五數值概念的色彩體系一牛頓的混光研究牛頓 IsaacNewton 除了光譜的分光實驗牛頓還提出成為今日混色基礎的色盤結構與混色法則混色的計算預測是由參與混色的各個色彩在色盤中的位置取其共同的平衡點重心這個平衡點的所在色彩就是混色結果的色彩為符合完整的

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满授晏
9 years ago
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1 第五章數值概念的色彩體系 1

2 五數值概念的色彩體系一牛頓的混光研究牛頓 IsaacNewton 除了光譜的分光實驗牛頓還提出成為今日混色基礎的色盤結構與混色法則混色的計算預測是由參與混色的各個色彩在色盤中的位置取其共同的平衡點重心這個平衡點的所在色彩就是混色結果的色彩為符合完整的牛頓重心平衡法則國際照明委員會CIE 經由測色實驗的修正於1931年完成色彩定位與光度計測將牛頓的色盤表示方式調整為馬蹄鐵狀色度圖 2

3 圖51 PCCS 體系之色調概念圖 3

4 二葛萊斯曼的混光法則關於混色的定律數學家葛萊斯曼 H.G.G r as s ma n n 於年提出以下四個法則 1 所有色彩的印象可以用三個數理性要素決定也就是色彩本身的色相明亮度以及參與混色的白色光亮度 2 二個參與混色的色光一個色光保持原條件另一個色光以連續性變化調整混合光則會呈現連續性的視覺印象 4

5 3 無論一次或二次混色只要是視覺上相同的色彩在本質上是不變的這些視覺相同的色彩若再一次與同質色混合結果也是相同的 4 混合光的強度等於參與混合的各個色光的強度總和圖5-2 PCCS體系之色調概念圖 5

6 三近代的混光實驗三原色光的紅綠藍分別以R G B 表示其混合量分別為R G B 由以上色光與個別混合量得到C 色光等色方程式為 1 R R GG BB C 2 x RR x G G xb B x C 3 R R' R GG B B C R 'R 除了上述代表混色記號的與等色記號的在實際的混色實驗中還會出現記號代表的不是數理的減號而是從混色要素中移除的概念 6

7 四 C I E 的色彩體系以數值算式表示的色彩不需要借助任何如色票螢幕列印等媒介的再現是一種非視覺化的表色方式 1 R GB 色彩體系國際照明委員會於年選定混色基本刺激R G B 的標準波長各為 70 0 nm nm nm 非整數的理由是因為其數值從水銀的光譜波長換算而來 CI E將這類一方面投射特定光譜色光目標色另一方面混合基本刺激R G B 的含量模擬色以達到視覺一致的實驗加以標準化 IE的RGB色彩體系系統化成為C 7

8 圖53 瑞特的混光實驗數據 8

9 2 XYZ 色彩體系 C I E在發表RGB 色彩體系的同時以算式變換的方式發表另一個色彩體系也就是目前世界上使用最為廣泛的XYZ 色彩體系以X Y Z 三度空間所傳達的色彩比較複雜且不易理解若是投影成為二度的平面空間則會比較單純馬蹄形曲線為光譜各色光在色度圖上的位置軌跡數值表示波長所有的可視光都包含在馬蹄形範圍內因為數值均為正數整個光譜跡都落在色度座標的第一象限之內 x y 座標位置的W 是所有可視光混合而成的白色光 9

10 圖5-4 CIE 制定的RGB 表色系統之等色係數 10

11 2 XYZ 色彩體系 C I E 在發表RGB 色彩體系的同時以算式變換的方式發表另一個色彩體系也就是目前世界上使用最為廣泛的XYZ色彩體系以X Z 三度空間所傳達的色彩比較複雜且不易理解若是投 Y 影成為二度的平面空間則會比較單純馬蹄形曲線為光譜各色光在色度圖上的位置軌跡數值表示波長所有的可視光都包含在馬蹄形範圍內因為數值均為正數整個光譜跡都落在色度座標的第一象限之內 x y 0.333座標位置的W 是所有可視光混合而成的白色光 11

12 圖5-5 CIE 制定的XYZ 表色系統之等色係數 12

13 3 均等的色空間色彩的形成與其強弱決定於眼睛感知的心理量與光能源的物理量之間的相互關係年麥可亞當 MacAdam 以xy色度圖進行25 組的色差實驗為了營造色度圖中的等色差關係理想的色差圖為大小均一的正圓麥可亞當提出均等空間UCS 並據此發表 U V W 色彩體系爾後為CIE 所推薦 13

14 圖5-6 CIE 色度圖與光譜軌跡 14

15 C I E 採用麥可亞當的均等空間學說與換算方程式運用在色相明度彩度等三屬性結構上完成均等知覺色空間 U L C S 經過各界的使用與修訂於1976年推薦了L*u*v* 與 L * a *b* 二個色彩體系 L * u *v* 色彩體系修訂於1964 年CIE 版本的UVW 體系簡稱為 C I E LUV 其立論來自於麥可亞當的均等空間學說偏差橢圓的比例均一色差控制極佳但曼賽爾的等色相線與等彩度線的分布不甚理想 15

16 圖5-7 xy色度圖表與麥可亞當的偏差橢圓 16

17 L* a *b * 色彩體系向來為纖維與染織業界所使用經委託CI E 標準化之後完成簡稱為C I EL A B 其立論來自亞當斯均等知覺色空間學說並採用曼賽爾體系的明度指數在偏差橢圓的表現上雖略遜 L * u* v * 但是色差控制仍佳而且曼賽爾的等色相線與等彩度線的分布平均再加上換算方程式的簡便性在CI E 發佈上述二個建議體系的同時 L * a * b* 色彩體系就已穩居主流地位圖5-8 u v 色度圖與麥可亞當的偏差橢圓 17

18 圖59 曼塞爾色票的色度座標xy( 明度5) 18

19 圖5-1 0 曼塞爾色票的色度座標u * v* ( 明度5 ) 19

20 圖5-1 1 曼塞爾色票的色度座標a * b* ( 明度5 ) 20

21 圖5-12 均等的三次元色彩空間 21

22 圖5-13 L*a*b 均等色空間的色彩結構 22

23 圖5-1 4 L *a *b 均等色空間的橫向斷面 23

24 第六章混色 1

25 六混色我們平時所感知的白色光是由波長各異的色光混合而成相同的存在環境四周的色彩也都是經由某些混色原理所混合而成一加法混色色光的混合大多屬於加法混色若以色光三原色紅R 綠G 藍B 的含量或比例 r g b混合成為色彩I 等色方程式則為 I r G b B R g 圖6-1 光譜的成分與色彩的顯色 2

26 1 同時加法混色同時加法混色為加法混色的基本形態加法混色的三原色也稱為色光三原色一般簡稱為R G B 若以色相特性正確的描述三原色 R 為帶黃的紅 G 約略等同於綠 B 為帶紫的藍而色光三原色混色產生的色彩即為色料三原色 R G Y Y el l ow 黃 G B C C ya n 帶綠的藍 B R M M ag e nt a 紫紅圖6-2 色光的加法混色 3

27 圖6-3 互補色光混合出白色光圖6-4 色光三原色混合出色料三原色 4

28 圖6-5 電視畫面與螢幕擴大之光點 5

29 圖6-6 一定距離觀看造成的視覺混色 6

30 2 並置加法混色在有彩色與生活應用方面如馬賽克壁畫紡織品的縱橫絲線點描畫法的作品都屬於並置加法混色的應用並置混色的結果約略可得到各混合色彩的中間明度彩度的飽和更是色料混色所無法比較的屬於提高部分明度與彩度的加法混色而混合的二色若為補色關係則會呈現彩度降低的灰色視覺 7c 圖67 點描繪畫造成的視覺混色( P.Signa )

31 3 交互加法混色物理學者麥斯威爾 J.C.Ma x we l l 以圓盤旋轉實驗解釋色彩視覺暫留的生理過程不同於同時加法混色使新的混色光更加明亮以並置加法混色或交互加法混色方式所產生的色彩明度大約是原混合色彩明度的平均值因此這類混色也被稱為中間混色圖6-8 混色實驗的各式旋轉色盤 8

32 圖6-9 旋轉色盤與其混色效果 9

33 二減法混色減法混色原理大多應用於色料混合所以也稱為色料三原色在色料混合的過程當中色彩的明度與彩度一般呈現逐漸下降的現象而在色光混合方面也存在著少數減法混色的現象例如光線通過灰色濾片或透明性較低的玻璃板如毛玻璃時一部分的光被濾片或玻璃板吸收使得透過的光比原來的光更暗相對於使色光更趨明亮的加法混色稱為減法混色圖6-1 1 減法三原色相互組合的混色圖6-1 0 減法混色的結構 10

34 圖612 色彩膠捲的多層結構 11

35 圖6-1 3 彩色膠捲的發色與其原理 12

36 三加減法混色染料及顏料的混色基本原理為減法混色但是上彩的媒材與被上彩的素材具有反光或平光具透明性或不透明等特性差異無法以單純的減法混色完全的理解或說明圖6-1 4 彩色照片的發色與其原理 13

37 1 印刷油墨的混色印刷的混色方式可分為三大類以特殊媒材或不同油墨色彩混合出預定的顏色後個別製版印刷雖然發色品質較好但是在經濟與效率層面不佳大多只使用於特殊場合所以稱為特別色將圖像以色料混色的三原色C M Y 減法分離出三個印刷色版這三個色版經由網點的重疊印刷在紙張上進行網點之間的並置加法混色與油墨重疊的減法混色圖6-1 5 彩色印刷之網點放大圖 14

38 網點的大小一致以網點的膜層厚度決定色彩濃淡的混色方式應用於凹版印刷圖6-1 6 印刷色彩之濃淡與其原理 15

39 2 顏料的混色當顏料或塗料較薄時光線容易直接進入素材層使得顏料色彩的反射光線比例下降屬於減法混色但是當顏料或塗料較厚或是厚薄不一時光線的反射呈現不規則狀態容易產生如之點描繪畫般的並置加法混色 3 纖維的混色紡織製品的多彩變化是由不同色彩不同比例與不同配置的縱橫纖維所交織而成其混色方式與馬賽克排列的壁畫類似屬於並置加法混色圖6-1 7 縱橫絲線構成的混色與其放大圖 16

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