演技炸裂的男演员:3.2色彩理论 四

色彩混合

1．三原色（三基色）

何谓三原色？就是说三色中的任何一色，都不能用另外两种原色混合产生，而其他色可由这三色按一定的比例混合出来，这三个独立的色称之为三原色（或三基色）。

牛顿用三棱镜将白色阳光分解得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光，这七种色光的混合又得白光，因此他认定这七种色光为原色。后来物理学家大卫·鲁伯特进一步发现染料原色只是红、黄、蓝三色，其他颜色都可以由这三种颜色混合而成的。他的这种理论被法国染料学家席弗通过各种染料配合试验所证实。从此，这种三原色理论被人们所公认。1802年生理学家汤麦斯·杨根据人眼的视觉生理特征提出了新的三原色理论。他认为色光的三原色并非红、黄、蓝，而是红、绿、紫。这种理论又被物理学家马克思韦尔证实。他通过物理试验，将红光和绿光混合，这时出现黄光，然后掺入一定比例的紫光，结果出现了白光。此后，人们才开始认识到色光和颜料的原色及其混合规律是有区别的。色光的三原色是红、绿、蓝（蓝紫色），颜料的三原色是红（品红）、黄（柠檬黄）、青（湖蓝）。色光混合变亮，称之谓加色混合。颜料混合变暗，称之谓减色混合。

2．加色混合

从物理光学试验中得出：红、绿、蓝（蓝紫）三种色光是其他色光所混合不出来的。而这三种色光以不同比例的混合几乎可以得出自然界所有的颜色。所以红、绿、蓝（蓝紫）是加色混合最理想的色光三原色。加色混合可得出红光+绿光=黄光；红光+蓝紫光=品红光；蓝紫光+绿光=青光；红光+绿光+蓝紫光=白光。如果改变三原色的混合比例，还可得到其他不同的颜色。如红光与不同比例的绿光混合可以得出橙、黄、黄绿等色；红光与不同比例的蓝紫光混合可以得出品红、红紫、紫红蓝；紫光与不同比例的绿光混合可以得出：绿蓝、青、青绿。如果蓝紫、绿、红三种光按不同比例混合可以得出更多的颜色，一切颜色都可通过加色混合得出。由于加色混合是色光的混合，因此随着不同色光混合量的增加，色光的明度也渐加强。所以也叫加光混合，当全色光混合时则可趋于白色光，它较任何色光都明亮（图15）。

加色混合效果是由人的视觉器官来完成的，因此是一种视觉混合。

彩色电视的色彩影像就是应用加色混合原理设计的，彩色景象被分解成红、绿、蓝紫三基色，并分别转变为电信号加以传送，最后在银屏上重新由三基色混合成彩色影像。①

如前所述，所有色物体（包括颜料）之所以能显色，是因为物体对色谱中色光选择吸收和反射所致。②“吸收”的部分色光，也就是减去的部分色光。印染染料，绘画颜料、印刷油墨等各色的混合或重叠，都属减色混合。当两种以上的色料相混或重叠时，相当于照在上面的白光中减去各种色料的吸收光，其剩余部分的反射光混合结果就是色料混合和重叠产生的颜色。色料混合种类愈多，白光中被减去吸收光愈多，相应的反射光量也愈少，最后将趋近于黑浊色。这就是减色混合。

过去习惯地把大红、中黄、普蓝称为颜色的三原色，从色彩学上讲，这个概念是不确切的。理想的色料三原色应当是品红（明亮的玫红）、黄（柠黄）、青（湖蓝），因为品红、黄、青混色的范围要比大红、中黄、普蓝宽得多，用减色混合法可得出：

品红+黄=红（白光-绿光-蓝光）；

青+黄=绿（白光-红光-蓝光）；

青+品红=蓝（白光-红光-绿光）；

品红+青+黄=黑（白光-绿光-红光-蓝光）。

从以上两组叠色混色图中可以看出一个问题：加色混合的三原色，恰是减色混合的三间色，而减色混合的三原色又恰是加色混合的三间色。（图15、16）
 

根据减色混合的原理，品红、黄、青按不同的比例混合，从理论上讲可以混合出一切颜色。因此，品红、黄、青三原色在色彩学上称为一次色；两种不同的原色相混所得的色称为二次色，即间色，两种不同间色相混所得色称为第三次色，也称复色。

4．空间混合

空间混合是指各种颜色的反射光快速地先后刺激或同时刺激人眼。我们说的先后，是指光在人眼中留下的印象在视觉中混合，或同时或几乎同时将信息传入人的大脑皮层，因此人们的感觉是混合型的。其试验，可取一圆盘，一半红、一半绿，当高速旋转后，可以看到盘中色是金黄③（图17）。若一半红、一半蓝，当盘高速旋转后，可得蓝紫，彩色电视就是这个原理，实际上荧屏上有许多比例不同的红、绿、蓝紫小色点，但因为过于细小，人眼不易分辨，待传到人的眼中时，印象已在空中混合了，故称空间混合。点彩派也是利用这种原理，电子分色套色印刷也是这个原理。空间混合，也可称并列混合、色彩的并置，其明度是被混合色的平均明度，因此也称为中间混合、中性混合。
 

色彩的空间混合有下列规律：

1．凡互补色关系的色彩按一定比例的空间混合，可得到无彩色系的灰和有彩色系的灰。如：红与青绿的混合可得到灰、红灰、绿灰；④

2．非补色关系的色彩空间混合时，产生二色的中间色。如：红与青混合，可得到红紫、紫、青紫；

3．有彩色系色与无彩色系色混合时，也产生二色的中间色，如：红与白混合时，可得到不同程度的浅红。红与灰的混合，得到不同程度的红灰；

4．色彩在空间混合时所得到的新色，其明度相当于所混合色的中间明度；

5．色彩并置产生空间混合是有条件的。a、混合之色应是细点或细线，同时要求密集状，点与线愈密，混合的效果愈明显。色点的大小，



必须在一定的视觉距离之外，才能产生混合。一般为1000倍以外，否则很难达到混合效果。（参见彩图24～34）

空间混合有三大特点：

（1）近看色彩丰富，远看色调统一。在不同视觉距离中，可以看到不同的色彩效果；

（2）色彩有颤动感、闪烁感，适于表现光感，印象派画家贯用这种手法；

（3）如果变化各种色彩的比例，少套色可以得到多套色的效果，电子分色印刷就是利用这种原理。

从以上理论可以看出，所谓减色混合，实际也是空间混合的一种形式，因为色料是由许多细小色微粒组成，只不过分子染料较颗粒颜料更细微些罢了。无论是染料的混合和颜料的混合，它们也都是由不同色料混合的颜色，只不过我们肉眼分辨不出，但在放大镜和显微镜下面一望便知，其规律是相同的。所以，也可以说，空间混合也是放大了颗粒的减色混合，它的色光，也是减色混合的平均值。

5．补色

凡两种色光相加呈现白光，两种颜色相混呈现灰黑色，那么这两种色光和这两种颜色即互为补色。补色的位置，在色相环上属一直径的两端，也就是对顶角的位置（图18）。

这里要指出：从王爱军先生将孟塞尔色立体中的互补色在二维坐标中显示（图19）可以看出，这多对互补色的连接线在通过中心轴时，并没有相交于5号灰的中心，而是相交在5～6号之间，出现有半度之差，这是为什么呢？其原因是孟塞尔色立体是在心理学的基础上建立起来的，而没有完全借助物理测定，这就是心理与物理之间差异之所在，感知并不能完全代替科学，况且心理也是因人而异的。按照歌德的理论，色料与色光有不同的明度，如果按平均色彩的面积作补色，不能混出五级灰，平均比量的色光也不能混出白光，所以他将各色比量改为黄3、橙4、红6、紫9、青8、绿6，按这种的比量的色光才能混出白光，同样按这样比量颜料作补色混合而得到五级灰，按这样坐标补色交叉线才能通过5号灰的中心。

其次，互补色相混，原则上可得到中间五号黑灰，但互补色色料的混合实际上所得的黑灰是有彩黑灰，而不同于黑白二色料混合后所得到的中性5号黑灰。为什么？解释是：因互补色色料混合后所得的黑灰是由无数细小的互补色颗粒组成，用赫林的四色对立学说去解释，这些小颗粒对人眼视网膜中视锥细胞的补色感光视素（或红—绿或黄—蓝）作空间混合的感知。而黑白二中性色料的混合所得的五号中性灰，是由无数黑、白小颗粒，只对人眼视网膜上视杆细胞中黑—白视素作空间混合的感知，所以二者是有区别的。

色彩的分类与特性--明度

明度：明度是指色彩的明亮程度，对光源色来说可以称光度；对物体色来说，除了称明度之外，还可称亮度、深浅程度等。

无论投照光还是反射光，在同一波长中，光波的振幅愈宽，色光的明亮度愈高。在不同波长中，振幅比波长的比数越大，明亮知觉度就越高。（见图3）

白颜料属于反射率高的物体，在其他颜料中混入白色，可以提高混合色的反射率，也就提高了混合色的明度。混入白色愈多，亮度提高愈多。黑色颜料属于反射率极低的物体。在其他颜料中混入黑色，可以降低混合色的反射率。稍混一些，反射率就明显地降下来，也就降低了混合色的明度；混入黑色愈多，明度降低愈多。灰色属于反射率95％以下与10％以上的色彩，即属中等明度的色彩，黑白与不同明度的灰色，可以构成有秩序的明度序列。

不同色相的光的振幅不同。红色振幅虽宽，但波长也长；黄色虽然振幅与红色相当，但它的波长短。红色的振幅比波长的比数小于黄色的振幅比波长的比数。所以红色较黄色明度要弱。

我们可以将色散带展开，即：紫红、红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、绿、青绿、青、青蓝、蓝、蓝紫、紫、紫红。使紫红居两端，黄色居中央，向上逐渐加白，可以发现，黄色很快就可变成纯白，而紫色最慢变为纯白。向下逐渐加黑，紫色很快即可变为纯黑，其次为青色，而黄色最慢才变为纯黑。整个表变为W形，这说明黄色明度最强，而紫色最弱，其余类推。（见图5）
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这种现象，通过电脑色谱即可明晰分辨，原理是：太阳光投射到大地上的七色色光中，实际上仅靠其中红、绿、紫这三原色即可混合出自然界所有颜色。而这三原色中的绿色色光占50％，其余两色红光与紫光，约各占25％。但因为紫光光波短，穿透空气时形成的角度大，在它穿越大气层时，一部分蓝紫色光被反复折射在大气层中，这就形成了蓝色天空。而红光光波是可见光波中最长的光波，在它穿越大气层时，与空气形成的角度小，大部分红色光波都能到达地面。所以，实际上到达地面的色光中红光比紫光要多。黄光是由绿光与红光加光混合而成。我们知道，加光混合后新产生的光，要比原两种光的任何一种都亮。其原因是：640～750纳米光波的红光与480～550纳米光波的绿光相混合时形成新的干扰波形，这些波形以不同色相呈现出来，那就是600～640纳米的橙红光，580～600纳米的橙色光，560～580纳米的黄色光，530～560纳米的黄绿色光等。而这些新产生的波形，尤其是黄色光和黄绿色光，它们的振幅与波长之比，较红光和绿光的振幅与波长的比数都大。这就是混合后的加色光要比混合前任何一种原色光亮的原因。所以，实际上我们看到的青光，也是由绿光与紫光加光混合而成，所以它也比混合前的任何一种原色光要亮。这是加光混合的原理。

再看减光混合：

黄光=白光-紫光 （减去一种原色光）

绿光=白光-红光-紫光 （减去两种原色光）

青光=白光-红光 （减去一种原色光）

紫光=白光-红光-绿光 （减去两种原色光）

红光=白光-绿光-紫光 （减去两种原色光）

这样，就形成带形色谱的“W”型，这各色的明亮次序按“W”型排列为：紫＜红＜橙＜黄＞黄绿＞绿＜青绿＜青＞青蓝＞蓝紫＞紫。

色彩的物理理论 色彩原理--物体色

物体色

人们在这个问题上争论颇大，有人认为有固有色，有人认为没有。主张没有的人说：没有光什么物体也不具备颜色，物体之所以有色，是因为不同物质对七色光中不同的色光吸收或反射不同，所以呈现色彩不同。他们又说：绿叶这种物质能反射绿光吸收其他色光，所以看上去是绿的，红花这种东西是能反射红光而吸收其他色光，所以看上去是红的。而主张有固有色的人说：为什么红花照上红光会显得更红，这是因为它本身具有红色素，它的红色已饱和，所以全部反射出来，而将红光照到绿叶上，绿叶会变成黑色，这是因为绿叶中没有红色素，它全部吸收，自然会成为黑色的，而白色纸上任何色素都不具备，照上任何色光它大部分都反射出来。另外白色的棉花因为它不具备任何色素，所以反射全色光，当染上红色素后，其质地没有多大变化，因而反射红光，吸收其他色光。为了免其争论，我们称它是物体色，但要说明物体之所以反射不同色光的原理：

不同物体反射不同色光，为什么？因为不同物体具有不同的反光曲律，这种曲律，人们称为色素。比如说，红色物体，它的曲律能反射红光，也就是说它的曲律是能反射640～750纳米的电磁波，如果红光照到上面，即可产生同步共振的效应，使红光反射回来，只有一部分红光在共振时消耗其能量。所以我们看到它为红色，也称该物体反射红光。如果是其他色光照到上面，因为曲律不同而产生波长的干扰作用，所产生的干扰波不一定是多少，如果是550～600纳米的黄光照在红色物体上，可能会产生类似600～640纳米的干扰波，即类橙色，这就是所谓黄光被吸收。如果是480～550纳米波长的绿光照在红色物体上，可能产生较为紊乱的干扰波，这种干扰波大部分不在可视光波之内，仅有一部分被反射出来产生视知觉，我们说这种绿光波吸收而产生黑灰色的视知觉。如果是白色光照在红色物体上面，只有白光中640～750纳米的光波产生同步共振，其余的光波产生干扰，我们说，这是红光被反射出来，而其余光波被吸收。能反射不同波长的物体，因为其曲律不同而对不同色光产生同步共振，我们称它能反射不同色光。如果是黑色物体，它不能纯净地反射某种色光，也就是说：不能使任何一种色光同步共振，只能反射干扰后的混合型较杂乱的电磁波，所以我们称它为黑色吸光体。黑色之所以吸光，就是因为色光照到它上面不能产生同步共振的返回，所有不同波长电磁波被干扰，干扰后即将光能消耗在干扰之中，产生热量，这就是黑色吸光的作用。而白色物体能将七色光的电磁波大部分同步共振地反射回来，仅有一小部分在共振时消耗其能量，所以，我们称它反光率高，有凉爽感。

这就是物体反射不同色光的原理。

另外，我们知道，光波也是电磁波的一种，因而它同样具备电磁波同性相斥、异性相吸的特性。这又是与色光相同的物体色反射相同色光的又一原因之所在。

任何物体对光都具有吸收、透射、反射、折射的作用。

在可见光谱中，红色光的波长最长，它的穿透性也最强。比如说：清晨的太阳为什么是红的？这是因为清晨的太阳光要照到我们身上需穿过比中午几乎厚三倍的大气层，而且清晨的空气中含有大量水分子。阳光穿过它时，其他色光许多被吸收、折射或反射了，只有红光以巨大的穿透力，顽强地穿过大气层、水蒸气来到地面，在此其间，大部分蓝紫色光都被折射在大气层及水蒸气里，而到达地面上的太阳光大部分是红橙色，所以太阳看上去是红的。

在卫星上看天空本来是漆黑一团，但为什么我们在地球上看天空是蓝色的呢？这就是因为太阳光照到地球上，其中蓝紫色的光因其穿透性最弱而被空气吸收、折射、反射了，这些蓝光散布在空气中，看上去自然是蓝的。而海水为什么是绿的呢？水不是无色透明的吗？这也是因为阳光照入水中，大部分青绿色光折射在水中，所以看上去海水是青绿色的。在空气污染极少的天山，我们发现，近山是绿树，中景山是青蓝色，而远景山则是蓝紫色，故人称“青山绿水”。由于以上原因，我们绘画中就出现了“色彩的透视”，即：近暖、远冷，近实、远虚，近纯、远灰，此处暂不多赘。