第一章 顏色理論

第一節(jié) 光與色

人眼能看到色彩是由于光的存在，顏色就是光作用在物體表面后，發(fā)生不同的反射，再刺激眼睛而產(chǎn)生的。不同的光產(chǎn)生不同的刺激，從而人們得到不同的顏色感覺(jué)。

光是人們感覺(jué)所有物體形態(tài)和顏色的唯一物質(zhì)。色是由物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定的一種光學(xué)特征。

一、光

光是一種電磁波，有著極其寬廣的波長(zhǎng)范圍，只有波長(zhǎng)在380～780nm的電磁波對(duì)人類(lèi)的視覺(jué)神經(jīng)有刺激作用而稱為可見(jiàn)光。

太陽(yáng)光包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光，常稱為白色光。白色光就是沒(méi)有顏色的光，白色陽(yáng)光中包含了除品紅色以外的所有色光，白光被分解成各種色光的現(xiàn)象稱光的色散。

光譜中每一顏色的光只含有一種波長(zhǎng)或?qū)?yīng)于同一頻率，稱為單色光，單色光不能分解。可見(jiàn)光的波長(zhǎng)變化呈連續(xù)性，光譜的色彩變化也是逐漸過(guò)渡的。由于人眼的分辨能力有一定限度，波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)變化就很難區(qū)分，所謂的單色光實(shí)際為波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)的光。

由單色光混合而成的光稱為復(fù)色光，白色光即為復(fù)色光。

二、物體色、固有色、環(huán)境色

日常所見(jiàn)到的非發(fā)光物體會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色即物體色。固有色是指在正常的白色日光下所呈現(xiàn)的色彩特征，這是一種相對(duì)的色彩概念。物體都不會(huì)孤立地存在，必然會(huì)受到周?chē)矬w色彩的影響，這些周?chē)徑矬w的色彩就稱為環(huán)境色。

由于材料表面的組織結(jié)構(gòu)不同，吸收與反射光的能力也不同，因此能夠影響表面的色彩。如同樣的黃色，分別印染在綢緞、毛呢或棉麻布上，就會(huì)明顯地看出它們的差異。綢緞、絲綿的質(zhì)地給人柔軟和華貴的色彩感覺(jué)；毛呢給人以厚重溫暖的感覺(jué)；棉麻布給人以純樸和自然的美。

三、光與色的關(guān)系

物體可以分為發(fā)光體與不發(fā)光體。本身能發(fā)射光譜的物體稱為發(fā)光體或光源，發(fā)光體的顏色是由它的發(fā)射光譜決定的。自然界中大部分物質(zhì)本身不發(fā)光，在黑暗中是不可見(jiàn)的。不發(fā)光體只在光線作用下才能呈現(xiàn)顏色，顏色是光作用于物體后的結(jié)果，所有顏色都離不開(kāi)光，顏色在物理學(xué)上是可見(jiàn)光的特征。色是光作用于眼睛所引起的一種視覺(jué)反應(yīng)，沒(méi)有光便沒(méi)有色。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光源照射到物體上以后，由于物體對(duì)光的反射、吸收及透射能力不同，結(jié)果會(huì)發(fā)生以下四種情況。

（1）如物體能把可見(jiàn)光中所有波長(zhǎng)的有色光全部吸收，該物體是黑色的不透明體。

（2）如可見(jiàn)光全部被物體反射，該物體是白色的不透明體。

（3）如可見(jiàn)光全部透過(guò)物體，則該物體呈現(xiàn)無(wú)色透明。

（4）如物體對(duì)不同波段的可見(jiàn)光均勻地吸收，則物體呈現(xiàn)灰色。

在色度學(xué)中，白色、灰色、黑色統(tǒng)稱為消色，它們都是物體對(duì)光波做非選擇性吸收的結(jié)果。因大多數(shù)物體（如染色織物）對(duì)光源中各種不同的光波具有不同的吸收率，對(duì)某些光波吸收得多些，而對(duì)另一些光波吸收得少些。這樣的吸收叫作選擇性吸收。經(jīng)選擇性吸收之后，其反射或透射的光線與入射光線比較，不僅在亮度上有所減弱，而且在光譜成分上也有所改變。人們看到非發(fā)光體的顏色，就是該物體不吸收或吸收較少光的顏色。即當(dāng)光照射到有色物質(zhì)上時(shí)，光被吸收、反射和透射，反射和透射的光作用于眼睛，就產(chǎn)生顏色的感覺(jué)。也就是說(shuō)，人們視覺(jué)所感覺(jué)到的顏色是由有色物吸收掉可見(jiàn)光中某一部分有色光后將其余的光綜合起來(lái)的顏色，亦即該物體吸收的光譜色的補(bǔ)色。換言之，物體的顏色不是物體所吸收光波的顏色，而是它的補(bǔ)色。一塊紅布是因?yàn)樗^多地吸收了藍(lán)綠光部分，而較多地反射了紅光部分。藍(lán)綠光與紅光互為補(bǔ)色光。所謂補(bǔ)色是在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，凡是兩種不同顏色的光混合后成為白光，則這兩種顏色稱為互補(bǔ)色。在圖1-1的顏色環(huán)上可清楚地看到，光譜色的補(bǔ)色即是它的對(duì)角所表示的顏色，如黃色和藍(lán)色、藍(lán)綠色（青色）和紅色、黃綠色和紫色等互為補(bǔ)色。

圖1-1 光譜的色及其補(bǔ)色——顏色環(huán)

在色度學(xué)上，由單色光譜所提供的純光譜色澤稱光譜色。但紅紫色在顏色環(huán)內(nèi)是一個(gè)缺口，稱為非光譜色，它是由紅和紫兩種光混合而得到。而將白色、黑色和灰色這些非選擇性吸收所得的顏色稱為非彩色或中性色。所以顏色是彩色和非彩色的總稱。

通常所說(shuō)的物質(zhì)的顏色，是指在日光下而言。若在其他光源如日光燈、白熾燈下所看到的顏色與日光下是有差別的，實(shí)際上是由于各種光源本身所發(fā)出的可見(jiàn)光并不一定都是白色之故。不同光源所發(fā)射出的可見(jiàn)光，在不同波長(zhǎng)上的能量分布是不一樣的，只有太陽(yáng)光在各波長(zhǎng)范圍內(nèi)能量分布比較均勻，基本呈白色。而日光燈中所含藍(lán)綠光比太陽(yáng)光中多，紅橙光成分較少。相反，白熾光（鎢絲燈）含的紅橙光比太陽(yáng)光中為多，而藍(lán)光較缺乏。因此，在白熾燈下看起來(lái)發(fā)紅的物體，在日光燈下發(fā)藍(lán)。

同樣道理，染料之所以有顏色，是因?yàn)樗x擇吸收了可見(jiàn)光中不同波長(zhǎng)的光，而將其余的光波反射或透射的結(jié)果。這些情況取決于染料的分子結(jié)構(gòu)。染料的最大吸收波長(zhǎng)不同，染料的顏色也不同。黃色染料的最大吸收波長(zhǎng)最短，從黃色到綠色，其最大吸收波長(zhǎng)從短到長(zhǎng)，發(fā)射波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短，故稱顏色加深。從染料吸收光的性質(zhì)、最大吸收波長(zhǎng)的情況看，黃色、橙色等為淺色，而藍(lán)色和綠色等為深色。各種物體顏色深淺次序如下：