颜色三要素简介
一、颜色三要素的起源
在古代,画家使用植物或矿物染料进行创作,但是这里存在一个问题,无法准确的描述颜色。同样的红色,有朱砂,有赭石,不同的人对红色的理解不同。所以需要一套“规则”来定义红的深浅和鲜艳度。
在17世纪前,人们对颜色的普通认知是“色彩是物体本身的属性”,色彩到底是物体还是光呢。一个比较重要的节点是1966年牛顿的棱镜分光实验,牛顿将阳光通过三棱镜分解成红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫;再将光谱通过第二个三棱镜,重新合成白光,自此人们对色彩的认识不再是物体属性,而是物体反射了特定波长的光,例如苹果反射红光,吸收其他光,所以看起来是红色。在牛顿的分光实验中,光谱中不同的位置的光,会呈现出固定的色彩,且波长与色彩存在某种映射关系,例如620-750nm对应红色,450-495nm对应蓝色,因此,牛顿将光谱的七种颜色绘制成“色环”。通过色环对不同颜色进行区分,这种对颜色类别区分的思想,就是色相的雏形。
牛顿之后的科学家在实验中发现,同一波长的光,当光的强度变化时,视觉感受会变化-光强越高,颜色越亮。这个阶段逐渐出现了明度的概念,用于描述色彩的明暗程度,物理基础是光的强度。继续到了18世纪末,科学家在做光的混合实验时,发现一个无法使用“色相+明度”解释的现象:同一色相,同一明度的光,可能有“鲜艳vs灰暗”的区别。这种鲜艳度差异无法使用色相(波长)或光强(明度)解释,于是有一个科学家托马斯-杨,发现人的眼睛对纯光和混合光的感知不同。纯光会激活某一类视锥细胞,混合光会同时激活多类视锥细胞,导致鲜艳度下降,于是又出现了饱和度的概念:用于描述色彩的鲜艳或灰暗程度。最终在19世纪中期,德国物理学家赫尔曼・格拉斯曼提出了格拉斯曼颜色混合定律,首次将“色相、明度、饱和度”正式确立为色彩的基本构成,并明确他们的物理基础和相互关系:
- 色相: 由波长决定,是色彩的类别标签。
- 明度: 由光的强度决定,是色彩的明暗标签。
- 饱和度: 由光的纯粗决定,是色彩的鲜艳标签。
二、颜色三要素的体系化与色彩标准介绍
20世纪后,颜色三要素被正式整合为统一的色彩理论,并通过标准化进行普及。
1905年,美国艺术家蒙塞尔创立“蒙塞尔色彩系统”,使用三维坐标(色相环,明度,饱和度轴)量化颜色三要素。例如"5R 4/6"表示“色相味第5号红色,明度为4(中的光),饱和度为6(较高)”。本站也实现了一个简单的在线小工具-蒙塞尔色彩系统,帮助设计者理解和使用蒙塞尔色彩系统。
之后在1931年CIE国际照明委员会制定了CIE RGB色彩空间,于1976年推出CIE LAB色彩空间,这些都是以三要素作为核心。在LAB空间中,L表示明度,a/b表示色相维度,饱和度由a/b的数值距离决定,CIE的色彩体系是全球最全面的三大核心色彩标准之一。第二个著名的标准是Pantone标准,全称为潘通色彩体系。CIE的标准定位是全球色彩的基础标准,潘通色彩体系定位是创意,设计,时尚领域的标准,Pantone标准的特点是给每种颜色设置了编号,例如“Pantone 485 C”,C表示铜版纸印刷。“Pantone 15-0343 TPX”,TPX表示纺织面料。第三个著名的标准是CMYK/RGB标准,这两个标准是基于CIE理论,针对“数字显示”和“物理印刷”的色彩实现方案。RGB标准核心原理是光的三原色,常用于电子显示。而CMYK,是颜料三原色在实际应用中的标准化,工程化方案。
三、总结
本篇文章主要介绍了颜色三要素的历史起源,然后介绍了现代以颜色三要素为基础构建的众多色彩标准。不同的色彩标准构成了不同领域,不同设施的解决方案。