從零開始 色彩術(shù)語全解讀

    光譜數(shù)據(jù) 光譜數(shù)據(jù)可以繪制成光譜曲線，從而提供可見的顏色指紋。光的波長和反射率強(qiáng)度提供繪制曲線的 兩個(gè)絕對(duì)參考點(diǎn)：包括 300 納米在內(nèi)的不同波長為水平軸，反射率強(qiáng)度為垂直軸。

    使用ColorShop軟件中的光譜曲線工具，可以比較顏色曲線形狀 —  沿著波長軸向哪兒凸哪兒凹。

    為計(jì)算光譜數(shù)據(jù)，分光亮度儀沿著波長軸向測量許多均勻間隔的點(diǎn)，（例如，Digital  Swatchbook 數(shù)碼色樣冊采用 31 個(gè) 10nm 間隔的點(diǎn)），這樣得到每個(gè)波長對(duì)應(yīng)的反射率強(qiáng)度。這是對(duì)我們所看 到的顏色最全面準(zhǔn)確的描述。將其與其它的顏色模型或說明方法相比，光譜數(shù)據(jù)是最準(zhǔn)確的。

    至此，我們已經(jīng)了解了光、物體；物體是如何改變光而產(chǎn)生不同的顏色；以及分光亮度儀是怎樣直 接測量出不同物體對(duì)光的反映。為全面的定義我們所知的顏色，我們必需了解觀察者 — 人的眼睛及其它交流和再現(xiàn)顏色的設(shè)備，從而得出結(jié)論。

觀察者—將波長感知為“顏色”

    要能感知顏色，必須具備三要素 — 光、物體及觀察者。沒有光就不存在波長；沒有物體則僅有白 色  —  光未被改變；而沒有觀察者就沒有將波長識(shí)別為唯一“顏色”的感覺反映。

    有一個(gè)著名的諺語：“如果森林里的樹倒下而沒人在那兒聽，它會(huì)有聲音嗎？”實(shí)際上，對(duì)于顏色 可以有同樣的問題：“如果紅色的玫瑰沒被看見 它有顏色嗎？”回答也許讓你吃驚 —  沒有。我 們所說的“紅色”僅僅產(chǎn)生在我們的思維中，是通過我們的視覺傳感系統(tǒng)對(duì)那些波長反映而產(chǎn)生的 結(jié)果。

    在在沒有觀察者的情況下，這朵玫瑰花是 沒有顏色的。它需要依靠不同波長反射組合來令我們看見紅色。

        但在人腦海中玫瑰花的顏色，已被應(yīng)定為“紅”色。

    人的視覺是眼睛對(duì)光的傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些傳感器對(duì)不同的波長的響應(yīng)信號(hào)傳給大腦，在大腦中，這 些信號(hào)被加工成可感知的顏色。我們的記憶系統(tǒng)能識(shí)別不同的顏色，然后把它們與某一名稱的 顏色相聯(lián)系。

    那么，我們的大腦也能測量不同的顏色并將我們看到的每個(gè)顏色繪成曲線嗎？并不盡然。如果每秒 大腦收到大量的視覺信息，人的視覺系統(tǒng)必須工作的特別快。然而，人的視覺系統(tǒng)使用非常有效的 方法“大量處理”波長，將可見光譜分成最主要的紅、綠、藍(lán) 成分，然后以它們來計(jì)算顏色信息。

RGB—加色三原色

    將這些主要的顏色—RGB ，以不同的量混合，稱為加色法，它能夠非常近似地模擬出自然界中 所有的顏色。如果反射光中包含等量的純紅、綠、藍(lán)的混合，那末，眼睛感受到白色；如果沒有 光，則為黑色。兩種純的加色原色混合（如 R+G）產(chǎn)生減色原色（Y）。減色三原色黃、品紅、青 是紅、綠、藍(lán)的互補(bǔ)色。

    當(dāng)?shù)�加兩個(gè)加色原色時(shí) 就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)減色原色。 三個(gè)加色原色混合時(shí)， 就產(chǎn)生白光。

    人眼的三值顏色系統(tǒng)被彩色掃描儀、顯示器、打印機(jī)模擬、開發(fā)。這些設(shè)備采用的色彩再現(xiàn)方法直接基于紅綠藍(lán)光的刺激。

熒光帶有不同電壓的電荷，因而產(chǎn)生 不同的顏色

    正如人眼一樣，這些設(shè)備必須一次處理大量的顏色信息 — 在屏幕上和紙上。按照邏輯推理，這些 設(shè)備模擬人眼對(duì)加色原色的反映產(chǎn)生彩色的圖。例如，顯示器上一個(gè)像素的色調(diào)是用不同強(qiáng)度的 紅、綠、藍(lán)來體現(xiàn)的。這些像素非常小，非常密集，人眼僅對(duì)RGB  混合的響應(yīng)卻能感覺有許多顏 色。

    CMY 和 CMYK —減色法原色 顯示器和掃描儀均采用加色法顏色系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兪前l(fā)射性設(shè)備 —  可以直 接在黑色上加紅、綠和藍(lán)。而打印機(jī)，必須在紙和其它材料上再現(xiàn)色彩，是 以反射光原理成色。因此，打印機(jī)采用與加色法相反的減色法原色青、品紅 和黃色。

當(dāng)兩個(gè)加色法原色重疊時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生出另一新的原色。

    在理論上，當(dāng)原色 青、品紅和黃色加起 來，便會(huì)產(chǎn)生出黑 色。但在實(shí)際作業(yè) 上，用這三原色只能產(chǎn)生偏啡色的暗灰； 由于這個(gè)原因，純黑 色油墨會(huì)被加上成為 第四個(gè)印刷原色。此 舉不但能保證在印文字或細(xì)致地方時(shí)有一個(gè)清晰及結(jié)實(shí)的黑 色，并且能大大改善印刷品的總調(diào)子范圍。

     在可見光譜內(nèi)，青是紅的互補(bǔ)色；品紅是綠的互補(bǔ)色；黃是藍(lán)的互補(bǔ)色。當(dāng)青、品 紅和黃顏料印刷在白色的反射材料上時(shí)，每種顏料完全吸收 — 或減去 — 白光中 它的互補(bǔ)色。因此，印刷過程采用青、品紅和黃油墨以控制從白紙上反射的紅、綠 和藍(lán)光。

    這些顏色以不同的半色調(diào)網(wǎng)點(diǎn)印在紙上，網(wǎng)點(diǎn)大小及角度的變化會(huì)產(chǎn)生不同的顏色和階調(diào)。網(wǎng)點(diǎn)大小變化的效果同改變顯示屏上紅、綠、藍(lán)熒光強(qiáng)度效果相似。

    這幅圖表明減色法原色如何從光中減去它們的互補(bǔ)色而產(chǎn)生顏色。

    H S L —顏色的三個(gè)屬性 現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了顏色含有復(fù)雜的波長信息，人眼、顯示器以及打印機(jī)將這個(gè)復(fù)雜的信息轉(zhuǎn)換 成原色的三值系統(tǒng)以簡化對(duì)信息的處理和再現(xiàn)。另一種描述顏色的直觀方法是 描述顏色的“三屬 性”

‧色相（Hue)  — 它是用來定義顏色性質(zhì)的物理量，如紅、粉紅、藍(lán)和橙色
‧飽和度（Saturation) — 它是用來定義顏色的純度（如顏色的鮮艷或混溶程度）
‧明度(Lightness) — 它是用來定義顏色的明暗程度

    光波可以用色相、飽和度和明度三屬性來描述。顯然，波長決定顏色的色相，波純度決定飽和度， 波的振幅決定明度。光譜曲線表示波的特征和我們感知這些特征的方法之間的關(guān)系。

    色彩艷麗的物體以高強(qiáng)度反射光譜的某一部分；接近白色或淺灰的物體以高強(qiáng)度均勻地反射大部分 光譜；深灰色、黑棕色以及黑色物體吸收大部分光譜能量等等。

    顏色空間—繪制顏色立體 色相、飽和度和明度可用三維的顏色立體來表示。這些特征提供了能用于描繪顏色空間三個(gè)坐標(biāo)。 本世紀(jì)初，藝術(shù)家孟塞爾 —  孟塞爾色表的制作人 —  是三維顏色空間描述的開創(chuàng) 人�；�于孟塞 爾色系或模仿孟塞爾色系有許多不同類型的顏色系統(tǒng)。基本上，基于色相、 飽和度和明度的顏色 空間采用柱形坐標(biāo)。明度是中心垂直軸，飽和度是與明度軸垂直并向外延伸出的水平軸，色相是飽 和度軸繞著明度軸的角度。

    我們可以在三維顏色空間中找到光波的屬性和顏色屬性之間的關(guān)系。光波的振幅決定一種顏色在明 度軸上的位置；光波的純度決定顏色在飽和度軸上的位置；光波長決定色相角度。沿著“赤道”分 布著不同的色相。色相向中心方向純度變小，即飽和度減少；沿垂直軸方向，不同色相和彩度的顏 色變得越來越亮或暗；明度的極值白和黑位于“柱的兩個(gè)端點(diǎn)”。顯然，垂直軸中心的顏色為中性灰。

三刺激數(shù)據(jù)

    顏色空間可用于描述視覺或復(fù)制的顏色范圍 — 或描述測量儀器或設(shè)備的色域。三維形式可用于比 較兩個(gè)或更多顏色之間的關(guān)系也很方便。下面，我們來看一下如何通過兩種顏色 在色空間中的距 離來確定它們之間的“相似性”。三維顏色模型以及三值系統(tǒng)如 RGB ， CMY  和 HSL 是我們熟知 的三刺激數(shù)據(jù)。

    確定某一特定顏色在三刺激顏色空間，如 RGB 或 HSL 中的位置，就像用一張地圖說明一個(gè)城市的 交通及地理位置。例如，在 HSL 顏色空間“地圖”上，首先找到色相角度和飽和度 距離相交的位 置。然后，明度值表明該顏色位于哪一“層”：從最底端“黑”到中性灰到最上端“白”。

    許多情況下，三刺激顏色描述使得對(duì)顏色的測量變的很方便，不同于光譜數(shù)據(jù)的復(fù)雜（當(dāng)然光譜數(shù) 據(jù)使更全面準(zhǔn)確）。例如，稱為色度儀的儀器通過仿真眼睛計(jì)算紅、綠和藍(lán)光的量來測量顏色。這 些 RGB 值可轉(zhuǎn)化成更直觀的三維系統(tǒng)，因而幾種顏色測量值之間的關(guān)系可以很容易比較。

    當(dāng)然，任意測量系統(tǒng)都需要一套可重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于顏色測量， RGB 顏色模型不能作為標(biāo)準(zhǔn)，因 為它不可重復(fù)  —  不同的觀察者、顯示器、掃描儀等就有許多不同的 RGB 顏色空間（后面在設(shè)備 相關(guān)性中將討論）。關(guān)于顏色測量標(biāo)準(zhǔn)，我們來看一下著名的CIE — 國際標(biāo)準(zhǔn)照明委員會(huì)的研究。

    前面已經(jīng)了解關(guān)于顏色測量及顏色屬性，現(xiàn)在來看工業(yè)顏色交流及測量所依據(jù)的已建立的CIE標(biāo) 準(zhǔn)。