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1、第五章 照明色彩5.1色彩的基本原理大自然中的色彩千变万化，丰富多彩。自然届中的色彩往往有其各自独特的作用，四季变换，色彩绚丽，我们把太阳光源为主而产生的自然物体的色彩称为自然色彩。自古以来，人们就在生活中使用着色彩，用色彩来表达着对美的感受，并享受着色彩变化带来的欢乐，色彩美能左右人们的情绪，使人们产生审美愉悦，是人们日常生活中不可缺少的一部分。5.1.1色彩的形成 我们知道，色彩所展示给我们的无穷魅力在很大程度上来自于光为我们所做的贡献。生活中大家都有这样的体会，在碧空万里的夏日海滩上，蔚蓝的大海，金黄的沙滩，身着五颜六色服装的人们，在阳光的照射下呈现出夺目的色彩，这一现象说明一个很重要的
2、问题，即色彩的形成与光有着不可分割的联系，所以说无光即无色，光的产生来源于不同的发光物，即光源，如太阳、荧光灯、白炽灯、霓虹灯、蜡烛的光等。不同光源发出的光带有不同的色彩倾向，不同光源发出来的光照射在物体上，物体就具有相应的色彩倾向。人类的视觉色彩现象必须具备光、物体和人的眼睛这三个条件，即光源对物体的照射，物体本身反射一定的色光，色光通过视神经传递到人的大脑，形成对物体色彩的感觉，因而光色并存，有光才有色。光在物理学上是一种电磁波，只有0.390.77m波长之间的电磁波才可以引起色彩视觉感受，此范围称为紫外线，当把光线引入三棱镜时，光线被分离成红、橙、黄、绿、蓝、青、紫，因而得出的自然光是七
3、色光的混合，这种现象称作光的分解或光谱，七色光谱的颜色分布是按光的波长排列的。光是以波动的形式进行直线传播的，具有波长的振幅两个因素，不同的波长长短会产生色相的差别，不同的振幅大小会产生同一色相的明暗差别。光在传播时有直射、反射、透射、漫射、折射等多种形式，光直射时直接传入人眼，视觉感受到光源色，当光源照射物体时，光从物体表面反射出来，人眼感受到的是物体表面色彩，当光透射时，如果遇到玻璃之类的透明物体，人眼看到的是透过物体的穿透色。光在传播的过程中，如果受到物体的干涉，就会产生漫射，这对物体的表面色有一定的影响，如果通过不同物体时发生方向变化，则产生折射，反映至人眼的光色与物体色相同。物体本身
4、是不会发光的，人之所以可以看见它，是因为光源色经物体表面的吸收、反射而引起人们视觉中的光色感觉。物体在自然光照射下，只反射其中一种波长的光，而其他波长的光全部被吸收，这个物体则呈现反射光的颜色，如果某一物体反射所有色光，那么我们便感觉到这个物体是白色的，如果把七色光全部吸收了，那么物体就会呈现出黑色。实际上，现实生活中的颜色是极其丰富的，各种物体不可能单纯反射一种波长的光，它只能对某一种波长的光反射得多，而对其他波长的光按不同比例反射得少。因此，物体的颜色不可能是一种绝对标准的色彩，而只能是倾向于某一种色彩，同时又具有其他色光的成分，所以说物体的色彩是由光源的色彩和该物体的选择吸收与反射能力所
5、决定的，这就是物体色，即固有色。5.1.2色彩视觉的生理特性（1）明暗适应 感觉器官受到刺激，使感受起变化的过程和变化的状态叫做适应，视网膜上有感受度不同的两种接收器，所以眼睛有着能适应视野的亮度变化而自动调节感光度的功能。我们把眼睛的这种功能叫做明暗适应，也称为“光量适应”，是日常生活中常常遇见的视觉感知状况，当明部视觉向暗部视觉发生突然变化时，在此瞬间内是什么也看不见的，有一种现象我们经常遇到，坐在阳光下看书时，突然把视线移向黑暗的房间，感觉是一片漆黑。当我们突然进入正在放映的电影院时，周围什么都看不见，夜晚如果将房间里亮着的灯突然关掉，一时间，眼前会呈现一片漆黑，要经过一段时间才可以适应
6、，这就是视觉的“暗适应”。暗适应过程大概需要510分钟的时间。当暗部视觉向明部视觉发生突然变化时，人会感到眩晕。例如，当晚上睡觉时，卧室内的灯骤然打开，你的眼前就会是白晃晃的一片，但稍后就能清楚地辨认室内的各种形体和色彩，这一由暗至明的视觉过程称为“明适应”。乘汽车奔驰在高速公路上，会看到隧道里的照明装置有两种，一种在出入口附近没有照明光，而在中间部分却集中着很多灯光，这是为了使白天隧道里的照度尽量均等。这一类型在老式短隧道中较多，但大部分新建的特长隧道，出入口就装有大量的照明光，而在中间部分减少其数量，这就考虑到“明暗适应”而进行设计的。由一个色光环境到另一个色光环境，人的眼睛由感觉到差异的
7、存在到差异消失的过程被称为“色适应”，例如我们从普通灯光的房间到日光灯的房间，开始会觉得房间的灯光色彩有差异，可是一段时间后，便会不知不觉地习惯下来，觉得没有什么区别了。（2）色感觉恒常当我们看物象时，常常进行心理的调节，就不会被进入眼内的光的物理性质所欺骗，而能认识物象的真实特性。视觉的这种自然地或无意识地对物体的色感觉始终想保持原样不变的现象，就是色觉恒常性，也叫做视觉惰性。色觉恒常性可以分为三项，明度恒常、大小恒常和色的恒常。把一个浅灰色的物体放置在阳光下，一个白色的物体放置在阴影下，虽然在阳光下浅色物体对光的反射量比在阴影处的白色物体对光的反射量多，但我们仍然感到阳光下的物体是灰色的，
8、而在阴影处的物体是白色，这种现象称为明度恒常。人们面向前方两个等大的物体，一个放置在近处，一个放置在远处，虽然近处的物体比远处的物体在视网膜上的成像大很多，但是我们仍认为它们是同样大小，这就是大小恒常。将一张白纸照射蓝色光，另一张蓝色的纸照射白光，虽然两张纸都成了蓝色，但是眼睛仍然能够区分前者是在蓝色光下的白纸，后者是在白光下的蓝色纸，这种把物体的“固有色”与照明色相区别的能力，称为色的恒常性，色彩感觉的恒常现象是有条件的，当色彩环境或照明条件发生变化时，色感觉的恒常现象就不能维持，去掉环境与周围的关系，色感觉的恒常就难以维持了。（3）视觉的阈值两种刺激差别未达到定量以上，则无法区别异同，此定
9、量叫做阈值。未达到阈值为相同，超过阈值为不同。例如人的眼睛无法分辨速度过快、面积过小、距离过远、差别过小的物体。.任何现象在未达到阈值以前都认为相同、消失、无法分辨。视觉的这种特性，为色彩的空间混合、网点印刷、电脑显像等提供依据，也为我们对色彩和构图进行统一与变化、具象与抽象等提供了应用依据。（4）色彩的膨胀与收缩感色彩的膨胀与收缩感跟明度有关，例如同样粗细的黑白条纹，在感觉上白条纹要比黑条纹粗；同样大小的方块，黄方块看上去要比蓝方块大些。又如设计一个年历的字样，在白底上的黑字需大些，使之看上去醒目；如果是在黑底上的白字，那么白字就要比刚才那种黑字小些，或笔画细些，这样显得清晰可辨，如果与前面
10、那种黑字同样大，笔画同样粗，则含混不清。某地质馆有个版面上的文字说明，用黑色胶片，刻制黄色透光字，可能设计时是按黑子白底的效果设计的，布局饱满，笔画粗壮，但刻出来以后由于字的透光效果，字就显得拥挤，笔画不清。这是因为黄色在黑色底上面会有膨胀感。进行各种色彩设计时，为了达到各种色块在在视觉上的一致，就必须按色彩的膨胀和收缩规律进行调整。据说法国国旗的红、白、篮三色条纹，开始设计时其宽度完全相等，但当国旗升到空中后，感觉就不等了，为此色彩学家们进行重新研究，发现这与色彩的膨胀感和收缩感有关，于是将三色比例调整为蓝白红=303337。 （5）色彩的前进与后退感色彩具有前进、后退感是色彩设计者共同感兴
11、趣的问题。从生理学上讲，人眼晶状体的调节对于距离的变化是非常精密和灵敏的，但是它总是有一定的限度，对于波长微小的差异就无法正确调节。眼睛在同一距离观察不同波长的色彩时，波长长的暖色如红、橙等色在视网膜上形成内侧映像；波长短的冷色如蓝、紫等色在视网膜上形成外侧映像。因此暖色好像在前进，冷色好像在后退。总的来说，色彩的前进与后退感、膨胀与收缩感具有如下规律表5-1 色彩前进与后退、膨胀与收缩的规律膨胀前进暖高彩度大面积亮色（暗底中）对比度集聚色明度对比强膨胀后退冷低彩度小面积暗色（亮底中）调和色分散色明度对比弱5.1.3色彩的属性色彩的三要素是指色相、纯度、明度，这三要素是界定色彩感官识别的基础，
12、灵活应用其变化是色彩设计的基础。色相是色彩的相貌，是区别色彩种类的名称。它是根据色光波长划分的，只要色彩的波长相同，色相就相同，波长不同才会产生色相的差别，红、橙、黄、绿、蓝、紫、等都代表一类具体的色相，它们之间的差别就属于色相差别。明度是指色彩的明暗程度，在绘画上称素描关系，它是色彩因受光不同而产生的明暗变化，一种颜色由明到暗由浅到深可以划分为很多色阶，产生不同的明暗层次。在一种颜色中加入不同量的白或黑色混合，其明度也会改变，白颜料属于反射率高的色，将其他颜料混入白色，可以提高混合色的反射率，亦即提高了混合色的明度，混入白色愈多，明度提高愈多。黑颜料反射率极低，在其他颜料中混入黑色，可以降低
13、混合色的反射率，稍加一点，反射率就明显降低，也就降低了混合色的明度。混入的黑色愈多明度就愈低，明度是全部色彩都具有的属性，明度关系是搭配色彩的基础。纯度是色彩的纯净程度，也有艳度、彩度、饱和度等说法，可见光辐射，有波长十分单一的，有波长十分混合，也有介于两者之间的，黑、白、灰这类无彩色是波长最为混杂的。光谱中红、橙、黄、绿、蓝、紫等色光都是高纯度的色光，颜料中的红色是纯度最高的色相，蓝绿色在颜料中是纯度最低的色相，眼睛在正常光线下对红色光波最为敏锐，因此红色的纯度显得特别高，对绿色光波感觉相对迟钝，因此绿色的纯度就显得低。任何色相在纯度最高的时候都有其特定的明度，如果明度变了纯度就会下降，高纯
14、度的色相加白或加黑，就会降低该色相的纯度，同时也会提高或者降低该色相的明度，高纯度的色相加入不同明度的灰色，就会降低该色相的纯度，同时使明度向该灰色的明度靠拢，高纯度的色相如果与同明度的灰色混合，可构成同色相、同明度、不同纯度的序列。5.1.4色彩的混合将两种或多种色彩互相混合，造成与原色不同的新色称为色彩的混合，可归纳为加色混合、减色混合、空间混合等三种类型。不能用其他色混合而成的色彩叫原色，但原色可以混出其他色彩。原色有两种系统：一种是色光方面的，即色光的三原色；另一种是色素方面的，即色素三原色。色光的三原色为红光（Red）、绿光（Green）、蓝光（Blue）（也就是我们经常说的RGB模
15、式），色素的三原色为品红（Magenta）、黄色（Yellow）、青色（Cyan）。由两种原色调配而成的颜色叫做间色，又叫做二次色。例如：红+黄=橙，黄+蓝=绿，红+蓝=紫。橙、绿、紫为三种间色。三原色、三间色为标准色。复色由三种原色按不同比例调配而成，或由间色与间色调配而成，也叫三次色、再间色。因而有三原色，所以复色千变万化，种类繁多。色彩的混合可以分为加色混合、减色混合和空间混合，加色混合即色光混合，也称为第一混合。当不同的色光同时照射在一处时，能产生一种新的色光，并且随着不同色混合量的增加，混合色的明度会逐渐提高。将红、绿、蓝三种色光分别作适当比例的混合，可以得到其他不同的色光。反之，其
16、他色光无法混出这三种色光来，将三原色想家可得到白光。加色混合效果是由人的视觉器官来完成的，因此它是一种视觉混合，加色混合的结果是色相改变、明度提高，而纯度并不下降。 图5-1加色混合 图5-2减色混合减色混合即色料混合，也称第二混合。在光源不变的情况下，两种或多种颜料混合后所产生的新色料，其反射光相当于白光减去各种色料的吸收光，反射能力会降低。故与加色混合相反，混合后的色料色彩不但色相发生变化，而且明度和纯度也会降低。所以混合的颜料种类越多，色彩就越暗、越浊，最后近似于黑灰的状态。色彩空间混合亦称中性混合，第三混合。将两种或多种颜色穿插，并置在一起，于一定的视觉空间之内，能在人眼中造成混合的效果，所以称为空间混合。其实颜色本身并没有真正混合，它们不是发光体，
