东华大色彩基础知识讲义

光和颜色教学目标1、

通过观察了解太阳光的组成，知道白光是复色光2、

了解光的三原色是：红、蓝、绿及三原色的组合后的颜色3、

了解颜料的三原色：红、黄、蓝4、

知道看不见的光：紫外光和红外光5、

知道不透明物体的颜色和透明物体的颜色的成因重点难点分析1、

点：白光是复合光，三标棱镜对白光的折射作用，物体颜色的成因2、

点：理解白光的色散现象及规律；不透明物体的颜色的成因和透明物体颜色的成因课程资源的准备与开发1、

教师准备：幻灯机、蜡烛、电灯、三张玻璃纸（红、绿、蓝）、颜料工具一套、太阳能小电扇、电视摇控器一个。2、

学生准备：三棱镜、平面镜、肥皂泡泡盒，太阳能计算器、光盘、颜料工具一盒、每组同学做一幅太阳镜：红、黄、绿、蓝。3、

课前做好用平面镜分解太阳光的实验。[准备引入]打开窗帘让学生判断射入的光是什么颜色的？[课题揭示]小游戏：让学生玩用肥皂水吹泡泡的游戏。同时观察吹出来的泡泡表示是什么颜色？展示图片：彩虹图片演示：让一位学生上台用三棱镜将太阳光反射到白墙上，并观察白墙上光的颜色。找一找墙上出现了几种颜色？[新课展开]一、光的色散提问：白色的太阳光，经过三棱镜和肥皂泡后，为什么会出现七色色呢？经过三棱镜后也出现了七种颜色，说明白光是单色光吗？这是一种什么现象呢？讲述：白光通过三棱镜后分解成七种颜色的现象称为光的色散，是由英国物理学家牛顿首先发现的生活中的哪个现象就是光的色散现象？——彩虹观察：让学生用放大镜观察电视屏幕上的颜色。能看到几种颜色。太阳光的组成——太阳光是一种复合光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成，（注意与生活中说的赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫）不同。二、光的三原色——红、绿、蓝讲述：电视屏幕上只能观察到三种颜色：红、绿、蓝。但是我们却能看到更多的七色。这是怎么回事呢？动画演示：光的三原色及二色、三色的混合色。红、蓝——品红色红、绿——黄色绿蓝——青色红、绿、蓝——白色三、色光的混合与颜料的混合光有红、绿、蓝三种色光，颜料盒里也有红、绿、蓝三种颜料，把他们混合会怎样？小组实验：每个同学作一个混合实验：红、绿——红、蓝——绿、蓝——红、绿、蓝——与色光的混合结果一样吗？颜料的三原色——红、黄、蓝。课件演示：颜料三原色的混合结果。四、看不见的光演示：用摇控器转换电脑，让学生思考，摇控器是什么实验转换的？问：你看到红外线了吗？它确实存在吗？回忆：耳能听到所有频率的声音吗？20——20000HZ讲述：人的眼能看到光也是有一定范围的。资料：红光外侧存在一种人眼看不见的光，这种光具有明显的热效应，经过大量的资料证明，这就是红外线。问：你知道验钞机是利用什么原理的？举例说明：请你再举出一些有关紫外光的例子。紫外线——在紫外光以外还有一种看不见的光。讨论：你知道红外线与紫外线哪能些应用吗？红外线的应用：红外测温仪；红外夜视仪、红外遥感、红外摄像仪、红外望远镜

紫外线的应用：荧光效应、杀菌、消毒的作用）

小实验：每位学生用自己做的有色眼镜观察放于太阳光下的一张白纸，观察白纸呈什么颜色？五、物体的颜色1、不透明物体的颜色展示图片：展示几幅有关各种物体颜色的图片讲述：我们生活的自然环境，五光十色，美丽动人，有红色的花，绿色的草，蓝色的天空，白色的云朵……各种物体都具有各自的色彩。可是，这些艳丽的颜色，在漆黑的夜里就统统消失了。这说明只有在阳光（白色光）的照射下，物体才呈现出颜色。那么，为什么在同样光源的照耀下，各种物体会有不同的颜色呢？

色彩的种类与基本特性

色彩的种类

丰富多样的颜色可以分成两个大类无彩色系和有彩色系：

1．无彩色系无彩色系是指白色、黑色和由白色黑色调合形成的各种深浅不同的灰色。无彩色按照一定的变化规律，可以排成一个系列，由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系列。黑白系列中由白到黑的变化，可以用一条垂直轴表示，一端为白，一端为黑，中间有各种过渡的灰色。纯白是理想的完全反射的物体，纯黑是理想的完全吸收的物体。可是在现实生活中并不存在纯白与纯黑的物体，颜料中采用的锌白和铅白只能接近纯白，煤黑只能接近纯黑。无彩色系的颜色只有一种基本性质——明度。它们不具备色相和纯度的性质，也就是说它们的色相与纯度在理论上都等于零。色彩的明度可用黑白度来表示，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。黑与白做为颜料，可以调节物体色的反射率，使物体色提高明度或降低明度。

2．有彩色系（简称彩色系）彩色是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。不同明度和纯度的红橙黄绿青蓝紫色调都属于有彩色系。有彩色是由光的波长和振幅决定的，波长决定色相，振幅决定色调。

色彩的基本特性

有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、纯度（也称彩度、饱和度）、明度。在色彩学上也称为色彩的三大要素或色彩的三属性。

1．色相色相是有彩色的最大特征。所谓色相是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称。如玫瑰红、桔黄、柠檬黄、钴蓝、群青、翠绿……从光学物理上讲，各种色相是由射人人眼的光线的光谱成分决定的。对于单色光来说，色相的面貌完全取决于该光线的波长；对于混合色光来说，则取决于各种波长光线的相对量。物体的颜色是由光源的光谱成分和物体表面反射（或透射）的特性决定的。

2．纯度（彩度、饱和度）色彩的纯度是指色彩的纯净程度，它表示颜色中所含有色成分的比例。含有色彩成分的比例愈大，则色彩的纯度愈高，含有色成分的比例愈小，则色彩的纯度也愈低。可见光谱的各种单色光是最纯的颜色，为极限纯度。当一种颜色掺人黑、白或其他彩色时，纯度就产生变化。当掺人的色达到很大的比例时，在眼睛看来，原来的颜色将失去本来的光彩，而变成掺和的颜色了。当然这并不等于说在这种被掺和的颜色里已经不存在原来的色素，而是由于大量的掺人其他彩色而使得原来的色素被同化，人的眼睛已经无法感觉出来了。

有色物体色彩的纯度与物体的表面结构有关。如果物体表面粗糙，其漫反射作用将使色彩的纯度降低；如果物体表面光滑，那么，全反射作用将使色彩比较鲜艳。

3．明度明度是指色彩的明亮程度。各种有色物体由于它们的反射光量的区别而产生颜色的明暗强弱。色彩的明度有两种情况：一是同一色相不同明度。如同一颜色在强光照射下显得明亮，弱光照射下显得较灰暗模糊；同一颜色加黑或加白掺和以后也能产生各种不同的明暗层次。二是各种颜色的不同明度。每一种纯色都有与其相应的明度。黄色明度最高，蓝紫色明度最低，红、绿色为中间明度。色彩的明度变化往往会影响到纯度，如红色加入黑色以后明度降低了，同时纯度也降低了；如果红色加白则明度提高了，纯度却降低了。

有彩色的色相、纯度和明度三特征是不可分割的，应用时必须同时考虑这三个因素。

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色彩生理理论：色彩的错视与幻觉

当外界物体的视觉刺激作用停止以后，在眼睛视网膜上的影像感觉并不会立刻消失，这种视觉现象叫做视觉后像。视觉后像的发生，是由于神经兴奋所留下的痕迹作用，也称为视觉残像。如果眼睛连续视觉两个景物，即先看一个后再看另一个时，视觉产生相继对比，因此又称为连续对比。视觉后像有两种：当视觉神经兴奋尚未达到高峰，由于视觉惯性作用残留的后像叫正后像；由于视觉神经兴奋过度而产生疲劳并诱导出相反的结果叫负后像。无论是正后像还是负后像均是发生在眼睛视觉过程中的感觉，都不是客观存在的真实景像。

正后像

节日之夜的烟花，常常看到条条连续不断的各种造型的亮线。其实，任意一瞬间，烟火无论在任何位置上只能是一个亮点，然而由于视觉残留的特性，前后的亮点却在视网膜上引成线状。再如你在电灯前闭眼三分钟，突然睁开注视电灯两三秒钟，然后再闭上眼睛，那么在暗的背景上将出现电灯光的影像。以上现象叫正后像。电视机、日光灯的灯光实际上都是闪动的，因为它闪动的频率很高，大约100次／秒上，由于正后像作用，我们的眼睛并没有观察到。电影技术也是利用这个原理发明的，在电影胶卷上，当一连串个别动作以16图形／秒以上的速度移动的时候，人们在银幕上感觉到的是连续的动作。现代动画片制作根据以上原理，把动作分解绘制成个别动作，再把个别动作续起来放映，即复原成连续的动作。

负后像

正后像是神经正在兴奋而尚未完成时引起的，负后像则是经兴奋疲劳过度所引起的，因此它的反映与正后像相反。例如：当你长时间（两分钟以上）的凝视一个红色方块后，再把目光迅速转移到一张灰白纸上时，将会出现一个青色方块。这种现象在生理学上可解释为：含红色素的视锥细胞，长时间的兴奋引起疲劳，相应的感觉灵敏度也因此而降低，当视线转移到白纸上时，就相当于白光中减去红光，出现青光，所以引起青色觉。由此推理，当你长时间凝视一个红色方块后，再将视线移向黄色背景，那么，黄色就必然带有绿味（红视觉后像为青，青＋黄＝绿，参见下表）。

又例如：在一白色和灰色背景上，长时间地（两分钟以上）注视一红色方块，然后迅速抽去色块，继续注视背景的同一地方，背景上就会呈现青色方块。这一诱导出的补色时隐时现多次复现，直至视觉的疲劳恢复以后才完全消失。这种现象也是负后像。明度对比也会产生负后像。

先看的色彩后看的色彩对比后的色彩感觉

红橙黄味橙

红黄绿味黄

红绿蓝味绿

红蓝绿味蓝

红紫蓝味紫

橙红紫味红

橙黄绿味黄

橙绿蓝味绿

橙紫蓝味紫

橙蓝紫味蓝

黄红紫味红

黄橙红味橙

黄绿蓝味绿

黄蓝紫味蓝

黄紫蓝味紫

绿红紫味红

绿橙红味橙

绿黄橙味黄

绿蓝紫味蓝

绿紫红味紫

蓝红橙味红

蓝橙黄味橙

蓝黄橙味黄

蓝绿黄味绿

蓝紫红味紫

紫红橙味红

紫橙黄味橙

紫黄绿味黄

紫绿黄味绿

紫蓝绿味蓝

灰色的背景上，如果注视白色（或黑色）方块，迅速抽去白色（或黑色）方块，灰底上上将呈现较暗（或较亮）的方块。

视觉负后像的干扰常常使我们在判断颜色时发生困难。例如，初学色彩者在练习看色时，长时间的色彩刺激会引起视觉疲劳而产生后像，感受色彩的灵敏度不断降低，色彩分辨能力迅速下降。解决问题的方法是注意观察与看色的节奏，避免视觉疲劳。

同时对比

结果使相邻之色改变原来的性质，都带有相邻色的补色光。

例如：

同一灰色在黑底上发亮，在白底上变深。

同一黑色在红底上呈绿灰味，在绿底上呈红灰味，在绿底上呈红灰味，在紫底上呈黄灰味，在黄底上呈紫灰味。

同一灰色在红、橙、黄、绿、青、紫底上都稍带有背景色的补色味红与紫并置，红倾向于橙，紫倾向于蓝。相邻之色都倾向于将对方推向自己的补色方向。

红与绿并置，红更觉其红，绿更觉其绿。

色彩同时对比，在交界处更为明显，这种现象又称为边缘对比。现将色彩同时对比的规律归纳如下：

1、亮色与暗色相邻，亮者更亮，暗者更暗；灰色与艳色并置，艳者更艳，灰者更灰；冷色与暖色并置，冷者更冷、暖者更暖。

2、不同色相相邻时，都倾向于将对方推向自己的补色。

3、补色相邻时，由于对比作用强烈，各自都增加了补色光，色彩的鲜明度也同时增加。

4、同时对比效果，随着纯度增加而增加，同时以相邻交界之处即边缘部分最为明显。

5、同时对比作用只有在色彩相邻时才能产生，其中以一色包围另一色时效果最为醒目。

强化同时对比效果的方法：

（1）提高对比色彩的纯度，强化纯度对比作用；

（2）使对比之色建立补色关系，强化色相对比作用；

（3）扩大面积对比关系，强化面积对比作用。

抑制的方法：

（1）改变纯度，提高明度，缓和纯度对比作用；

（2）破坏互补关系，避免补色强烈对比；

（3）采用间隔、渐变的方法，缓冲色彩对比作用；

（4）缩小面积对比关系，建立面积平衡关系。

例如：橙色底上配青灰能强化同时对比作用；而橙色底上配黄灰就能抑制同时对比作用。

伊顿在《色彩艺术》中指出：“连续对比与同时对比说明了人类的眼睛只有在互补关系建立时，才会满足或处于平衡。”“视觉残像的现象和同时性的效果，两者都表明了一个值得注意的生理上的事实，即视力需要有相应的补色来对任何特定的色彩进行平衡，如果这种补色没有出现，视力还会自动地产生这种补色。”“互补色的规则是色彩和谐布局的基础，因为遵守这种规则便会在视觉中建立精确的平衡。”伊顿提出的“补色平衡理论”揭示了一条色彩构成的基本规律，对色彩艺术实践具有十分重要的指导意义。如果色彩构成过分暖昧而缺少生气时，那么互补色的选择是十分有效的配色方法，无论是舞台环境色彩对人物的烘托和气氛的渲染，还是商品广告及陈列等等，巧妙地运用互补色构成，是提高艺术感染力的重要手段。

“补色平衡理论”在医疗实践中已被广泛采用。根据视觉色彩互补平衡的原理，医院手术室、手术台、外科医生护士的衣服一般都采用绿色，这不仅因为绿色是中性的温和之色，更重要的是绿色能减轻外科医生因手术中长时间受到鲜红血液的刺激引起的视觉疲劳，避免发生视觉残像而影响手术正常进行。

色彩理论

目录

色彩物理理论：色彩的种类与基本特性2

关于色彩4

色彩生理理论：三色论与四色论5

色彩生理理论：色彩的错视与幻觉7

色彩表示体系10

色彩生理理论：色彩同化与色觉守恒15

色彩生理理论：色彩的前进与后退感16

色彩物理理论：光的知识17

色彩物理理论：结构色彩19

色彩心理理论：色彩与听觉、嗅觉、味觉23

色彩物理理论：色彩混合25

色彩物理理论：色彩调和26

色彩的表示方法、牛顿色环与色立体27

色彩生理理论：色彩与视觉28

色彩生理理论：色彩的膨胀与收缩感29

色彩生理理论：视觉适应30

色彩生理理论：色彩的易见度31

色彩生理理论：主观色彩（光效应）与色觉缺陷32

色彩物理理论：光源色温33

色彩心理理论：色彩的心理效应35

流行色36

色彩的物质性心理错觉37

结构色彩38

色彩的三要素40

色彩构成41

色彩物理理论：色彩的种类与基本特性

色彩的种类

丰富多样的颜色可以分成两个大类无彩色系和有彩色系：

1．无彩色系无彩色系是指白色、黑色和由白色黑色调合形成的各种深浅不同的灰色。无彩色按照一定的变化规律，可以排成一个系列，由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系列。黑白系列中由白到黑的变化，可以用一条垂直轴表示，一端为白，一端为黑，中间有各种过渡的灰色。纯白是理想的完全反射的物体，纯黑是理想的完全吸收的物体。可是在现实生活中并不存在纯白与纯黑的物体，颜料中采用的锌白和铅白只能接近纯白，煤黑只能接近纯黑。无彩色系的颜色只有一种基本性质——明度。它们不具备色相和纯度的性质，也就是说它们的色相与纯度在理论上都等于零。色彩的明度可用黑白度来表示，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。黑与白做为颜料，可以调节物体色的反射率，使物体色提高明度或降低明度。

2．有彩色系（简称彩色系）彩色是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。不同明度和纯度的红橙黄绿青蓝紫色调都属于有彩色系。有彩色是由光的波长和振幅决定的，波长决定色相，振幅决定色调。

色彩的基本特性

有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、纯度（也称彩度、饱和度）、明度。在色彩学上也称为色彩的三大要素或色彩的三属性。

1．色相色相是有彩色的最大特征。所谓色相是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称。如玫瑰红、桔黄、柠檬黄、钴蓝、群青、翠绿……从光学物理上讲，各种色相是由射人人眼的光线的光谱成分决定的。对于单色光来说，色相的面貌完全取决于该光线的波长；对于混合色光来说，则取决于各种波长光线的相对量。物体的颜色是由光源的光谱成分和物体表面反射（或透射）的特性决定的。

2．纯度（彩度、饱和度）色彩的纯度是指色彩的纯净程度，它表示颜色中所含有色成分的比例。含有色彩成分的比例愈大，则色彩的纯度愈高，含有色成分的比例愈小，则色彩的纯度也愈低。可见光谱的各种单色光是最纯的颜色，为极限纯度。当一种颜色掺人黑、白或其他彩色时，纯度就产生变化。当掺人的色达到很大的比例时，在眼睛看来，原来的颜色将失去本来的光彩，而变成掺和的颜色了。当然这并不等于说在这种被掺和的颜色里已经不存在原来的色素，而是由于大量的掺人其他彩色而使得原来的色素被同化，人的眼睛已经无法感觉出来了。

有色物体色彩的纯度与物体的表面结构有关。如果物体表面粗糙，其漫反射作用将使色彩的纯度降低；如果物体表面光滑，那么，全反射作用将使色彩比较鲜艳。

3．明度明度是指色彩的明亮程度。各种有色物体由于它们的反射光量的区别而产生颜色的明暗强弱。色彩的明度有两种情况：一是同一色相不同明度。如同一颜色在强光照射下显得明亮，弱光照射下显得较灰暗模糊；同一颜色加黑或加白掺和以后也能产生各种不同的明暗层次。二是各种颜色的不同明度。每一种纯色都有与其相应的明度。黄色明度最高，蓝紫色明度最低，红、绿色为中间明度。色彩的明度变化往往会影响到纯度，如红色加入黑色以后明度降低了，同时纯度也降低了；如果红色加白则明度提高了，纯度却降低了。

有彩色的色相、纯度和明度三特征是不可分割的，应用时必须同时考虑这三个因素。

色彩物理理论：光源显色性与光源三刺激值

光源显色性

人类在长期的生产生活实践中，习惯于在日光下辨认颜色。尽管日光的色温和光谱能量分布随着自然条件的变化有很大的差异，但人眼的辨认能力依然是准确的。这是人们在自然光下长期实践对颜色形成了记忆的结果。

随着照明技术的发展，许多新光源的开发利用，人们经常在不同的环境下辨认颜色。有些灯光的颜色与日光很相似如荧光灯、汞灯等，但其光谱能量分布与日光却有很大的差别。这些光谱中缺少某些波长的单色光成份。人们在这些光源下观察到的颜色与日光下看到的颜色是不同的，这就涉及到光源的显色性问题。

什么是光源的显色性？由于同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的色彩感觉，而在日光下物体显现的颜色是最准确的。因此，可以用日光标准（参照光源），将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工光源（待测光源）与其比较，显示同色能力的强弱叫做该人工光源的显色性。我国国家标准“光源显色性评价方法GB5702－85”中规定用普朗克辐射体（色温低于5000K）和组合日光（色温高于5000K）做参照光源。为了检验物体在待测光源下所显现的颜色与在参照光源下所显现的颜色相符的程度，采用“一般显色性指数”作为定量评价指针。显色性指数最高为100。显色性指数的高低，就表示物体在待测光源下“变色”和“失真”的程度。例如，在日光下观察一副画，然后拿到高压汞灯下观察，就会发现，某些颜色已变了色。如粉色变成了紫色，蓝色变成了蓝紫色。因此，在高压汞灯下，物体失去了“真实”颜色，如果在黄色光的低压钠灯底下来观察，则蓝色会变成黑色，颜色失真更厉害，显色指数更低。光源的显色性是由光源的光谱能量分布决定的。日光、白炽灯具有连续光谱，连续光谱的光源均有较好的显色性。

通过对新光源的研究发现，除连续光谱的光源具有较好的显色性外，由几个特定波长色光组成的混合光源也有很好的显色效果。如450nm的蓝光，540nm的绿光，610nm的桔红光以适当比例混合所产生的白光，虽然为高度不连续光谱，但却具有良好的显色性。用这样的白光去照明各色物体，都能得到很好的显色效果。

光源的显色性以一般显色性指数Ra值区分：

Ra值为100～75显色优良

75～50显色一般

50以下显色性差

光源显色性和色温是光源的两个重要的颜色指针。色温是衡量光源色的指针，而显色性是衡量光源视觉质量的指针。假若光源色处于人们所习惯的色温范围内，则显色性应是光源质量的更为重要的指针。这是因为显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色。

光源三刺激值

理想的自然白光在理论上由红、绿、蓝三种色光构成，三种色光的比例为1：1：1，人工光源所发出的光，可以通过红、绿、蓝三种单色光按不同比例混合匹配产生。这种用来匹配某一特定光源所需要的红、绿、蓝三原色的量叫做该光源三刺激值。光源的红、绿、蓝三刺激值分别用X0、Y0、Z0来表示。

从表中色光的比例匹配可以比较清楚的看出不同光源的显色性质。之所以有些光源偏黄、偏暖，有些光源偏冷、偏青、就是因为光源的三刺激值分配不均而造成的。

关于色彩

五光十色、绚丽缤纷的大千世界里，色彩使宇宙万物充满情感显得生机勃勃。色彩作为一种最普遍的审美形式，存在于我们日常生活的各个方面。衣、食、住、行、用，人们几乎无所不包，无时不在地与色彩发生着密切的关系。

人的感觉是认识的开端。客观世界的光和声作用于感觉器官，通过神经系统和大脑的活动，我们就有了感觉，就对外界事物与现象有了认识。色彩是与人的感觉（外界的刺激）和人的知觉（记忆、联想、对比…）联系在一起的。色彩感觉总是存在于色彩知觉之中，很少有孤立的色彩感觉存在。

人的色彩感觉信息传输途径是光源、彩色物体、眼睛和大脑，也就是人们色彩感觉形成的四大要素。这四个要素不仅使人产生色彩感觉，而且也是人能正确判断色彩的条件。在这四个要素中，如果有一个不确实或者在观察中有变化，就不能正确地判断颜色及颜色产生的效果。

光源的辐射能和物体的反射是属于物理学范畴的，而大脑和眼睛却是生理学研究的内容，但是色彩永远是以物理学为基础的，而色彩感觉总包含着色彩的心理和生理作用的反映，使人产生一系列的对比与联想。

美国光学学会（OpticalSocietyofAmerica）的色度学委员会曾经把颜色定义为：颜色是除了空间的和时间的不均匀性以外的光的一种特性，即光的辐射能刺激视网膜而引起观察者通过视觉而获得的景象。在我国国家标准GB5698-85中，颜色的定义为：色是光作用于人眼引起除形象以外的视觉特性。根据这一定义，色是一种物理刺激作用于人眼的视觉特性，而人的视觉特性是受大脑支配的，也是一种心理反映。所以，色彩感觉不仅与物体本来的颜色特性有关，而且还受时间、空间、外表状态以及该物体的周围环境的影响，同时还受各人的经历、记忆力、看法和视觉灵敏度等各种因素的影响。

色彩是源于自然，但人类结合了大自然色彩的启示和自然或人工色料，使得我们的生活更加多彩多姿。

色彩生理理论：三色论与四色论

扬·赫姆霍尔兹的三色理论

1807年，英国医学物理学家扬（T．Young）和德国生理物理学家赫姆霍尔兹（H．LFvonHelmholtz）根据红、绿、蓝三原色光混合可以产生各种色的色光混合规律，假设在视网膜上有三种神经纤维，每种神经纤维的兴奋都会引起一种原色的感觉。

如当一种神经纤维处于兴奋状态，而另外两种相对处于抑制状态，那么就产生一种原色觉，如果两种或三种神经纤维都处于兴奋状态，那么就产生综合色觉。如：当“红”神经纤维受到红光刺激而兴奋时，“绿”“蓝”两种神经纤维相对处于抑制状态，则产生红色觉；当“绿”或“蓝”神经纤维受到绿光或蓝光的刺激而兴奋时，则产生绿或蓝色觉。又如：当“红”“绿”两种神经纤维同时受到红光和绿光的刺激而兴奋，而“蓝”神经纤维相对处于抑制状态时，则产生黄色觉；当“红”“蓝”两种神经纤维同时受到红光和蓝光的刺激而兴奋，而“绿”神经纤维相对处于抑制状态时，则产生晶红色觉；当“蓝”，“绿”两种神经纤维同时受到蓝光和绿光的刺激而兴奋，而“红”神经纤维相对处于抑制状态时，则产生青色觉；当“红”、“绿”、“蓝”三种神经纤维同时受到红、绿、蓝三种色光的刺激而兴奋时，则产生白色觉。如果三种神经纤维受三原色光等量刺激程度逐渐减小，又会产生不同明度的灰。如果三原色光的刺激量等于零，也就是不存在任何色光刺激，那么就产生黑色觉。以上是由三原色光等量的刺激引起的色感，如果改变三原色光的光量和混合比例，必然引起三种神经纤维兴奋与抑制程度的差别，从而产生千变万化的色彩感觉。扬·赫姆霍尔兹认为三种神经纤维受到光的刺激后而产生的兴奋与抑制是相对而言的，实际上，当每一种神经纤维受到对应的原色光刺激而处于强烈兴奋状态时，另外两种神经纤维受到此光刺激后也同时兴奋，不过兴奋的程度比较低，所以每种颜色实际上都含有一定的白光成分，即有明度的感觉。扬·赫姆霍尔兹解释色彩视觉的理论称为三色学说，它为现代色度学奠定了理论基础，至今三色学说仍具有解释各种颜色混合现象的理论价值。

赫林的对立颜色学说

德国物理学家赫林（E．Herins）的对立颜色学说也叫做四色学说。1878年赫林观察到颜色现象总是以红—蓝、黄—蓝、黑—白成对关系发生的，因而假设视网膜中有三对视素：白—黑视素、红—绿视素、黄—蓝视素，这三对视素的代谢作用包括建设（同化）和破坏（异化）两种对立的过程，光刺激破坏白—黑视素，引起神经冲动产生白色感觉。无光刺激时白—黑视素便重新建设起来，所引起的神经冲动产生黑色感觉。对红—绿视素，红光起破坏作用，绿光起建设作用。对黄—蓝视素，黄光起破坏作用，蓝光起建设作用。因为各种颜色都有一定的明度，即含有色成分，所以每一颜色不仅影响其本身素的活动，而且也影响白一黑视素的活动。

根据赫林学说，三种视素对立过程的组合产生各种颜色感受和各种颜色混合现象：

感光化学视素视网膜过程感觉

白—黑破坏建设白黑

红—绿破坏建设红绿

黄—蓝破坏建设黄绿

扬·赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的四色学说自19世纪以来一直处于对立的地位。事实上，这两种学说都只是对问题的一个方面获得了正确的认识，只有通过二者的相互补充才能对颜色视觉获得较为全面的认识。

三色论与四色论的统一

颜色视觉过程假设可以分成三个阶段：第一阶段，视网膜有三种独立的锥体感觉物质，它们有选择地吸收光谱不同波长的辐射，同时每一物质又可单独产生白和黑的反应，在强光作用下产生白的反应，无光刺激时是黑的反应；第二阶段，在神经兴奋由锥体感受器向视觉中枢的传导过程中，这种反应又重新组合；最后阶段形成三对对立性的神经反应。

总之，颜色视觉的机制很可能在视网膜感受器水平是三色的，这种解释符合扬·赫姆霍尔兹的学说；而在视网膜感受器以上的视觉传导通路水平则是四色的，这种解释又符合赫林的学说。颜色视觉机制的最后阶段发生在大脑皮层的视觉中枢，在这里才产生各种颜色感觉。颜色视觉过程的这种设想常叫做“阶段”学说，两个似乎完全对立的古老颜色视觉学说，现在终于由颜色视觉的阶段学说统一在一起了。

色彩生理理论：色彩的错视与幻觉

当外界物体的视觉刺激作用停止以后，在眼睛视网膜上的影像感觉并不会立刻消失，这种视觉现象叫做视觉后像。视觉后像的发生，是由于神经兴奋所留下的痕迹作用，也称为视觉残像。如果眼睛连续视觉两个景物，即先看一个后再看另一个时，视觉产生相继对比，因此又称为连续对比。视觉后像有两种：当视觉神经兴奋尚未达到高峰，由于视觉惯性作用残留的后像叫正后像；由于视觉神经兴奋过度而产生疲劳并诱导出相反的结果叫负后像。无论是正后像还是负后像均是发生在眼睛视觉过程中的感觉，都不是客观存在的真实景像。

正后像

节日之夜的烟花，常常看到条条连续不断的各种造型的亮线。其实，任意一瞬间，烟火无论在任何位置上只能是一个亮点，然而由于视觉残留的特性，前后的亮点却在视网膜上引成线状。再如你在电灯前闭眼三分钟，突然睁开注视电灯两三秒钟，然后再闭上眼睛，那么在暗的背景上将出现电灯光的影像。以上现象叫正后像。电视机、日光灯的灯光实际上都是闪动的，因为它闪动的频率很高，大约100次／秒上，由于正后像作用，我们的眼睛并没有观察到。电影技术也是利用这个原理发明的，在电影胶卷上，当一连串个别动作以16图形／秒以上的速度移动的时候，人们在银幕上感觉到的是连续的动作。现代动画片制作根据以上原理，把动作分解绘制成个别动作，再把个别动作续起来放映，即复原成连续的动作。

负后像

正后像是神经正在兴奋而尚未完成时引起的，负后像则是经兴奋疲劳过度所引起的，因此它的反映与正后像相反。例如：当你长时间（两分钟以上）的凝视一个红色方块后，再把目光迅速转移到一张灰白纸上时，将会出现一个青色方块。这种现象在生理学上可解释为：含红色素的视锥细胞，长时间的兴奋引起疲劳，相应的感觉灵敏度也因此而降低，当视线转移到白纸上时，就相当于白光中减去红光，出现青光，所以引起青色觉。由此推理，当你长时间凝视一个红色方块后，再将视线移向黄色背景，那么，黄色就必然带有绿味（红视觉后像为青，青＋黄＝绿，参见下表）。

又例如：在一白色和灰色背景上，长时间地（两分钟以上）注视一红色方块，然后迅速抽去色块，继续注视背景的同一地方，背景上就会呈现青色方块。这一诱导出的补色时隐时现多次复现，直至视觉的疲劳恢复以后才完全消失。这种现象也是负后像。明度对比也会产生负后像。

先看的色彩后看的色彩对比后的色彩感觉

红橙黄味橙

红黄绿味黄

红绿蓝味绿

红蓝绿味蓝

红紫蓝味紫

橙红紫味红

橙黄绿味黄

橙绿蓝味绿

橙紫蓝味紫

橙蓝紫味蓝

黄红紫味红

黄橙红味橙

黄绿蓝味绿

黄蓝紫味蓝

黄紫蓝味紫

绿红紫味红

绿橙红味橙

绿黄橙味黄

绿蓝紫味蓝

绿紫红味紫

蓝红橙味红

蓝橙黄味橙

蓝黄橙味黄

蓝绿黄味绿

蓝紫红味紫

紫红橙味红

紫橙黄味橙

紫黄绿味黄

紫绿黄味绿

紫蓝绿味蓝

灰色的背景上，如果注视白色（或黑色）方块，迅速抽去白色（或黑色）方块，灰底上上将呈现较暗（或较亮）的方块。

视觉负后像的干扰常常使我们在判断颜色时发生困难。例如，初学色彩者在练习看色时，长时间的色彩刺激会引起视觉疲劳而产生后像，感受色彩的灵敏度不断降低，色彩分辨能力迅速下降。解决问题的方法是注意观察与看色的节奏，避免视觉疲劳。

同时对比

结果使相邻之色改变原来的性质，都带有相邻色的补色光。

例如：

同一灰色在黑底上发亮，在白底上变深。

同一黑色在红底上呈绿灰味，在绿底上呈红灰味，在绿底上呈红灰味，在紫底上呈黄灰味，在黄底上呈紫灰味。

同一灰色在红、橙、黄、绿、青、紫底上都稍带有背景色的补色味红与紫并置，红倾向于橙，紫倾向于蓝。相邻之色都倾向于将对方推向自己的补色方向。

红与绿并置，红更觉其红，绿更觉其绿。

色彩同时对比，在交界处更为明显，这种现象又称为边缘对比。现将色彩同时对比的规律归纳如下：

1、亮色与暗色相邻，亮者更亮，暗者更暗；灰色与艳色并置，艳者更艳，灰者更灰；冷色与暖色并置，冷者更冷、暖者更暖。

2、不同色相相邻时，都倾向于将对方推向自己的补色。

3、补色相邻时，由于对比作用强烈，各自都增加了补色光，色彩的鲜明度也同时增加。

4、同时对比效果，随着纯度增加而增加，同时以相邻交界之处即边缘部分最为明显。

5、同时对比作用只有在色彩相邻时才能产生，其中以一色包围另一色时效果最为醒目。

强化同时对比效果的方法：

（1）提高对比色彩的纯度，强化纯度对比作用；

（2）使对比之色建立补色关系，强化色相对比作用；

（3）扩大面积对比关系，强化面积对比作用。

抑制的方法：

（1）改变纯度，提高明度，缓和纯度对比作用；

（2）破坏互补关系，避免补色强烈对比；

（3）采用间隔、渐变的方法，缓冲色彩对比作用；

（4）缩小面积对比关系，建立面积平衡关系。

例如：橙色底上配青灰能强化同时对比作用；而橙色底上配黄灰就能抑制同时对比作用。

伊顿在《色彩艺术》中指出：“连续对比与同时对比说明了人类的眼睛只有在互补关系建立时，才会满足或处于平衡。”“视觉残像的现象和同时性的效果，两者都表明了一个值得注意的生理上的事实，即视力需要有相应的补色来对任何特定的色彩进行平衡，如果这种补色没有出现，视力还会自动地产生这种补色。”“互补色的规则是色彩和谐布局的基础，因为遵守这种规则便会在视觉中建立精确的平衡。”伊顿提出的“补色平衡理论”揭示了一条色彩构成的基本规律，对色彩艺术实践具有十分重要的指导意义。如果色彩构成过分暖昧而缺少生气时，那么互补色的选择是十分有效的配色方法，无论是舞台环境色彩对人物的烘托和气氛的渲染，还是商品广告及陈列等等，巧妙地运用互补色构成，是提高艺术感染力的重要手段。

“补色平衡理论”在医疗实践中已被广泛采用。根据视觉色彩互补平衡的原理，医院手术室、手术台、外科医生护士的衣服一般都采用绿色，这不仅因为绿色是中性的温和之色，更重要的是绿色能减轻外科医生因手术中长时间受到鲜红血液的刺激引起的视觉疲劳，避免发生视觉残像而影响手术正常进行。

色彩表示体系

色彩表示体系有Ostwald、Munsell和CIE、日本色彩研究所等四种，皆是以三个数字或记号来表色。这三种方式，适用于染色物、涂装物、陶磁物等类均一表面色的物品，但不能表现透明、半透明的颜色。

奥斯特瓦尔德体系

奥斯特瓦尔德（Ostwald）体系：奥斯华德色相以8色相为基础，每一色相再分3色，共24色相，明度阶段由白到黑，以a、c、e、g、i、l、n、p记号表示，所有色彩均为C纯色量＋W白色量＋B黑色量＝100。并以无彩色阶段为一边，纯色在另一顶点，每边长依黑白量渐变化排成8色，形成等色相的正三角形。由于奥斯华德表色系的秩序严密，是配色时极方便的表色系统。

奥斯特瓦尔德（1853－1952），是德国的物理化学家，因创立了以其本人为名字的表色空间，而获得诺贝尔奖金。该颜色体系包括颜色立体模型（如图3－1所示）和颜色图册及说明书。

图3－1奥斯特瓦尔德色系的颜色立体

奥斯特瓦尔德颜色体系的基本色相为黄、橙、红、紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿8个主要色相，每个基本色相又分为3个部分，组成24个分割的色相环，从1号排列到24号。

图3－2奥斯特瓦尔德色相环

奥斯瓦尔德的全部色块都是由纯色与适量的白黑混合而成，其关系为“白量W＋黑量B＋纯色量C＝100”。消色系统的明度分为8个梯级，附以a、c、e、g、i、l、n、p的记号。a表示最明亮的色标白，p表示最暗的色标黑，其间有6个阶段的灰色。这些消色色调所包含的白和黑的量是根据光的等比级数增减的，明度是以眼睛可以感到的等差级数增减决定的。

记号acegilnp

白量89563522148.95.63.5

黑量114465788691.994.496.5

表：奥斯瓦尔德的白黑量

从表中可以看出，作为色标的白（a）比理想的白色含有11％的黑量；而作为色标的黑（p）则比理想的黑含有3.5％的白。并且还有如下关系：

将分级的数字代入则得：

从这种明度分级的方法即可看出并不是按照视觉特征来分级的，这是该系统的一大缺点。

把这个明度阶梯作为垂直轴，并作成以此为边长的正三角形，在其顶点配以各色的纯色色标，这个三角形就是等色相三角形。

图3－3奥斯特瓦尔德等色相三角形

奥斯瓦尔德颜色系统共包括24个等色相三角形。每个三角形共分为28个菱形，每个菱形都附以记号，用来表示该色标所含白与黑的量。

例如某纯色色标为nc，n是含白量5.6％，c是含黑量44％，则其中所包含的纯色量为：100－（5.6＋44）＝50.4％

再如纯色色标为pa，p含白量为3.5％，a含黑量11％，所以含纯色量为：100－（3.5＋11）＝85.5％

这样作成的24个等色相三色形，以消色轴为中心，回转三角形时成为一复圆锥体，也就是奥斯瓦尔德颜色立体。

奥斯特瓦尔德色系通俗易懂，它给调配使用色彩的人提供了有益的指示。在做色彩构成练习中的纯度推移时，奥斯特瓦尔德色系的色相三角形不啻可以视为一种配方的指导，此外，色相三角形的统一性也为色彩搭配特性显示了清晰的规律性变化。

奥斯特瓦尔德色系的缺陷在于等色相三角形的建立限制了颜色的数量，如果又发现了新的、更饱和的颜色，则在图上就难以表现出来。另外，等色相三角形上的颜色都是某一饱和色与黑和白的混合色，黑和白的色度坐标在理论上应该是不变的。则同一等色相三角形上的颜色都有相同的主波长，而只是饱和度不同而已，这与心理颜色是不符的。目前采用混色盘来配制同色相三角形，以弥补这一缺陷。

蒙赛尔色彩体

蒙塞尔的色相分为10个，每色相再细分为10，共有100个色相，并以5为代表色相，色相之多几乎是人类分辨色相的极限。蒙塞尔的明度共分为11阶段，N1、N2、N3……N10，而彩度也因各纯色而长短不同，例如5R纯红有14阶段，而5BG只有6阶段，其表色树状体也因而呈不规则状。

蒙塞尔所创建的颜色系统是用颜色立体模型表示颜色的方法。它是一个三维类似球体的空间模型，把物体各种表面色的三种基本属性色相、明度、饱和度全部表示出来。以颜色的视觉特性来制定颜色分类和标定系统，以按目视色彩感觉等间隔的方式，把各种表面色的特征表示出来。目前国际上已广泛采用蒙塞尔颜色系统作为分类和标定表面色的方法。

蒙塞尔颜色立体如图3－4所示，中央轴代表无彩色黑白系列中性色的明度等级，黑色在底部，白色在顶部，称为蒙塞尔明度值。它将理想白色定为10，将理想黑色定为0。蒙塞尔明度值由0－10，共分为11个在视觉上等距离的等级。

图3－4蒙塞尔颜色立体示意图

在蒙塞尔系统中，颜色样品离开中央轴的水平距离代表饱和度的变化，称之为蒙塞尔彩度。彩度也是分成许多视觉上相等的等级。中央轴上的中性色彩度为0，离开中央轴愈远，彩度数值愈大。该系统通常以每两个彩度等级为间隔制作一颜色样品。各种颜色的最大彩度是不相同的，个别颜色彩度可达到20。

蒙塞尔颜色立体水平剖面上表示10种基本色。如图3－5所示，它含有5种原色：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和5种间色：黄红（YR）、绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。在上述10种主要色的基础上再细分为40种颜色，全图册包括40种色相样品。

图3－5蒙塞尔色相的标定系统

任何颜色都可以用颜色立体上的色相、明度值和彩度这三项坐标来标定，并给一标号。标定的方法是先写出色相H，再写明度值V，在斜线后写彩度C。

HV／C＝色相明度值／彩度

例如标号为10Y8／12的颜色：它的色相是黄（Y）与绿黄（GY）的中间色，明度值是8，彩度是12。这个标号还说明，该颜色比较明亮，具有较高的彩度。3YR6／5标号表示：色相在红（R）与黄红（YR）之间，偏黄红，明度是6，彩度是5。

对于非彩色的黑白系列（中性色）用N表示，在N后标明度值V，斜线后面不写彩度。

NV／＝中性色明度值／

例如标号N5／的意义：明度值是5的灰色。

另外对于彩度低于0.3的中性色，如果需要做精确标定时，可采用下式：

NV／（H，C）＝中性色明度值／（色相，彩度）

例如标号为N8／（Y，0.2）的颜色，该色是略带黄色明度为8的浅灰色。

《蒙塞尔颜色图册》是以颜色立体的垂直剖面为一页依次列入。整个立体划分成40个垂直剖面，图册共40页，在一页里面包括同一色相的不同明度值、不同彩度的样品。如图3－6所示，是颜色立体5Y和5PB两种色相的垂直剖面。中央轴表示明度值等级1－9，右侧的色相是黄（5Y）。当明度值为9时，黄色的彩度最大，该色的标号为5Y9／14，其它明度值的黄色都达不到这一彩度。中央轴左侧的色相是紫蓝（5PB），当明度值为3时，紫蓝色的彩度最大。该色的标号：5PB3／12。

图3－6蒙塞尔颜色立体的Y－PB垂直剖面

又如图3－7所示，是明度值为5的水平剖面，在明度值为5的条件下，红色（R）的彩度最大，黄色（Y）的彩度最小。

图3－7蒙塞尔颜色立体的明度值5水平剖面

CIE表色体系

CIE（国际照明委员会，法文全称为“CommissionInternationald'Eclairage”）体系是1931年建立的一种色彩测量国际标准，1976年修正为CIEL＊a＊b＊。此体系用三个参数，一个是亮度L（luminance），另两个是颜色分量，分别为a，代表从绿（green）到红（red），另一个是b，代表从蓝（blue）到黄（yellow）。在电视工业中，为了配色方便，CIE制定了XYZ计色制。

PCCS色彩体系

日本色彩研究所即p，c，c，s表色系，其色相分为24个，明度则以垂直阶段为九个，由黑（1,0）到……8.5，白（9.5）。彩度阶段由无彩色到纯色共10个阶段0s，1s……9s。日本色研把明度和彩度的变化综合起来成为色调的变化，无彩色有5个色调：白、浅灰、中灰、暗灰、黑，有彩色则分为鲜色调、和加白的明色调、浅色调、淡色调、以及加黑的深色调、暗色调、加灰的纯色调、浅灰调、灰色调、暗灰色调，其色票并以色调分类，很容易依色彩感觉来使用色彩。

色彩生理理论：色彩同化与色觉守恒

色彩同化

当某一色被其他色所包围时，如果被包围的色在色相、明度方面与包围色非常接近，或者两者面积对比十分悬殊，被包围之色面积很小，那么，被包围之色就会被包围之色“吃掉”，这种色彩现象称之为色彩同化。其原因是色彩对比的视觉刺激值小于视觉的可见值。例如，在大面积浅黄色背景上配以与此色明度非常接近的浅橙色，橙色在视觉上不起作用。再如，在大面积绿色背景上，配以针尖般大小的红色，虽然红绿互补，对比强烈，但是由于面积过分细小，使眼睛难以发现红色的存在。因此，色彩构成时应恰当地调节各色之间在色相、明度、纯度以及面积比例的对比度，充分发挥各色的视觉作用，避免发生色彩同化效应。

色觉守恒

大脑对来自眼睛的视觉信息作出的色觉反映，有时并不完全是客观的，总或多或少地带有主观色彩成分。同一物体在不同光源的照射下，由于光谱成分的变化，客观上应该改变其物理色彩效应，但是人们仍会以生活经验中听积累的色彩记忆来判断它。人们长期以来把阳光照射作为确定物体色彩标准的所谓“固有色”的印象是不可忽视的。色彩学上称这种主观色彩现象为色觉守恒。例如，强光照射下的煤炭和晚间微弱光线照射下的棉花，从光学物理角度上讲，在明度上强光照射下的煤炭的“黑”比弱光照射厂的棉花的“白”要亮的多，然而人们仍会固执地认为煤炭是“黑”的，棉花是“白”的，因为色彩感觉觉常常受到黑色煤炭和白色棉花的生活色彩记忆和联想的支配。由于人们看到的外部世界总是经过主观补正的世界，因此在色彩感知过程中，要把视觉以外的知觉心理因素全部排除，只是看到纯粹色是很困难的。显然，主观色觉守恒对强光照射下的炭黑变成灰色的变化总是“视而不见”。

物体的色觉恒常与光源光谱的成分有关，在太阳光、日光灯照射下，色觉守恒性明显；在霓虹灯、水银灯、钠灯的照射下，由于其光谱成分单纯，故物体色觉恒常性就低一些。其次，色觉恒常性与物体所处的明暗环境有关，明亮环境中色觉恒常性高，黑暗环境中色觉恒常性低。

色觉守恒性虽然具有人类适应自然生存环境的生物意义，但是它不能准确地感觉色彩的物理特征。色彩顾问为看到受测对象色彩变化效果，在分析认识色彩过程中应尽量排除色觉守恒现象的干扰。因此，色彩顾问必须经过严格的色彩训练，不断提高认识色彩和分析色彩的能力，才能把握色彩变化的规律，准确的判断出属于受测者的色彩。

色彩生理理论：色彩的前进与后退感

色彩具有前进、后退感是色彩设计者共同感兴趣的问题。从生理学上讲，人眼晶状体的调节，对于距离的变化是非常精密和灵敏的，但是它总是有一定的限度，对于波长微小的差异就无法正确调节。眼睛在同一距离观察不同波长的色彩时，波长长的暖色如红、橙等色，在视网膜上形成内侧映像；波长短的冷色如蓝、紫等色，则在视网膜上形成外侧映像。因此暖色好像在前进，冷色好像在后退。

色彩的前进、后退感除与波长有关，还与色彩对比的知觉度有关，凡对比度强的色彩具有前进感，对比度弱的色彩具有后退感；膨胀的色彩具有前进感，收缩的色彩具有后退感；明快的色彩具有前进感，暧昧的色彩具有后退感；高纯度之色具有前进感，低纯度之色具有后退感。色彩的前进、后退感形成的距离错视原理，在绘画中常被用来加强画面空间层次，如画面背景或天空退远可选择冷色，色彩对比度也应减弱；为了使前景或主体突出应选择暖色，色彩对比度也应加强。

色彩物理理论：光的知识

我们生活在一个多彩的世界里。白天，在阳光的照耀下，各种色彩争奇斗艳，并随着照射光的改变而变化无穷。但是，每当黄昏，大地上的景物，无论多么鲜艳，都将被夜幕缓缓吞没。在漆黑的夜晚，我们不但看不见物体的颜色，甚至连物体的外形也分辨不清。同样，在暗室里，我们什么色彩也感觉不到。这些事实告诉我们：没有光就没有色，光是人们感知色彩的必要条件，色来源于光。所以说：光是色的源泉，色是光的表现。为了了解色彩产生的原因，必须对光作进一步的了解。

人们对光的本质的认识，最早可以追溯到十七世纪。从牛顿的微粒说到惠更斯的弹性波动说，从麦克斯韦的电磁理论，到爱因斯坦的光量子学说，以至现代的波粒二象性理论。

光按其传播方式和具有反射、干涉、衍射和偏振等性质来看，有波的特征；但许多现象又表明它是有能量的光量子组成的，如放射、吸收等。在这两点的基础上，发展了现代的波粒二象性理论。

光的物理性质由它的波长和能量来决定。波长决定了光的颜色，能量决定了光的强度。光映像到我们的眼睛时，波长不同决定了光的色相不同。波长相同能量不同，则决定了色彩明暗的不同。

在电磁波辐射范围内，只有波长380nm到780nm（1nm=10-6mm）的辐射能引起人们的视感觉，这段光波叫做可见光。如图13-1所示。

图13-1电磁波及可见光波长范围

在这段可见光谱内，不同波长的辐射引起人们的不同色彩感觉。英国科学家牛顿在1666年发现，把太阳光经过三棱镜折射，然后投射到白色屏幕上，会显出一条象彩虹一样美丽的色光带谱，从红开始，依次接临的是橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。

图13-2色散现象

这条依次排列的彩色光带称为光谱。这种被分解过的色光，即使再一次通过三棱镜也不会再分解为其它的色光。我们把光谱中不能再分解的色光叫做单色光。由单色光混合而成的光叫做复色光，自然界的太阳光，白炽灯和日光灯发出的光都是复色光。色散所产生的各种色光的波长如下表所示。

光色波长λ（nm)代表波长

红（Red）780～630700

橙（Orange）630～600620

黄（Yellow）600～570580

绿（Green）570～500550

青（Cyan）500～470500

蓝（Blue）470～420470

紫（Violet）420～380420

物体呈现色彩分为：一是本身会发光的色彩，即光源色，如霓虹灯。另一种为物体本身的固有色彩，不透明物体是表面色，如绿色的柠檬。而透明的物体像彩色玻璃，则是透过色。

色彩物理理论：结构色彩

无论是画家，造型师、还是色彩顾问，在掌握了色彩知识以后，最终要完成的工作，是进行色彩的创造。从实质上说，一切以色彩作为表现手段的创造，都是一种色彩的结构，也就是色彩构成。

调子

调子，是对一种色彩结构的整体印象。色彩的调子主要由以下几个因素决定：

1、明度基调：

色彩的明暗基调是指一个色彩结构的明暗及其明度对比关系的特征。整体的色彩是暗的，还是亮的；是明度对比强烈的，还是对比柔和的，这种明暗关系的特征，将为这个设计的色彩效果的基础。

按照孟谢尔色立的明度色阶表（略），将色彩的明度划成十个等级，即存在10种明暗基调。即：

低长调：暗色调含强明度对比。色彩效果清晰、激烈、不安、有冲击力。

低中调：暗色调含中明度对比。色彩效果沉着、稳重、雄厚、迟钝、深沉。

低短调：暗色调含弱明度对比。色彩效果模糊、沉闷、消极、阴暗、神秘。

中长调：中灰色调含强明度对比。色彩效果力度感强、充实、深刻、敏锐、坚硬。

中间中调：中间灰调含中明度对比。色彩效果饱满、丰富、较含蓄有力。

中短调：中间灰调含弱明度对比。色彩效果有梦一般的朦胧感、模糊、混沌、深奥。

高长调：亮色调含强明度对比。色彩效果亮、清晰、光感强、活泼而具有快速跳动的感觉。

高中调：亮色调含中明度对比。色彩效果柔和、欢快、明朗而又安稳、

高短调：亮色调含弱明度对比。色彩效果极其明亮、辉煌、轻柔而又有不足感。

全长调：暗色和亮色面积相等的强明度对比。色彩效果极其矛盾、生硬、明朗、具有单纯感。

在高调中（亮色调），为了避免色弱感，可以在色彩排列上加强色相的对比节奏，这样可以增强高调色的色彩力度。

低调色（暗色调），有一种重量感和物质感，在处理低色调时，加强冷暖对比可以增强低色调的生动感。

2、颜色基调：

主要体现色彩结构在色相纯度上的整体印象，一个整体色彩。它是倾向暖色还是冷色，是偏橙红还是偏粉红，是鲜艳的饱和色还是含灰的色，这个基本的印象无疑是对整个色彩所要表现的情绪和美感有极大的影响。

在许多情况下，颜色基调又是以强调对比关系结构而成的。不同的效果，如强冷暖对比和弱冷暖对比，前者表达的是强烈的冲动、热情欢快、极其悦目的效果；后者很可能是情感内向、柔和适目的效果。一般说来，强对比的基调总是比较激烈的，弱对比总是含蓄、柔和的。因此，都要根据最终所要达到的目的，首先应对颜色的整体基调予以考虑。

3、色彩的节奏：

节奏所产生的调性同样可以表达各种美感及情感。它可以是动的，也可以是静的；可以是严肃的，也可以是生动的；它既能倾诉悲伤，也可以歌颂欢乐。

（1）渐变节奏：

渐变的节奏能够产生由弱到强、由强到弱的缓慢、平滑的变化，容易产生统一的动势和起伏柔和的优美姿态，无疑能够在色彩结构中产生调和性特征。

（2）反复节奏：

用色彩结构中同一种要素或同几种要素的变化与对比组成一种变化形式，将这一变化形式在画面上反复出现，就能构成丰富而有秩序的视觉效果，形成此起彼伏的优美节奏。

（3）无调性节奏：

自由变化的节奏往往动感强，富有表情、激动、丰富、有生气，但组织不当容易杂乱无章。

色彩心理理论：色彩的表情

无论是有彩色还是无彩色，都有自己的表情特征，每一种色相当它的纯度和明度发生变化，或者处于不同的颜色搭配关系时，颜色的表情也就随之改变了。因此要想说出各种颜色的表情特征，就像要说出世界上每个人的性格特征一样困难，然而对于典型的性格，我们还是可以作出一些描述。

红色

红色是热烈、冲动、强有力的色彩，它能使肌肉的机能和血液循环加快。由于红色容易引起注意，所以在各种媒体中也被广泛的利用，除了具有较佳的明视效果之外，更被用来传达有活力，积极，热诚，温暖，前进等涵义的企业形象与精神，另外红色也常用来作为警告，危险，禁止，防火等标示用色，人们在一些场合或物品上，看到红色标示时，常不必仔细看内容，及能了解警告危险之意，在工业安全用色中，红色即是警告，危险，禁止，防火的指定色。

大红色一般用来醒目，如红旗、万绿丛中一点红；浅红色一般较为温柔、幼嫩，如：新房的布置、孩童的衣饰等；深红色一般可以作衬托，有比较深沉热烈的感觉。

红色与浅黄色最为匹配，大红色与绿色、橙色、蓝色（尤其是深一点的蓝色）相斥，与奶黄色、灰色为中性搭配。

橙色

橙色是欢快活泼的光辉色彩，是暖色系中最温暖的色，它使人联想到金色的秋天，丰硕的果实，是一种富足、快乐而幸福的颜色。橙色稍稍混入黑色或白色，会变成一种稳重、含蓄又明快的暖色，但混入较多的黑色，就成为一种烧焦的色；橙色中加入较多的白色会带来一种甜腻的感觉。

橙色明视度高，在工业安全用色中，橙色即是警戒色，如火车头，登山服装，背包，救生衣等，橙色一般可作为喜庆的颜色，同时也可作富贵色，如皇宫里的许多装饰。橙色可作餐厅的布置色，据说在餐厅里多用橙色可以增加食欲。

橙色与浅绿色和浅蓝色相配，可以构成最响亮、最欢乐的色彩。橙色与淡黄色相配有一种很舒服的过渡感。橙色一般不能与紫色或深蓝色相配，这将给人一种不干净、晦涩的感觉。由于橙色非常明亮刺眼，有时会使人有负面低俗的意象，这种状况尤其容易发生在服饰的运用上，所以在运用橙色时，要注意选择搭配的色彩和表现方式，才能把橙色明亮活泼具有口感的特性发挥出来。

黄色

黄色的灿烂、辉煌，有着太阳般的光辉，象征着照亮黑暗的智慧之光。黄色有着金色的光芒，有象征着财富和权利，它是骄傲的色彩。在工业用色上，黄色常用来警告危险或提醒注意，如交通标志上的黄灯，工程用的大型机器，学生用雨衣，雨鞋等，都使用黄色。黄色在黑色和紫色的衬托下可以达到力量的无限扩大，淡淡的粉红色也可以像少女一样将黄色这骄傲的王子征服。黄色与绿色相配，显得很有朝气，有活力；黄色与蓝色相配，显得美丽、清新；淡黄色与深黄色相配显得最为高雅。

淡黄色几乎能与所有的颜色相配，但如果要醒目，不能放在其它的浅色上，尤其是白色，因为它将是你什么也看不见。深黄色一般不能与深红色及深紫色相配，也不适合与黑色相配，因为它会使人感到晦涩和垃圾箱的感觉。

绿色

在商业设计中，绿色所传达的清爽，理想，希望，生长的意象，符合了服务业，卫生保健业的诉求，在工厂中为了避免操作时眼睛疲劳，许多工作的机械也是采用绿色，一般的医疗机构场所，也常采用绿色来作空间色彩规划即标示医疗用品。

鲜艳的绿色是一种非常美丽、优雅的颜色，它生机勃勃，象征着生命。绿色宽容、大度，几乎能容纳所有的颜色。绿色的用途极为广阔，无论是童年、青年、中年、还是老年，使用绿色决不失其活泼、大方。在各种绘画、装饰中都离不开绿色，绿色还可以作为一种休闲的颜色。

绿色中渗入黄色为黄绿色，它单纯、年轻；绿色中渗入蓝色为蓝绿色，它清秀、豁达。含灰的绿色，仍是一种宁静、平和的色彩，就像暮色中的森林或晨雾中的田野。深绿色和浅绿色相配有一种和谐、安宁的感觉；绿色与白色相配，显得很年轻；浅绿色与黑色相配，显得美丽、大方。绿色与浅红色相配，象征着春天的到来。但深绿色一般不与深红色及紫红色相配，那样会有杂乱、不洁之感。

蓝色

蓝色是博大的色彩，天空和大海这辽阔的景色都呈蔚蓝色。蓝色是永恒的象征，它是最冷的色彩。纯净的蓝色表现出一种美丽、文静、理智、安祥与洁净。

由于蓝色沉稳的特性，具有理智，准确的意象，在商业设计中，强调科技，效率的商品或企业形象，大多选用蓝色当标准色，企业色，如电脑，汽车，影印机，摄影器材等等，另外蓝色也代表忧郁，这是受了西方文化的影响，这个意象也运用在文学作品或感性诉求的商业设计中。

蓝色的用途很广，蓝色可以安定情绪，天蓝色可用作医院、卫生设备的装饰，或者夏日的衣饰、窗帘等。在一般的绘画及各类饰品也决离不开蓝色。

不同的蓝色与白色相配，表现出明朗、清爽与洁净；蓝色与黄色相配，对比度大，较为明快；大块的蓝色一般不与绿色相配，它们只能互相渗入，变成蓝绿色、湖蓝色或青色，这也是令人陶醉的颜色；浅绿色与黑色相配，显得庄重、老成、有修养。深蓝色不能与深红色、紫红色、深棕色与黑色相配，因为这样既无对比度，也无明快度，只有一种赃兮兮、乱糟糟的感觉。

紫色

由于具有强烈的女性化性格，在商业设计用色中，紫色也受到相当的限制，除了和女性有关的商品或企业形象之外，其他类的设计不常采用为主色。

紫色是波长最短的可见光波。紫色是非知觉的色，它美丽而又神秘，给人深刻的印象，它既富有威胁性，又富有鼓舞性。紫色是象征虔诚的色相，当光明与理解照亮了蒙昧的虔诚之色时，优美可爱的晕色就会使人心醉！

用紫色表现孤独与献身，用紫红色表现神圣的爱与精神的统辖领域，这就是紫色带来的表现价值。

紫色处于冷暖之间游离不定的状态，加上它的低明度性质，构成了这一色彩心理上的消极感。与黄色不同，紫色不能容纳许多色彩，但它可以容纳许多淡化的层次，一个暗的纯紫色只要加入少量的白色，就会成为一种十分优美、柔和的色彩。随着白色的不断加入，产生出许多层次的淡紫色，而每一层次的淡紫色，都显得那样柔美、动人。

褐色

褐色通常用来表现原始材料的质感，如麻，木材，竹片，软木等，或用来传达某些饮品原料的色泽即味感，如咖啡，茶，麦类等，或强调格调古典优雅的企业或商品形象。

白色

白色具有高级，科技的意象，通常需和其他色彩搭配使用，纯白色会带给别人寒冷，严峻的感觉，所以在使用白色时，都会掺一些其他的色彩，如象牙白，米白，乳白，苹果白，在生活用品，服饰用色上，白色是永远流行的主要色，可以和任何颜色作搭配。

黑色

黑色具有高贵，稳重，科技的意象，许多科技产品的用色，如电视，跑车，摄影机，音响，仪器的色彩，大多采用黑色，在其他方面，黑色的庄严的意象，也常用在一些特殊场合的空间设计，生活用品和服饰设计大多利用黑色来塑造高贵的形象，也是一种永远流行的主要颜色，适合和许多色彩作搭配。

灰色

灰色具有柔和，高雅的意象，而且属于中间性格，男女皆能接受，所以灰色也是永远流行的主要颜色，在许多的高科技产品，尤其是和金属材料有关的，几乎都采用灰色来传达高级，科技的形象，使用灰色时，大多利用不同的层次变化组合或他配其他色彩，才不会过单一，沉闷，而有呆板，僵硬的感觉。

黑色与白色是对色彩的最后抽象，代表色彩世界的阴极和阳极。太极图案就是以黑、白两色的循环形式来表现宇宙永恒的运动的。黑色意味着空无，像太阳的毁灭，像永恒的沉默，没有未来，失去希望。而白色的沉默是有无穷的可能。黑白两色是极端对立的色，它们又总是以对方的存在显示自身的力量。它们似乎是整个色彩世界的主宰。

在色彩体系中灰色恐怕是最被动的色彩了，它是彻底的中性色，依靠邻近的色彩获得生命。灰色意味着一切色彩对比的消失，是视觉最安稳的休息点。然而，人眼不能长久地、无限地注视着灰色，因为无休止的休息意味着死亡。

黑、白、灰在色彩配色中占有相当主要的地位，它们活跃在各种配色中，最大限度地改变对方的明度、亮度与色相，产生出多层次、多品种的优美色彩，因此它们是决不可忽视的无彩色。

色彩心理理论：色彩与听觉、嗅觉、味觉

人的感觉器官是互相联系、互相作用的整体，任何一种感觉器官受到刺激以后，都会诱发其他感觉系统的反应，这种伴随性感觉在心理学上又称为“共感觉”或“通感”。

听觉：

神经医学家萨克斯曾描述过一个完全色盲的病例，这个罕见的病却不幸地降临在一位抽象画家艾先生身上。他于一次车祸意外之后完全丧失辨识色彩的能力，从此陷入一个灰色的铅铸的世界：他那只棕色的狗变成暗灰色，蕃茄汁是黑色，彩色电视机成了一堆乱糟糟的东西。然而更奇怪的是，在丧失感受色彩的能力的同时，他也丧失感受音乐的能力。他原本是一位对色彩与音乐有极强连带感觉（伴生现象）的画家，他可以将“不同的音调立刻转换成不同的色彩，在听到音乐的同时，似乎也同时看到内心各种翻腾的色彩；如今他已没有音乐－视觉影像……音乐不再完整，因为可以与它互补的色调已经不见了，音乐变得贫乏至极。”

艾先生的眼睛不仅丧失了看的能力，也丧失了听的能力。艾先生的例子反向地证实了视觉与听觉的强烈紧密联系的存在，它也说明了眼睛不仅仅具有观看的能力，也具有倾听的能力。艾先生并不是具有视觉与听觉的“共感觉”（synesthesia）的唯一一人，许多艺术家（波特莱尔、乔艾斯、吴尔芙）都具有这个被俄国小说家纳博可夫称之为“彩色听觉”的能力。在音乐领域里，最知名的就是俄国作曲家，史克里雅宾（A。Scriabin，1872－1915）。他试图将这些色彩与音调的共生感觉谱进他的第五交响曲，一个“音乐与色彩水乳交融的构想”。他并精确地罗列了曲调、每秒震动次数和色彩的对应表：

C调256次红色

升C调277次紫色

D调298次黄色

升D调319次森林的钢铁之光

E调341次珍珠白和月光的闪烁

F调362次暗红色

升F调383次水蓝色

G调405次偏玫瑰红的橙色

A调447次绿色

B调490次珍珠蓝

这首交响曲在演出时，“除了安排完整的交响乐团之外，还需要用到一架钢琴、合唱团，和一部能将色彩投射到布幕的色光风琴。”可惜首演时，这部色光风琴的装置被人以“不切实际”的理由删除了。

然而这个对应表后来得到抽象绘画的创始人——康丁斯基（W。Kandiski，1866－1944）的青睐，并引为其绘画理论的根据，还指出我们不仅能从音乐中“听见”颜色，并且也能从色彩中“看到”声音：黄色具有一种特殊能力，可以愈“升”愈高，达到眼睛和精神所无法忍受的高度，如同愈吹愈高的小喇叭会变得愈来愈“尖锐”，刺痛耳朵和精神。蓝色具有完全相反的能力，会“降到”无限深，以其雄伟的低音而发出横笛（浅蓝色时）、大提琴（降得更低时）、低音提琴的音色；而在手风琴的深度里，你会“看到”蓝色的深度。绿色非常平衡，相对于小提琴中段和渐细的音色。而红色（朱砂色）运用技巧时，可以给予强烈鼓声的印象。通感并不只发生于视觉与听觉之间，还发生于嗅觉、触觉甚至味觉之间。

味觉：

饮食文化讲究色香味俱全，其中色彩排在首位，色彩可以促进人们的食欲，有色彩变化搭配的食物容易增进食欲，而单调或者杂乱无章的色彩搭配则使人倒足了胃口。不同彩色光源的照射也会对食品色彩产生很大的影响，从而引起人们不同的食欲反映，农贸市场中许多出售肉食的摊位用红色玻璃纸包裹灯泡用红色灯光照射食物，就是为了使肉食看上去更加新鲜，引起人的食欲。

嗅觉：

色彩与嗅觉的关系大致与味觉相同，也是由生活联想而得。从花色联想到花香，根据试验心理学的报告：通常红、黄、橙等的暖色系容易使人感到有香味，偏冷的浊色系容易使人感到有腐败的臭味。深褐色容易联想到烧焦了的食物，感到有蛋白质烤焦的臭味。

色彩物理理论：色彩混合

原色理论

三原色，所谓三原色，就是指这三种色中的任意一色都不能由另外两种原色混合产生，而其他色可由这三色按照一定的比例混合出来，色彩学上将这三个独立的色称为三原色。

混色理论

色彩的混合分为加法混合和减法混合，色彩还可以在进入视觉之后才发生混合，称为中性混合。

（一）加法混合

加法混合是指色光的混合，两种以上的光混合在一起，光亮度会提高，混合色的光的总亮度等于相混各色光亮度之和。色光混合中，三原色是朱红、翠绿、蓝紫。这三色光是不能用其它别的色光相混而产生的。而：

朱红光＋翠绿光＝黄色光

翠绿光＋蓝紫光＝蓝色光