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1、光色原理,对于色彩的研究，千余年前的中外先驱者们就已有所关注，但自 18 世纪的科学家牛顿 真正给予科学揭示后，色彩才成为一门独立的学科。色彩是一种涉及光、物与视觉的综合现 象，色彩的由来自然成为第一命题。 所谓色彩术语，即色彩的专用名词。了解这些名词的含义，一方面是基本知识的组成 部分，另一方面也是阐述色彩原理与规律的必要的中介语言，所以应在开始就作为讲解的内 容。 经验证明，人类对色彩的认识与应用是通过发现差异，并寻找它们彼此的内在联系来 实现的。因此，人类最基本的视觉经验得出了一个最朴素也是最重要的结论:没有光就没有 色。白天使人们能看到五色的物体，但在漆黑无光的夜晚就什么也看不见了。倘
2、若有灯光照 明，则光照到哪里，便又可看到物像及其色彩了。 真正揭开光色之谜的是英国科学家牛顿。17 世纪后半期，为改进刚发明不久的望远镜 的清晰度，牛顿从光线通过玻璃镜的现象开始研究。1666 年，牛顿进行了著名的色散实验。 他将一房间关得漆黑，只在窗户上开一条窄缝，让太阳光射进来并通过一个三角形挂体的玻 璃三棱镜。结果出现了意外的奇迹:在对面墙上出现了一条七色组成的光带，而不是一片白 光，七色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序一色紧挨一色地排列着，极像雨过天晴时出 现的彩虹。同时，七色光束如果再通过一个三棱镜还能还原成白光。这条七色光带就是太阳 光谱。 牛顿之后大量的科学研究成果进一步告诉我
3、们，色彩是以色光为主体的客观存在，对 于人则是一种视象感觉，产生这种感觉基于三种因素:一是光;二是物体对光的反射;三是人的 视觉器官-眼。即不同波长的可见光投射到物体上，有一部分波长的光被吸收，一部分波长 的光被反射出来刺激人的眼睛，经过视神经传递到大脑，形成对物体的色彩信息，即人的色 彩感觉。 光、眼、物三者之间的关系，构成了色彩研究和色彩学的基本内容，同时亦是色彩实 践的理论基础与依据。 光、可见光、光谱色 要了解牛顿发现的光色散现象的产生原因，还须从光的本质中寻找答案。 所谓光，就其物理属性而言是一种电磁波，其中的一部分可以为人的视觉器官-眼所接 受，并作出反应，通常被称为可见光。因此，
4、色彩应是可见光的作用所导致的视觉现象，可 见光刺激眼睛后可引起视觉反应，使人感觉到色彩和知觉空间环境。可见光很普通，凡视觉 正常的人都可感觉到它。可见光又神秘莫测和千变万化，因为除了看见之外，没有别的办法,1,2,加以接触、稳定和认识。因此古今中外的许多科学家、艺术家、思想家都曾观察、研究和思 考它，但几乎都没有找到令人信服的答案。尽管牛顿把光作了分解，然而有人把这说成是 破碎了的光。 很显然，可见光不是固体、液体、气体之类的东西，不是细胞、分子、原子，也不是 热能、电能、化学能。 随着科学的日益发展，对光的研究逐渐接触到本质。仍然是牛顿，在 1678 年首先提出， 光是物体射出的一种微粒，称
5、为光粒，它以极大的速度由发光体四向射出，达到人眼就产生 光的感觉，被称为微粒说。 1678 年海根斯等认为，宇宙间弥漫着一种稀薄而具有弹性的介质叫以太。物质发光， 则其电子振动，经周围的以太依次传递到远方，成为一种横波，横波进入人眼引起光感，被 称为波动说。 1864 年麦克斯韦认为，光并不是以太自身的运动，而是以太之中的电磁变化而引起的 传播，以太波即电波的一种，被称为电磁说。 现代科学证实，光是一种以电磁波形式存在的辐射能。它具有波动性，又具有粒子性。 光具有的这两种性质，在光学上称为二象性。 阳光通过三棱镜时随着波长的不同，行进的线路也不相同:紫色光波长最短，行进速度 最慢，曲折最大(折
6、射角度最大)，红色光波长最长，折射角度最小，其余各色光依次排列， 才形成七色光谱。光照射到不透明物体的表面时产生粒子碰撞，部分反射、部分被吸收， 这种反射光作用于视觉器官，形成物体色的概念。这些便是光的色散现象和物体色彩本质性 科学解答。 在整个电磁波范围内，并不是所有的光都有色彩。电磁波包括宇宙射线、X 射线、紫 外线、红外线、无线电波和可见光等，它们都各有不同的波长和振动频率。只有从 380 毫 微米到 780 毫微米波长之间的电磁波才能引起人的色觉，这段波长叫可见光谱，即常称的 光。 其余波长的电磁波都是人眼所看不见的，通称不可见光，实际上是不同的射线或电波。 波长长于 780 毫微米的
7、电磁波称为红外线，短于 380 毫微米的电磁波叫紫外线。各种光具 有不同的波长，其大小仍用毫微米来计量。 由三棱镜分解出来的色光，如果用光度计来测定，就可得出各色光的波长。因此，色 的概念实际上是不同波长的光刺激人的眼睛所产生的视觉反映。 光的物理性质由光波的振幅和波长两个因素决定。波长的长度差别决定色相的差别。 波长相同而振幅不同，则决定色相明暗的差别，即明度差别。,3,有光才会有色，光产生于光源。光源有自然的和人造的两类。和所有的灯光都是由各 种波长与频率的色光组成的，这些色光依次排列，即所谓光谱。不同光谱的灯如白炽灯、 荧光灯等所发出的光，其色彩感觉也不同。 太阳光的光谱开始被认为是由红
8、、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色组成，后来有人提出 由红、橙、黄、绿、蓝、紫六色组成，理由是青和蓝色光始终未能测定其确切的波长界限差 值。关于 7 色和 6 色光谱的观点，在色彩学中似乎至今未有定论，原因主要是以六色排出 的色表与色环便于色彩原理的阐述)。因为光谱色的名称不仅为科学家和艺术家们所关心， 语言学家和文学家也极为关注，出自他们各自的着眼点，对名称含义的理解存在差异亦在所 难免。例如橙色以色彩学论实为红黄的间色，也有叫桔黄色的，现实中橙色的果实其色彩有 很大的差别，就是橙子本身的色彩也有深浅差别，所以橙色只是所有橙子色彩的一个总概念， 很难以某一个具体的果子为标准。由此可见，色彩的名称本
9、身实际上就存在着不确切性。又 如青色，有人认为来源于蓝晶石，因此应该蓝绿色，而蓝才是正色，所以光谱色中应该去青 存蓝。在日本，青天的青实际上是我们认为的天蓝，所以在日本的光谱中习惯于去蓝存青。 此外，还有认为光谱只有红、黄、绿、蓝、紫五色组成的观点。总之，有关 7 色、6 色、5 色的观点可以说至今尚未定论，很难确认某种说法而否定另两种说法，在阅读不同的色彩理 论书时，经常会出现说法不一的现象，原因已如上所述。 用颜料配出和色光标准色相一致的六种色，定为颜料的标准色，即为红、橙、黄、绿、 蓝、紫。 光源色、物体色、固有色 物体色的呈现是与照射物体的光源色、物体的物理特性有关的。 同一物体在不同
10、的光源下将呈现不同的色彩:在白光照射下的白纸呈白色，在红光照射 下的白纸成红色，在绿光照射下的白纸呈绿色。因此，光源色光谱成分的变化，必然对物体 色产生影响。电灯光下的物体带黄，日光灯下的物体偏青，电焊光下的物体偏浅青紫，晨曦 与夕阳下的景物呈桔红、桔黄色，白昼阳光下的景物带浅黄色，月光下的景物偏青绿色等。 光源色的光亮强度也会对照射物体产生影响，强光下的物体色会变淡，弱光下的物本色会变 得模糊晦暗，只有在中等光线强度下的物体色最清晰可见。 物理学家发现光线照射到物体上以后，会产生吸收、反射、透射等现象。而且，各种 物体都具有选择性地吸收、反射、透射色光的特性。以物体对光的作用而言，大体可分为
11、不 透光和透光两类，通常称为不透明体和透明体。对于不透明物体，它们的颜色取决于对波长 不同的各种色光的反射和吸收情况。如果一个物体几乎能反射阳光中的所有色光，那么该物 体就是白色的。反之，如果一个物体几乎能吸收阳光中的所有色光，那么该物体就呈黑色。 如果一个物体只反射波长为 700 毫微米左右的光，而吸收其它各种波长的光，那么这个物 体看上去则是红色的。可见，不透明物体的颜色是由它所反射的色光决定的，实质上是指物 体反射某些色光并吸收某些色光的特性。透明物体的颜色是由它所透过的色光决定的。红色 的玻璃所以呈红色，是因为它只透过红光，吸收其它色光的缘故。照相机镜头上用的滤色镜，,4,不是指将镜头
12、所呈颜色的光滤去，实际上是让这种颜色的光通过，而把其它颜色的光滤去。 由于每一种物体对各种波长的光都具有选择性的吸收与反射、透射的特殊功能，所以它们在 相同条件下(如:光源、距离、环境等因素)，就具有相对不变的色彩差别。人们习惯把白色阳 光下物体呈现的色彩效果，称之为物体的固有色。如白光下的红花绿叶绝不会在红光下仍 然呈现红花绿叶，红花可显得更红些，而绿光并不具备反射红光的特性，相反它吸收红光， 因此绿叶在红光下就呈现黑色了。此时，感觉为黑色叶子的黑色仍可认为是绿叶在红光下的 物体色，而绿叶之所以为绿叶，是因为常态光源(阳光)下呈绿色，绿色就约定俗成地被认为 是绿叶的固有色。严格地说，所谓的固
13、有色应是指物体固有的物理属性在常态光源下产生 的色彩。 光的作用与物体的特征，是构成物体色的两个不可缺少的条件，它们互相依存又互相 制约。只强调物体的特征而否定光源色的作用，物体色就变成无水之源;只强调光源色的作 用不承认物体的固有特性，也就否定了物体色的存在。同时，在使用固有色一词时，需要 特别提醒的是切勿误解为某物体的颜色是固定不变的，这种偏见就是在研究光色关系和作色 彩写生必克服的固有色观念。,三原色,与牛顿同时代的英国科学家布鲁斯特发现，利用红、黄、青三种颜料，可以混合出橙、 绿、蓝、紫四种颜料，还可以混合出其它更多的颜料，布鲁斯特指出红、黄、青是颜料三原 色，即是别的颜料混合不出来的
14、颜料。 19 世纪初，英国生理学家杨赫在研究人类颜色视觉的生理理论时，建立了自己的三基 本色光论。后由德国物理学家赫姆霍兹发展了这一学说，被称为杨赫学说，或三联学说， 并为当今新的科研成果所不断证实和完善。,折叠色彩分类 在千变万化的色彩世界中，人们视觉感受到的色彩非常丰富，按种类分为原色，间色 和复色，但就色彩的系别而言，则可分为无彩色系和有彩色系两大类。 折叠种类 1.原色:色彩中不能再分解的基本色称为原色。原色能合成出其它色，而其他色不能还 原出本来的颜色。原色只有三种，色光三原色为红、绿、蓝，颜料三原色为品红(明亮的玫 红)、黄、青(湖蓝)。色光三原色可以合成出所有色彩，同时相加得白色
15、光。颜料三原色从理 论上来讲可以调配出其他任何色彩，同色相加得黑色，因为常用的颜料中除了色素外还含有,5,其它化学成分，所以两种以上的颜料相调和，纯度就受影响，调和的色种越多就越不纯，也 越不鲜明，颜料三原色相加只能得到一种黑浊色，而不是纯黑色。 间色:由两个原色混合得间色。间色也只有三种:色光三间为品红、黄、青(湖蓝)，有 些彩色摄影书上称为补色，是指色环上的互补关系。颜料三间色即橙、绿、紫，也称第二 次色。必须指出的是色光三间色恰好是颜料的三原色。这种交错关系构成了色光、颜料与色 彩视觉的复杂联系，也构成了色彩原理与规律的丰富内容。 复色:颜料的两个间色或一种原色和其对应的间色(红与青、黄
16、与蓝、绿与洋红)相混 合得复色，亦称第三次色。复色中包含了所有的原色成分，只是各原色间的比例不等，从而 形成了不同的红灰、黄灰、绿灰等(此处表示列举省略)灰调色。 由于色光三原色相加得白色光，这样便产生两个后果:一是色光中没有复色，二是色光 中没有灰调色,如两色光间色相加，只会产生一种淡的原色光，以黄色光加青色光为例: 黄色光+青色光=红色光+绿色光+绿色光+蓝色光=绿色光+白色光=亮绿色光 折叠色系 有彩色系:指包括在可见光谱中的全部色彩，它以红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等为 基本色。基本色之间不同量的混合、基本色与无彩色之间不同量的混合说产生的千千万万种 色彩都属于有彩色系。有彩色系是由光的波长和振幅决定的，波长决定色相，振幅决定色调。 有彩色系中的任何一种颜色都具有三大属性，即色相、明度和纯度。也就是说一种颜 色只要具有以上三种属性都属于有彩色系。 无彩色系:指由黑色、白色及黑白两色相融而成的各种深浅不同的灰色系列。从物理 学的角度看，它们不包括在可见光谱之中，故不能称之为色彩。但是从视觉生理学和心理学 上来说，它们具有完整的色彩性，应该包括在色彩体系之中。 无彩色系按照一定的
