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对色彩的辨认需要满足的三个条件

发布日期:2014-07-08 点击:3466

     色彩在我们的日常生活中扮演着非常重要的角色。从人的一出生起色彩就伴随者我们,影响着我们。不论是不同的文化,还是不同的地域,色彩都蕴含着极其深刻的意义。它能够起到指挥交通的作用,能够渲染我们的情感,还能够被用来表达事物的状态。 
       我们肉眼所见到的光线,是由波长范围很窄的电磁波产生的。不同波长的电磁波表现为不同的颜色,对色彩的辨认是肉眼受到电磁波辐射能刺激后所引起的一种视觉神经的感觉,同时,我们所感受到的不同色彩还与观察者本人以及观察时所处的环境密不可分(因我们的眼睛和大脑适应性非常强,能随着环境的变化做相应的调整)。

       对色彩的辨认需要满足 3 个条件:
- 一个物体,
- 光源 (或发光物)
- 观察者。

物体 

        物体呈现特殊颜色是因为其表面反射光线的结果,反射光的波长使观察者产生了相应的颜色视觉,而其余所有光线被物体吸收。例如,蓝色物体反射蓝色光,吸收红、橙、绿和紫等其余大多数光波。红色物体反射红色光吸收橙、黄、绿、蓝和紫色光。

1 : 光线的吸收和反射

        白色与黑色对光线的反射和吸收作用不同于其它颜色。白色物体几乎反射所有颜色的光,而黑色物体吸收所有颜色的光。
另外表达物体色彩的重要因素是颜色状态和表面效果。比如,物体可以呈球面或平面,阴暗或明亮,透明、不透明或半透明。还可具有金属光泽、珠光、荧光的或磷光的效果。观察角度变化色彩效果也不同。

 

发光体 

       颜色可成功用于物体追踪和识别。但是,当光源颜色变化时物体的颜色也发生变化。
光线必须具有能量才可见。色彩是由物体产生不同波长的可见光引起的一种感观刺激,其光波长位于电磁波谱中。为更好地理解色彩,我们必须认识光源。光线有多种不同来源,由电磁波组成,是一种以波形式传播的能量。 

 1: 可见颜色光谱      

        所有可见光由颜色混合而成,不同色彩的比例形成有其特色的光线。测量光线采用的是光谱能量分布法。见图1,可见光谱从400nm开始结束于700nm。任何低于400nm的光称为紫外光(UV),高于700 nm的光称为红外光(IR)。人类的肉眼是无法可见紫外光和红外光的。

方天空日光的平均值(光源 D65)

荧光光谱

白炽光 (光源 A)

 

图 2: 光源 注意: (纵座标:光谱分布)

       白色光是一组颜色选择性的组合的结果;每种色都表现为一特殊的波长范围。这些颜色有-红、橙、黄、绿、蓝和紫。

       白炽光和冷光是产生光线的两种主要方法。白炽光是由热能产生光线。加热一个灯泡光源产生足够的高温,引起发光。星星和太阳通过炽热发光。我们所知的冷光,不同于加热发光。可在室内甚至低温下产生。量子物理学对冷光的解释是:电子从基态(最低能量水平)向高能态跃迁,当返回基态时,以光子形式释放能量,产生光线。若这两步时间间隔短(几微秒),发出的是荧光;如果时间间隔长(几小时),则发出磷光。        根据光源不同光线中光波的组合可以变化。由于这个原因,比较日光、荧光和钠灯光时可看出它们的不同。自然太阳光变化范围很广。看上去可以十分蓝,特别是在正午时分向北面望去。直射的太阳光通常看上去是金色的,但日落时的太阳是明亮的红色。人造钠灯光可以是黄色,汞灯是蓝绿色,或者是由白炽灯发出的黄色光,以及荧光灯发出的变换的色彩。图2中曲线展示了北方天空日光的平均值(光源 D65),白色荧光(光源 F),和白炽光 (光源 A)。

       当光线照射在物体上时会有几种情况发生。光线通过物体时则会产生传播作用,形成透明色彩。还有光线的反射,举例来说,蓝色物体反射光谱中的蓝色光而吸收其它颜色的光。白色光线的反射曲线中,光谱中所有颜色的光线几乎100%的被反射。当光线从一介质改变方向通过另一介质时,会发生折射或散射现象,比如在一个塑料零件中光线从聚合物通过一个颜料或填料的颗粒时。散射作用受随折射率的不同而变化,而微粒及其环境、粒子尺寸和光线波长对折射率也有影响。不透明颜色散射率能高。半透明颜色表现传播和散射的结合特性。当大多数可见光波被吸收时产生吸收作用,黑色表面几乎吸收所有的光线。

观察者

       人类肉眼是色彩的感觉器官。观察者总是以物体的色彩为判断基础。每个人对色彩的感受都不同,对色彩的判断带有极强的主观臆断。年龄、性别、遗传因素甚至情绪等因素对色彩的知觉都产生影响。

三原色

三原色
原色,又称为基色,即用以调配其他色彩的基本色。原色的色纯度更高,最纯净、最鲜艳。可以调配出绝大多数色彩,而其他颜色不能调配出三原色。
三原色分为两类, 一类是色光三原色,另一类是颜料三原色
配图中右图是光的三原色,左图是颜料的三原色。

  原色以不同比例混合时,会产生其他颜色。在不同的色彩空间系统中,有不同的原色组合。可以分为“叠加型”和“消减型”两种系统。色光三原色——加色法原理
       人的眼睛是根据所看见的光的波长来识别颜色的。 可见光谱中的大部分颜色可以由三种基本色光按不同的比例混合而成, 这三种基本色光的颜色就是红(Red)、绿(Green)、 蓝(Blue)三原色光。这三种光以相同的比例混合、且达到一定的强度, 就呈现白色(白光);若三种光的强度均为零, 就是黑色(黑暗)。这就是加色法原理,加色法原理被广泛应用于电视机、监视器等主动发光的产品中。 颜料三原色——减色法原理
       而在打印、印刷、油漆、绘画等靠介质表面的反射被动发光的场合, 物体所呈现的颜色是光源中被颜料吸收后所剩余的部分, 所以其成色的原理叫做减色法原理。 减色法原理被广泛应用于各种被动发光的场合。 在减色法原理中的三原色颜料分别是青(Cyan)、品红(Magenta)和黄(Yellow)。 应用与实践
       美术教科书讲的是绘画颜料的使用,由于美术教材编写年代久远的缘故,目前绝大多数教材及论著中仍称红、黄、蓝为三原色。一般电视光色等光色是红、蓝、绿,色彩调色是红、黄、蓝,在美术实践中和生产操作中的情况与教科书上说的并不一致。彩色印刷的油墨调配、彩色照片的原理及生产、彩色打印机设计以及实际应用,都是黄、品红、青为三原色。彩色印刷品是以黄、品红、青三种油墨加黑油墨印刷的,四色彩色印刷机的印刷就是一个典型的例证。在彩色照片的成像中,三层乳剂层分别为:底层为黄色、中层为品红,上层为青色。各品牌彩色喷墨打印机也都是以黄、品红、青加黑墨盒打印彩色图片的。按照定义,原色应该能调制出绝大部分的其他色,而其他色都调不出原色。
美术实践证明,品红加少量黄可以调出大红(红=M100+Y100),而大红却无法调出品红;青加少量品红可以得到蓝(蓝=C100+M100),而蓝加白得到的却是不鲜艳的青;用黄、品红、青三色能调配出更多的颜色,而且纯正并鲜艳。用青加黄调出的绿(绿=Y100+C100),比蓝加黄调出的绿更加纯正与鲜艳,而后者调出的却较为灰暗;品红加青调出的紫是很纯正的(紫=C20+M80),而大红加蓝只能得到灰紫等等。此外,从调配其他颜色的情况来看,都是以黄、品红、青为其原色,色彩更为丰富、色光更为纯正而鲜艳。 

       综上所述,无论是从原色的定义出发,还是以实际应用的结果验证都足以说明,美术教材仍把红、黄、蓝称为三原色已经明显过时了。

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