假如眼睛有病態(tài)，聚焦就落在較前方或較后方，落在網(wǎng)膜前面叫近視眼，落在網(wǎng)膜后方叫遠(yuǎn)視眼。正常人眼在觀察近處物體時(shí)，可調(diào)節(jié)收縮睫狀肌，使晶狀體突出一些，這樣由近處物體射來的光線，經(jīng)晶狀體凸出面的折射后，仍然可以匯集在視網(wǎng)膜上成像。由于凸出的曲率有限度，因而過于靠近眼睛的物體，它的成像不能落在視網(wǎng)膜上。水晶體的彈性隨年齡的增長而減小，調(diào)節(jié)的本領(lǐng)也隨著年齡的增長而降低，因此發(fā)生老年性遠(yuǎn)視。要使近處的物體落在網(wǎng)膜上，可用聚光鏡將遠(yuǎn)處的光線收攏，方能使聚焦恰當(dāng)?shù)芈涞揭暰W(wǎng)膜上，達(dá)到正常視覺。
視覺與年齡：視覺發(fā)生于出世后約一個(gè)月左右，大致一年以后即可對所有色彩具備完全感受能力。隨年齡的增長（大約30歲開始）其效力日趨衰退（50歲以后特別明顯）。
2．色彩的視覺理論
赫爾姆霍茲的三色學(xué)說認(rèn)為人眼視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞含有紅、綠、藍(lán)三種感光色素。當(dāng)單色光或各種混合色光投射到視網(wǎng)膜上時(shí)，三種感光色素的視錐細(xì)胞不同程度地受到刺激，經(jīng)過大腦綜合而產(chǎn)生色彩感覺。如：當(dāng)含紅色素的視錐細(xì)胞興奮時(shí)，其他兩種視錐細(xì)胞相對處于抑制狀態(tài)，便產(chǎn)生紅色感覺；當(dāng)含綠色素的視錐細(xì)胞興奮時(shí)，其他兩種視錐細(xì)胞相對處于抑制狀態(tài)，便產(chǎn)生綠色感覺；如果含紅、綠兩種視錐細(xì)胞同時(shí)興奮，而含藍(lán)色視錐細(xì)胞處于抑制狀態(tài)，此時(shí)產(chǎn)生黃色感覺；三種細(xì)胞同時(shí)興奮時(shí)，則產(chǎn)生白色感覺；三種細(xì)胞同時(shí)抑制則產(chǎn)生黑色感覺；三種細(xì)胞不同程度地受到刺激時(shí)，則產(chǎn)生紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等色感。如果人眼缺乏某種感光細(xì)胞，或某種感光的視錐細(xì)胞功能不正常時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生色盲或色弱。
赫林的對立色彩學(xué)說也叫四色學(xué)說。1878年他觀察到色彩現(xiàn)象總是成對發(fā)生關(guān)系，因而認(rèn)定視網(wǎng)膜中有三對視素：白—黑視素、紅—綠視素、黃—藍(lán)視素。這三對視素的代謝作用包括建設(shè)（同化）和破壞（異化）兩種對立的過程，光的刺激破壞白—黑視素，引起神經(jīng)沖動(dòng)產(chǎn)生白色感覺。無光刺激時(shí)，白—黑視素便重新建設(shè)起來，所引起的神經(jīng)沖動(dòng)產(chǎn)生黑色感覺。對紅—綠視素，紅光起破壞作用，綠光起建設(shè)作用。對黃藍(lán)視素，黃光起破壞作用，藍(lán)光起建設(shè)作用。因?yàn)楦鞣N顏色都有一定的明度，即含有白色，所以每一顏色不僅影響其本身視素的活動(dòng)，而且也影響白—黑視素活動(dòng)。根據(jù)赫林的學(xué)說，三種視素的對立過程的組合產(chǎn)生各種顏色感覺和各種顏色的混合現(xiàn)象。
第三種說法是：在人眼視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞中有一種感光蛋白和三種感色蛋白，光照感光蛋白使其破裂，產(chǎn)生神經(jīng)脈沖傳到大腦皮層使我們有了光的感覺，這樣就完成一個(gè)視覺過程。三種感色蛋白分別吸收紅、綠、紫的色光，使其感色蛋白破裂產(chǎn)生脈沖傳到大腦皮層，使我們感到某種顏色。這種蛋白破裂之后，需要在1/16秒之內(nèi)再重新合成，有的破壞了之后不能及時(shí)合成，使其感覺遲鈍，或感覺其他顏色，這就是某種色的色弱。有的人根本看不到某種色，這就是說他缺少某種感色蛋白，這就是色盲。色弱的人，對物體色知覺的第一印象是正確的，但由于他對于某種色光刺激后，破裂的感色蛋白不能及時(shí)合成再去接受繼續(xù)刺激，繼續(xù)產(chǎn)生色知覺。這時(shí)處于它相對應(yīng)的那種蛋白十分活躍，因而使他產(chǎn)生一種對應(yīng)色的色知覺。所以色弱的人遲鈍的色知覺總是該色的補(bǔ)色。
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