色彩学第3章颜色显色系统表示法

1、第三章 颜色显色系统表示法颜色的显色系统Color appearance system是在荟集各种实际色彩的基础上，根据色彩的外貌，按直观颜色视觉的心理感受，将色进行有系统、有规律的归纳和排列；并给各色样以相应的文字和数字标记，以及固定的 空 间 位 置 ， 做 到 “ 对 号 入 座 ” 的 方 法 。 例如：孟塞尔表色系统、德国DIN表色系统、美国光学委员会表色系统、瑞典自然色系统、奥斯瓦尔德表色系统、日本的彩度顺序表色系统。颜色的混色系统是基于三原色光（红、绿、蓝）能够混合匹配出各种不同的色彩所归纳的系统。 例如：CIE系统、密度计测色法。 1. 颜色的心理三属性 2. 颜色感觉空间几何

2、模型 3. 孟塞尔系统 4. 自然颜色系统本章主要内容 第一节 颜色的心理三属性1. 色相色相(Hue H)n色相的意义色相的意义 n色相的表示法色相的表示法 n人眼对色相的辨别力人眼对色相的辨别力 n 有彩色就是包含了彩调，即红、绿、蓝等几个色族，这些色族便叫色相。最初的基本色相为：红、橙、黄、绿、蓝、紫。在各色中间加插一两个中间色，其头尾色相，按光谱顺序为：红、橙红、黄橙、黄、黄绿、绿、绿蓝、蓝绿、蓝、蓝紫，紫，红紫、红和紫中再加个中间色，可制出十二基本色相。n一色相的意义n1 从光的物理刺激角度认识n 是指不同波长的光或某些不同波长的光混合后，所呈现的不同色彩表像。n 从人的颜色视觉生理

3、角度认识n 是指人眼的三种感色细胞受不同刺激后引起的不同颜色感觉。n2 定义n色相指颜色的外观相貌n色相表明不同波长的光刺激所引起的不同颜色心理上的重要特征。n3 决定因素n色相决定于刺激人眼的光谱成分n对于单色光可以由其光的波长来确定色相n对于混合光组成的色彩，则以组成混合光各种波长光量的比例来确定色相n二色相的表示法n利用反射率光谱曲线表示n注意：用反射率光谱中各种波长的光能够给人产生相同的视觉效果，但并不能说明光谱成分一定相同。 n三人眼对色相的辨别力n1 正常色觉者在最好的观视条件下，大约能分辨180种色相。n光谱色相150种，谱外色一品红色系30种n2人眼对494nm左右的青绿色光及

4、波长为585nm左右的橙黄色光最敏感。波长每差1nm就能分辨。n 对于480550nm光谱段的绿光，则需34nm的变化n 对655nm780nm红光和380430nm的紫光区，人眼几乎无法区分它们颜色上的区别 伊登十二色相環 颜色引起视觉相对明暗的特性2. 明度明度(L)n一是指颜色本身的明度。在约翰内斯伊顿所设计的十二色相环中，我们就会发现，黄颜色的明度最高，而紫颜色明度最低，其它各色基本上是处于灰与深灰之间，属中间明度。n明度的另一层内容是指同一色相的颜色也具有不同的明度，如红颜色中桔红、朱红要比深红、玫瑰红从明度上要亮，而大红、土红则在明度上介乎中间值。n明度还有一层内容，是指某种颜色由

5、于光照的强弱变化而产生的不同明暗变化。n从人们的感觉上来说，画面上色彩明度高，易形成淡雅、明亮的格调，有轻松、明快等特点。如果画面中色彩明度偏低，就会给人一种沉稳、凝重甚至压抑的感觉。n一种色彩在与其它色调和时，其明度由于受调入色的影响而发生明度上的变化。如大红颜色和淡黄调和，就会变成桔红色，明度就会提高；如果和群青色调和，其明度自然会降低。n色彩的明度变化，产生出浓淡差别，这是绘画中用色彩塑造形体，表现空间和体积的重要因素。初学者往往容易将色彩的明度与纯度混淆起来，一说要使画面响亮些，就赶快调粉加白，结果明度是提高了，色彩纯度却降低了，这就是色彩认识的片面性所致。n明度是表示颜色深浅明暗的特

6、征量简写Vn一明度的意义n1 色彩的明度就是人眼所感受到的色彩的明暗程度n2 分为同色相明度与异色相明度n同色相明度：越接近的白色明度越大，越接近黑色则明度越小n异色相明度：不同色相的颜色都有自己的明度特征。n光谱七色从明到暗：黄，橙，绿青，红，蓝，紫n3 明度取决于人眼所感受的辐射光通量的大小和人眼的光谱光效率函数共同决定。n一般，彩色物体表面的光反射率高，它的明度亦就高。 n二明度的表示法n1 明度可用光谱反射曲线表示n曲线的反射率高低可理解为不同的明度n2 印刷分色版的明暗阶调变化，是用密度梯尺来衡量的n0级表示无网点空白，10级表示全部着墨或称为“实地” n三人眼对明度的辨别力n1 人

7、眼能够分辨明暗层次的数目约在人眼辨别明度差别的灵敏度会减弱只有在亮度适中的场合，人眼的明度分辨能才处于最佳状态n2彩色印刷品表现画面中各色明度大小主要是通过不同面积的网点来实现的。 颜色引起视觉相对浓淡的特性3、 饱和度(S)n饱和度的意义 n饱和度的表示法 n人眼对色彩饱和度的分辨力 n一种色相彩调，也有强弱之分。拿正红来说，有鲜艳无杂质的纯红，有涩而像干残的“凋玫瑰”，也有较淡薄的粉红。n它们的色相都相同，但强弱不一，一般称为（SauralOn）或色品。饱和度常用高低来指述，饱和度越高，色越纯，越艳；饱和度越低，色越涩，越浊。纯色是饱和度最高的一级。n饱 和 度 又 称 为 “ 彩度”“纯

8、度”或“鲜艳度”是指色彩的纯度。n一饱和度的意义n1饱和度是指颜色的鲜艳程度，也是彩色与同明度无彩色判别的程度。n2光谱色是最纯净，最鲜艳的颜色，光谱色彩度最大。n消色饱和度为零，它们只有明度特征，没有色彩倾向。彩度是这样分级的：按纯度的亮度，寻找其对应的灰调，分九等份（依感觉），逐一加入纯色中，同时逐一扣去纯色的一份。于是便得到纯色的八个连续的彩度。5 S是扣去49纯色加入了 49的灰量；ISG是扣去 89纯度，加入了 89纯色，加入了 89灰量。通俗的分法，与九级彩度相对应。用高、略高、中、略低、低五级来标示。n3 物体的饱和度取决于该物体表面反射光谱辐射的选择性。n物体对光谱某一较窄波段

9、的反射率高。而对其他波段的反射率很低，或没有反射，则表明它有很高的光谱选择性，这一颜色的饱和度就高。n4 如果向饱和度大的颜色中加入消色成分，就会使该色彩度（饱和度）变小。n二饱和度的表示法n1 饱和度的一般表示方法是以颜色中含彩色（或单色光）成分的比例数来表示，也就是说：颜色饱和度大小取决于颜色中所含彩色成分与消色成分的比例关系n2 饱和度可用光谱反射曲线表示n曲线反射峰的宽窄可以理解为色彩饱和度的高低。 n三人眼对色彩饱和度的分辨力。三人眼对色彩饱和度的分辨力。n1 人眼对彩度的分辨能力在光谱两端最为灵敏，当白光中加入0.1%红光或紫光时人眼就能辨别。n在570nm处的黄光区，人眼的分辨能

10、力最差，需在白光中加入2%的黄光，人眼才能区分出饱和度的变化。n例：在白纸上印黄色图文比其它颜色更难以辩认。n原因：一方面黄色的明度与白纸交接近，二者明度差别小，颜色对比不强烈，另一方面是基于人眼对黄色的饱和度分辨能力最差这一原因。 n2人眼对黄色的分辨级数最少，只有4级可分辨级数最多的是红色，可达25级。n3 能够影响人眼分辨颜色饱和度的客观因素是彩色物体表面的光滑度，彩色物体的反射光分为两部分；一部分是经选择性吸收后折射出的色光，另一部分是表面反射的白光。 4. 4. 颜色三属性的关系n色相与明度关系 n色相与饱和度的关系 n明度与饱和度的关系 n色相的差别归因于光波的波长不同，波长的不同

11、使人们看到不同的颜色。n明度表现了颜色的深浅，它是人们借以区别一种浅色和一种深色的特性。n饱和度表现了颜色的鲜艳程度，它是我们借以区别强弱两种颜色的特性。n一色相与明度关系n1 同一色相的明度大小决定于所含黑白成分的比例。n2 不同色相的明度决定于人眼三种感色细胞所受刺激量的总和。n3 复色光一般此单色光的明度大。n4 光谱中各色根据光反射率的大小及三种感色细胞对相应色光的敏感性共同决定其明度大小。n常见色相的明度大小顺序：白，黄，橙，绿，青，红，蓝，紫，黑。n二色相与饱和度的关系n颜色的饱和度决定于人眼中三种感色细胞所受的最强和最弱刺激量的相对值。n实验证明：在光谱中，红色，蓝色和紫色饱和度

12、大，而黄色的饱和度则很小，青，绿色饱和度居中。 n三明度与饱和度的关系n1明度的改变都要引起饱和度的改变，只有在明度适中时，饱和度才能有最大值，而明度增大或减小时，都有会使饱和度降低。n2明度不同时，饱和度可以相同，而明度相同时，也可以获得各种相同色相，而有不同饱和度的一系列颜色。 5. 5. 彩度 彩度在国家标准颜色术语中定义为：“用距离等明度无彩点的视知觉特性来表示物体表面颜色的浓淡，并给予分度。颜色的三属性之一。”彩度与饱和度的区分：（1）都是描述彩色离开同明度中性灰色的程度的色彩感觉属性，内涵是等价的。在同一表色系统中，只能用一个。（2）在一个表色系统中用哪个，往往与该学科的传统习惯和

13、研究方法有关。如：印刷图像学科及油墨色彩评价研究中多用“饱和度”，而孟塞尔表色系统中用彩度。我国的颜色标准中也规定的是彩度。（3）表示方法上，饱和度与彩度都是相对的主观心理量。但是，饱和度常用色彩（如印刷油墨）中纯色成分含量（相对无彩色中性灰色）的百分比表示。而彩度一般表示方法是色彩中纯色成分的主观相对量，而不考虑无彩色中性灰色的多少。如，孟塞尔系统中规定彩度用2，4，618，20等相对数值来表示。当然，彩度也可用百分比来描述，这时可以把它称为“含彩量”或“含灰量”。（4）从色彩的光谱反射曲线来分析，如果光谱曲线在某一较窄波段的色光反射率很高，则其选择性吸收程度就高，相对来说，其饱和度就高；但

14、是很窄的光谱反射率波段，意味着其明度值较低，在明度值较低的情况下，不可能有高彩度的色彩。因此，在等饱和度的色彩中，彩度往往随明度的增加而有所增加。（5）实验研究结果表明：只有对于同明度及同色相的色彩而言，其饱和度与彩度的目视知觉等间隔分级才是相等的。 第二节第二节 颜色感觉空间几何模型颜色感觉空间几何模型用颜色的心理属性描述颜色的体系称为颜色感受空间几何模型。由于所选用的心理属性不同而有不同的几何模型：（1）HLS心理三属性模型，例如孟塞尔(Munsell) HV/C系统;（2）R-G . Y-B 和W-Bk 感觉对立模型，例如自然颜色系统（NCS）。 第三节 孟塞尔系统孟塞尔色相是以R、Y、

15、G、B、P五色为基础, 加上它们的中间色相 RP、PB、BG、GY、YR形成十个主要色相, 再将十个色相各自十等分, 总计形成一百个刻度的色相环, 叫做国国际照明委员会色际照明委员会色系系。1. 孟塞尔色相孟塞尔色相(Hue,记为记为H)以色立体的中央轴代表无彩色（消色）轴，并按等明度差从0-10共分11个等级，在0（黑体）和10（完全漫反射体）之间加入等明度渐变的9个灰色，用N0、N1、N2等表示。对于彩色，用与其等明度的灰色明度表示其明度，记为 V1/、 V2/、 V3/ 等 。 2. 孟塞尔明度孟塞尔明度(Value, 记为记为V)3. 孟塞尔彩度孟塞尔彩度(Chroma,记为记为C)彩度表示颜色离开相同明度值灰色的程度。从0-20之间，按等视觉原则划分，用2，4，6等表示。孟塞尔系统表色法（HV/C表色法）：1 0 Y 8 / 1 2 中性色表示方法： N 5 /或 N503黑色 47灰色 810白色明度色相彩度彩色表示方法： 第四节第四节 自然颜色系统自然颜色系统 自然颜色系统(NCS)是以颜色视觉对立学说为基础,用待测颜色与红(R)、绿 (G)、黄(Y)、蓝(B)、黑(S)、白(W)六个心理对立原色的相似度来表示该颜色