在日常生活中人们能看到各种各样的颜色我们常称之为色彩,如蓝天,绿草,朵朵白云,鲜红的玫瑰花、绿色的植被、黄色的油菜花等。所有这些颜色都是在白天才能看的清晰可以分辨的,也就是说只有在光线照射的条件下才能呈现出来。人们还注意到,在太阳光下看见某一物体呈现某种颜色,如果再把它放在白炽灯下 (特别是某种有彩色灯下),该物体的颜色就发生了改变。 于是,人们推断人眼之所以能看到色彩,是由于有光的存在,颜色都是光作用在物体表面后,发生了不同的反应,再刺激人的眼睛后产生的。 不同的光会产生不同的刺激,所以眼睛看到不同的物体就会有不同的颜色感觉。人们把自然界的物体根据其自身能否发光,划分为发光体与不发光体两大类。把本身能发射光谱的物体叫做发光体或光源。 蒂森色浆长期的实践证明,发光体的颜色决定于它们发射出来的光谱。 自然界中大部分物体本身不能发光,称为不发光体按照物体是否透明,又把不发光体分为透明体和不透明体。 在黑暗条件下,人眼是看不见不发光物体颜色的（超人不在此例）,只有当外来的光线照射在其表面后,它的颜色才能被人眼感知所以,颜色是光照射到物体表面后的结果。颜色与电流、密度等普通物理量不同,它不是一个单纯的物理量 对于不透明物体(对于透明物体是透射光), 当外来光线照射到物体表面后,发生反射,反射光刺激人眼后,引起视觉神经冲动(或兴奋),再把信号传递给大脑 也就龙倪当反射光刺激眼睛视网膜后.还要经过一系列的生理活动和心理的反应.才旺广生澳色的感觉。也就是眼睛到底感觉到哪种颜色,除了取决于外来照射光物体表面结构(决定反射哪此入射光)外,还决定于眼睛彼反射光刺激后产生的生理反应和大脑产生的心理反应.对于发光体,颜色决定于其发射的光谱所产生的这一系列生理和心理反应。因此,从物理学角度看,颜色是可见光的袋征;从生理学角度看,颜色是反射光(或透射光,发射光)对眼睛视网膜的不同刺激;从心理学角度来说,颜色是反射光(或透射光,发射光)刺激大脑后的反应。严格说色彩是人类自已的感知器官经过过滤和分析后的计算结果。
二、可见光谱是什么
光是一种电磁波。电磁波有很大的波长范围。根据波长的不同,按波长从小到大的顺序,可以把电磁波分为y射线,X射线、紫外线、可见光,红外线和无线电波等在电磁波谱中,只有波长在380~780nm范围内的那一小部分才能使人眼的视觉神经产生冲动(兴奋),才能被人眼感知。人们把这一波长范围内的电磁波叫做可见光,可见光谱可见光谱紫色 蓝色 绿色 黄色 红色在日常生活中,不论是自然光源(如太阳)还是人工光源(如电灯,蜡烛).云们发出的光都是连续的电磁波,小过,只有具中波长在380~780nm范围内的那部分电磁波才能引起视知觉,其余波长阳电德波人眼是感觉不到的
(一)光的色散射性
人红常说的太阳光,是指太阳发射町电区波墙中,能被人眼感知的那部分一段连续光谱,常被称为白光。其实,可见光中,每一种波长的光都有各自的颜色,所以白光是由多种颜色的光混合面成的,面且人们还可以通过一定的办法把白光中的各种色光分解出来。 把白光分解成各种
色光的过程叫做光时色散白光经色散后,色散光会按波长从大到小的顺序排列成红色 橙色 黄色青色,蓝色,紫色明 不同种来二,黄(如太阳光,烛光,灯光),其光谱组成也不同。
(二)单色光与复色光
可见光谱中每一种单一波长的光,都具有各自的颜色,把这种具有单一波长不能再分解为几种颜色的光叫做单色光。 因为可见光谱的波长是连续的,那么光谱的颜色变化也是连续的,呈逐渐过渡状态。 人眼对色光颜色的分辨能力有限,通常情况下 ,眼睛看起来是同一种颜色的光,实际上还是一定波长范围内的光谱。所以,平常意义上的单色光,并不是严格意义上的单色光。 于是,人们就引人了单色光单色性的概念,用来描述单色光的纯度。由两种或两种以上的单色光混合而成的光叫做复色光。 复色光中含有多种(波长的)单色光,例如,太阳光、灯光、烛光、火光等。通过一定的方法(用棱镜,光栅等分色器)又可把复色光分解成单色光。
三、光度学指的是什么
(一)辐射通量
从能量角度看,光是一种辐射能,是沿着光的传递方向进行传播的能量流。 在日常生活中,人们常说的“明亮”一词,是定性描述,只能在不严密的情况下使用。例如,激光很“亮”,但不能把它用于室内照明,因为它不具有充足的亮度。又如,用几支和一支荧光灯分别照明同一空间,所获得的亮度是不同的。如同人们用密度(单位体积物质的质量)来衡量物质的轻重一样,光的明亮程度也要用立体角、面积等物理量规格化以后才便于衡量。 把定量地测定光的明亮程度的科学叫做
光度学(photometry),由光度学得到的规范化的明亮度量叫做光度量(photometric quantity).
光度量都是用对应的辐射量乘以光谱光视效率得到的,光源在单位时间内所辐射出的总能量称为辐射通量。
(二)光谱光效率函数
蒂森认为光对人眼所引起的视觉强度,不仅与光的能量大小有关,还与光的波长有关.不同波长的可见光, 即使辐射能量相同,但人眼看上去明暗程度是不同的。换句话说,就是人眼对不同波长的光的视觉灵敏度不同。把用来度量可见光所引起视觉能力的量,叫做光谱光效能。 单一波长可见光的光谱光效能与波长为555nm的绿色光的光谱光效能之比,叫做该波长的相对光谱光效率。正常人眼在昼光下对波长为555nm 的绿光敏感,此时的可见度达到大值,把其相对光谱光效率函数(V,)定义为1。其他的单一波长的色光再与它作比较,就可得到相应的光谱光效率函数V值1964年国际照明委员会(CIE)对各波长色光的可见度进行了测定,获得了正常人眼的标准白昼视觉光谱光效率函数。 以波长为横坐标,以V,值为纵坐标,就可获得光谱光效率函数曲线5中口来表乐,从昇 个角度来递,能引起人眼视堂的辐射通量,就称为光通量或光均率光能定义为光调星与时国的更科,单位是流明,种(lumen second),符号整Iヽ&:光通是时间的照教,斯以光能量可定义为
(二)发光强度和面发光度
光是一种辐射能,光源所发出的光能都有一定的强度 。 这种光能的强度,过夫是以标准烛光为计算单位的,即以点燃 一种特制的鲸油蜡烛,把它沿水平方向的发光强度定义为其教 1烛光 自然光照明中,其光强度不是一成不变的、在不同季节、不同时间、不同气象条件,不同高度,光强度都不相同。发光强度表示光源发北强弱的特性,例如,太阳光要比电灯光强,电灯光要比煤油灯光强 光源在指定方向上单位立休角内所通过的光通量定义为光源在此方向上的发光强度,发光强度的单位是坎德拉(eandela),符号是ed.发光强度的定义从发光度的定义可推知,它不只局限于自身发光的光源, 还包括自身不能发光,但是受光源照射后因反射光卖成的间接光源,也称为第二光源,第二光源的发光度决定于其被照明的程度
(三)照度与亮度
当一个物休被光源照射时,它被照明的程度与照射到表面上的光通量和波照面积的大小有关(闻15),照度在数值上等于单位面积上所接受的光通量。亮度一般是针对光源面言的,也可以扩展为自身不发光面被外部光源反射或透射的表面,要衡量表面的反光能力,可以用发光强庭这个物理量 但是要比较两种不同兴型光源的明亮程度时,就婴川到亮度政 物理量 亮度表征的是在单位面积
色彩的属性（颜料、色浆、色母能够赋予材料色彩的原因）
在五彩缤纷的自然界中,色彩众多。人们经常需要对颜色进行认识、区分,辨别,信息传递和比较。 如前所述,色彩虽然是一种自然现象,但又不是一个单纯的物理量 不能用一般的量,质来进行衡量,所以,人们就遇到一个比较复杂的问题。为解决这一难题,国际上统一规定了用于区别不同色彩的三个特殊物理量:色调,明度和饱和度（蒂森色浆产品色彩参考标准）。 色调,明度和饱和度称为色彩的三属性。色调:用来区别色彩的名称。用符号Hue 表示,简写为H.明度:用来表征色彩的明暗性质。用符号为 Value表示,简写为V。佝和度:用来表征色彩的纯度,也就是色彩的饱和状态,用符号为Chroma表示,简写为C.可以把自然界中物体表面的颜色划分为两类。一类是消色,它对人射光进行非选择性吸收(对各波长的人射光都进行等比例吸收)后,再把剩余的人射光反射到人眼中,就产生了消色的视知觉。 所以,各种消色之间只有反射光多少的差别,也就是明度差别,没有色调和饱和度的区别。 能把人射白光全部反射的表面,呈现白色; 按等比例无选择地吸收一部分入射光线的表面,在白光下呈现各种灰色;能把人射光线全部吸收的表面,呈现黑色。另一类是彩色,它们是物体表面对人射光进行选择性吸收(对各波长的人射光的吸收比例不同)后的结果。各种彩色之间,除有明度差别外,还有色调与饱和度的差别。所谓的消色就是指黑色、白色、灰色的物体对光源照射到物体表面的光谱成分不是被有选择地吸收与反射,而是量吸收和等量反射各种入射光谱成分,这些物体看上去便不是彩色的。 对各种光谱成分全部吸收的表面,看上去是黑色的;反射全部入射光的表面,看上去是白色的; 等量吸收一部分,等量反射一部分的表面,则是灰色的,根据反射部分占人射光谱光通量的比例大小,又可以把灰色分为明灰
色,灰色,暗灰色。消色在生活中的色彩搭配和视觉效果上有很积极的作用,它和任何色彩搭配在
一起,都显得和谐、协调,能收到令人满意的色彩效果。 此外,由于消色是无彩色,它与任何彩色配置在一起,均可通过对比而使该彩色的色彩特征表露得更加鲜明.
一、色调
色调又叫做色相、色别或色名。 它是色彩主要的特征,是一种颜色不同于另一种颜色的主要区别。例如,红色、绿色,蓝色、青色、品红色、黄色等,只要知道其色调,人们的大脑中就会立刻呈现不同的颜色。 当然,色调不只是这几种。这些色彩之间的相互混合,还能产生一系列其他色彩,如橙黄色,蓝绿色、黄绿色、青紫色、红紫色等。认识色调的能力,是准确地鉴别色彩和表达色彩的关键。
(一)色调的意义和表示方法
人眼对可见光谱中不同波长的光具有不同的颜色感知,这就是各种波长的光具有的特定颜色。 如果把一定波长的光或另一些不同波长的光混合,就会产生更多的颜色感知,呈现出不同的色彩表象,这些表象就称为色调。颜色的色调是由刺激眼睛视网膜的光的光谱成分所决定的。 单色光的色调完全是由其波长决定的,对于复色光,色调除取决于混合光的波长外,还与各波长光的
光通量混合比例有关。至于可见光谱中不同波长的光混合,以及按不同光通量比例混合后获得哪种色调的复色光,将在后续章节中作详细介绍。 值得注意的是,颜料,染料和色光的混合原理是不同的,而且其色泽纯正性也是无法与光谱色相比拟的。同种色调的光,其光谱组成不一定相同。换可市侃,尻是个同光谱组成的业可能产生同种视觉效果(同种色调).可以对应色浆或者色母的色相来理解。
(二)人眼对色调的辨别能力
人眼的视网膜受到不同波长的色光刺激后,经视觉通道把信息传递给大脑,햐产生了不同的颜色视觉。 但是可见光谱中不同波长色光刺激人眼视网膜中的威鱼知胞后.产生的兴奋程度不同,也就是产生颜色感知的敏感性不同。在可见光谱由波长在494nm 附近的青绿色光和585nm左右的橙黄色光,只要波长变化1~2nm正常人眼就能感觉到是两种颜色的光(正常人眼能辨别出494nm 的光和495nm的光是两种颜色的光);在绿色光谱段,波长要变化3~4nm后,才能感觉到颜色孪化:对于可见光谱两端的蓝紫色光谱段和红色光谱段,波长变化几纳米后,人眼根本感觉不到颜色的变化,也就是人眼对这些区段的光谱颜色的辨别能力很差。特别是波长在655~780nm和380~430nm这两段波谱中,尽管波长变化了很多,人眼几乎感觉不到颜色的变化。 把人眼能感觉到这种颜色变化的小波长变化叫做颜色辨认阈限。人眼对可见光谱各段的颜色辨认阈限如图1-7所示。一般正常人的眼睛可以从可见光谱中分辨出100多种色调,另外,自然界中存在,但可见光谱中没有的谱外色大约有30种。实际上有经验的调色、染色工作者能区分的色调要比这些多得多。二明度光源是辐射光能量)不相等,那么它们在人眼中产生的颜色感觉也不相同,用于延自然界中色调相同的颜色很多,如果它们对人射光波的反射率、透射率(对丁量地描述这种区别的物理量,就是颜色的明度。明度表征的是人眼感觉到的颜色明度,决定于表面对人射)明暗程度.色光颜色的明度大小,决定于光源辐射光能量大小,物体表面颜色的明匕线反射率,透射率的大小。 色光颜色的明暗程度常用見区来表示,明度常常是针对非发光物体的表面颜色而言的明度是指不发光体表面颜色的明暗程度,任何色彩都有自己的明暗特征。 人射光能量一定时,物体表面对人射光的反射率越大,反射光对视觉刺激的程度越大,看上去就越明亮,这一颜色的明度就越高。明度可以说是色彩的骨架,对色彩的结构起着关键性的作用。（可以对应色浆的鲜艳度理解）
(一)明度的意义和表示方法
在可见光中,各种色光看起来明暗程度并不相同,黄色、橙色、绿黄色的明度较大,橙色明度大于红色,蓝色和青色较小,显得暗些。物体颜色的明度是物体对各种色光反射率大小的反映,也是各种颜色在明暗程度上接近白色与黑色程度的体现。 颜色越接近白色,其明度就越大; 越接近黑色,其明度就越小。颜色明度的大小,取决于人眼所感受到的颜色反射光的辐射能大小,所以,明度可用反射率来表示。明度是颜色明暗程度在人们视觉上的反映,与亮度不同,亮度决定于发射光谱的光通量,明度除与入射光有关外,还决定于物体表面对入射光的反射特性。（可以理解为色浆的鲜艳度高低）
(二)人眼对明度的辨别能力
颜色明度的变化,本质上就是人眼所感觉到的刺激视网膜的光通量(对光源是发射光,对不发光体是反射光或透射光)大小变化,在人眼视觉上就是明暗程度的变化。只要这种变化达到1%,眼睛就能感觉到变化。 所以,人眼对颜色明度的变化显得非常敏感。 要判断某一局部的明度大小,必须观察这一地方,但是因眼睛对光有适应性,所以要准确确定某一颜色的明度并不十分容易。影响人眼对颜色明度分辨能力的因素还有颜色所处环境的被照射程度。 当环境的照度很大时,环境反射的光很强,刺激眼睛后,感觉一片白,很难精确分辨颜色的明度差别。 当然,环境照度很低时,眼睛对明度分辨能力也很差。所以,只有当环境的照度适中时,人眼的对颜色明度分辨能力才大黑白之间可以形成许多明度台阶,人的大明度层次辨别能力可达600个台阶左右。明度已确定有11个等级,从白色一直过渡到黑色。 普通使在实际调色工作中,很难准确地判断一种颜色与另一种颜色之间的明度关圳特别是对比较接近的颜色,例如,对于亮橙色与暗紫色,亮黄色与暗蓝色,人们可y轻易地判断它们之间的明度差别,但如同两种接近的紫红色一样,实际调色时会携到很多色彩,难以确定它们之间的明度差别。这个间题是涂料调色,印染等工作者们伯难题之一 。因为日标颜色的明度值大小,直接决定了选择哪些颜料或染料(有时不同的颜料、染料组合可获得同一种色相但明度不同的颜色),用量多少。
三、饱和度
颜色的饱和度又叫做色纯度、彩度或艳度,是指物体显色表面反射或透射的光线的颜色接近光谱色的程度。如果某颜色表面的反射光(或透射的光)越接近光谱色,那么它的饱和度就越高。 如果在某种波长的光(饱和度)中混人别的色光,混合光的饱和度肯定低于原色光;同样,调色时,如果在某种纯色颜料中加人其他颜色的颜料,其饱和度就会降低,而且颜料种类混得越多,混合色的饱和度越低颜色的饱和度越高,色彩就显得越艳丽,越能发挥其色彩固有的特性 。 当色彩的饱和度降低时,其固有的色彩特性也随之被削弱和发生变化。 比如,红色和绿色搭配在一起,往往具有一种对比效果,但是只有当红色和绿色都呈现饱和状态时,其对比效果才比较强烈。如果红色和绿色的饱和度降低,红色变成浅红色或暗红色,绿色变成淡绿色或深绿色,把它们仍搭配在一起,那么相互对比的特征就减弱,趟于和谐。饱和度和明度不能混为一谈。明度高的色彩,饱和度不一定高。如浅黄色明度较高,但其饱和度比纯黄色低。颜色变深的色彩(即明度降低),饱和度并不提局·如红色中加黑色后成为暗红色,它的饱和度也降低了。例如,在摄影中,颜色愛到强光的照射,明度提高,但色彩的饱和度降低;颜色受光不足,或处在阴影中,匕的明度降低,饱和度也降低。(一)饱和度的意义和表示方法颜料与染料着色物体表面所晁示颜色的饱和度,是由表面对人射光谱的选择性吸收后反射光谱的辐射决定的。如果某一被着色物对人射光谱中某一较窄波段的光反射率较高,而对其他波长的反射率却很低或没有反射,这就说明该物体表面有很
高的光谱选择性,这种颜料或染料所晁颜色的饱和度就很高; 如果被着色表面不仪能反射某一种色光,还能反射其他一些色光,那么,这种颜料或染料所显颜色的饱和度就低。其实可以把川颜料或染料着色物体表面反射的光看成由白光和色光两部分,如果其中色光所占比例越多,白光越少,那么此颜色的饱和度就越高。反之,若白光所占比例越大,则该颜色的饱和度就越低,如图1-10所示。根据饱和度的定义,自然界中饱和度大的颜色,就是在可见光谱中的各种单色光的颜色,人们习惯称为光谱色。要描述颜色的饱和度大小,可用其白度的倒数来表示.（对应色浆可理解为颜色的纯净度一般单一染色剂生产的色浆饱和度高于调色后的色浆）
(二)人眼对颜色饱和度的分辨能力
光谱色的饱和度,因为消色对入射光无选择地吸收和反射,所以它的饱和度为零。那么,在相同明度同一色相的颜色中,从饱和度大(光谱色)到饱和度小(消色)之间,眼睛能分出多少个级别呢?仔细观察就可发现,这种可分辨的级别随着色相的不同而不同,也就是说对于各种色相的颜色,在明度相同的情况下,从光谱色到消色之间,人眼能分辨出的饱和度等级数量是不相等的,多的能分出25个等级,少的只能分出4个等级,
四、颜色三属性的相互关系
婴完整地描述、表达某种颜色,必须说明其色相、明度、饱和度三种属性。因此,这三种属性相互联系,彼此影响。 只说明其中一种或两种属性的颜色,不是指定一种颜色,而是一类颜色(或者叫做一个颜色群体)。
