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-1-色彩设计基础第一章绪论一、色彩的意义形成人们审美观的主要途径色彩既是一种感受，又是一种信息色彩美已经成为人们物质和精神上的一种享受二、颜色感觉的形成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。第二章色彩的形成原理第一节色彩现象的心理性质不同波长的光作用与人的视觉器官以后，大脑必然导致对不同的色彩产生某种情感活动，不同的色彩会影响人们的情绪、性情和行动，这是色彩的心理性质。几种常用色彩的情感功能红色：兴奋、激动、欢乐、危险、紧张、恐怖等橙色：渴望、健康、跃动、成熟、向上、等黄色：光明、轻快、丰硕、温暖、轻薄、颓废等绿色：生命、青春、成长、安静、满足等蓝色：深远、纯洁、冷静、沉静、悲痛、压抑等紫色：庄严、幽静、伤痛、神秘等黑色：深沉、庄严、阴森、沉默、凄凉等白色：纯洁、朴素、轻盈、单薄、哀伤等灰色：平淡、沉闷、寂寞、含蓄、高雅、安适等1．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。由于红色是可见光波最长的波长这一特性，所以它及易引起注意，它常传达有活力，积极，热诚，温暖的表情，对于人的心理产生巨大的鼓舞作用。纯色的心理特性：热情、活泼、引入注目，热闹、、革命，同时也给人以恐怖的心理。2．橙色橙色的刺激作用虽然没有红色大，但它的视认性注目性也很高，即有红色的热情又有黄色的光明，活泼的性格，是人们普遍喜爱的色彩。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。3．黄色黄色是最为光亮的色彩，在有彩色的纯色中明度最高，给人以光明、迅速、活泼、轻快的感觉。它的明视度很高，注目性高，比较温和。4．绿色-2-绿色为植物的色彩，明视度不高，刺激性不大，对生理作用和心理作用都极为温和，因此入对绿色的嗜好范围很大，给人以宁静、休息、安静等。5．蓝色蓝色是博大、深远的色彩。蓝色的注目性和视认性都不太高，但在自然界如天空、海洋均为蓝色，所占面积相当大，蓝色给人冷静、智慧、深远的感觉。纯色的心理特性：天空、水面、太空、寒冷、遥远、无限、永恒、透明、沉静、理智，高深、冷酷、沉思、简朴、忧郁。6．紫色紫色因与夜空、阴影相联系，所以富有神秘感。紫色易引起心理上的忧郁和不安，但紫色又给人以高贵、庄严之感，所以女性对紫色的嗜好性很高。纯色的心理特性：朝霞、紫云、优美、忧雅、高贵、娇媚，温柔、昂贵、自傲、虚幻、魅力、虔诚。纯色加白(明清色)：给人以女性化、清雅、含蓄、清秀、娇气、羞涩的心理感觉。7．灰色是彻底的中性色，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。所以给人以平淡、沉闷、寂寞之感。灰色的视认性、注目性都很低。又给人以高雅、含蓄的印象。8．白色/黑色白色为不含纯度的色，除因明度高而感觉冷外基本为中性色，明视度及注目性都相当高。白色的心理特性：洁白、明快、清白、纯粹、真理、神圣、正义感等黑色在心理上是一个很特殊的色，它本身无刺激性，但是与其它色配合能增加刺激，黑色是消极色．所以单独时嗜好率低，可是与其它色彩配合均能取得很好的效果。黑色的心理特性：黑夜、深沉、庄严、阴森、沉默、凄凉、严肃、死亡、恐怖等第二节色彩现象的物理性质色彩是我们日常生活中最熟悉、最亲近的一种生活中的喜、怒、哀、乐。直到17世纪中叶牛顿进行了一系列科学实验，人们才将色彩界定于“实验的”科学理论范畴，色彩和光产生了关系。一、光的性质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。───┬─────────┬─┬───┬───┬──┬─────红外线│红│橙│黄│绿│青蓝│紫│紫外光─────┼───────┴─┴─┴─────┴──┴──┼─────不可见光谱┤←────可见光谱─────→├不可见光谱在这段可见光谱内，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。在可见光中：红光波长最长，紫光最短，黄光适中。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。光与色的关系-3-色彩现象是一种视觉的现象，产生视觉的主要条件是光线，物体是受到光线的照射，才产生形与色彩。眼睛所以能看见色彩，是因为有光线的作用，才得以看清四周的景物。所以，色彩是光线产生的现象，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。光是人们感觉所有物体形态和颜色的唯一物质色是由物体的化学结构所决定的一种光学特性，是光作用于人眼引起除形象以外的视觉特性。第三节色彩现象的生理性质光还必须作用与人的健康的视觉器官——眼睛。色光（包括光源或物体反射光）射向我们的健康的眼睛并通过视觉神经传到支配大脑的视觉中枢，才能使人产生色彩的感觉。这就是色彩现象的生理性质。一、眼睛的光学系统人之所以能够感知到光线并产生形状与色彩的反应，是因为眼睛的视觉作用，才产生的。人眼的构造和照相机的构造一样，分为眼帘（镜头盖）、虹膜、瞳孔（光圈）、角膜、晶状体（透镜）、视网膜（底片）、视觉神经细胞底层（包括锥体、杆体细胞，即等于底片上的感光药膜）等，只要具有正常视觉功能的眼睛，光线一旦进入后，瞳孔就发挥对光量的控制作用，使形象经过角膜的水晶体和玻璃体到达视网膜上，便产生形状和色彩。二、视觉的两重功能眼睛是一种视觉装置，它不但能对物体感应，也能对某些波长作迅速的响应，眼球内主要含有锥体及杆杆二类感光细胞。其中锥体细胞是感觉动作并对明暗之间的差别特别敏感，当亮度减弱时，杆体细胞便会发挥功能，但看不见色彩。而在较亮的情况下，视网膜中的三种锥体细胞始对长、中，短三种光域产生不同的视觉反应，便能让我们看见光谱中的红、绿、蓝三个主要色域来形成色彩。明视觉：锥细胞，能分辨物体的细节和颜色。暗视觉：杆细胞，只能分辨出物体的形状、明暗。视网膜中有三种锥体细胞能分别由红、绿、蓝三种色光的刺激引起兴奋。三种锥体不同的兴奋量在大脑皮质中综合，便有如颜料的调配一般，产生各种各样的色彩感觉。三、颜色视觉颜色视觉的生理结构特征，引起了一些特殊的色彩视觉现象。1、颜色对比（同时对比与连续对比）所谓同时对比，就是同时看到两种颜色所产生的对比现象。当两种或两种以上颜色同时并放在一起，双方都会把对方推向自己的补色。如：红和绿放在一起，红的更红，绿的更绿；黑和白方在一起，黑的更黑，白的更白，这种现象属于色彩的同时对比。连续对比是先看某种颜色，然后又看到第二种颜色时所产生的对比现象。连续对比现象与同时对比现象都是视觉生理条件的作用所造成的，它们出于一个原因，但发生在不同的时间条件。同时对比主要指的是同一时间下颜色的对比效果，连续对比指的是不同时间的条件下，或者说在时间运动的过程中，不同颜色刺激之间的对比。如：当我们长久的注视一块红颜色之后，看到周围的东西发绿；当我们在暖色光的环境适应后，突然来到正常光线下，会觉得颜色发冷。2、颜色适应：人眼在颜色刺激作用下所造成的颜色视觉变化。在日常生活中，我们经常可以碰到这样的现象。当你从亮处走进暗室时(如迟到闯入电影院)，开始什么也看不清，经过相当长时间后，又逐步开始恢复清晰的视觉，这种现象叫做暗适应；反之，当我们从暗处走向亮处时(如电影院散场以后走出门外)，在最初的一瞬间也会感到耀眼发眩，什么都看不清，但经过几秒钟后，视觉又恢复正常，这种现象叫明适应。眼睛在暗适应过程中，瞳孔直径扩大，使进眼球的光线增加10-20倍，视网膜上的视杆细胞的感受性迅速兴奋，视敏度不断提高，从而获得清晰的视觉，完成视觉暗适应的过程大约需要40分钟。明适应是视网膜在光刺激由弱到强的过程中，视锥细胞和视杆细胞的功能需要迅速转换，适应时间比暗适应短得多，大约只需要1分钟。明适应受到较强光线的连续作用，引起视网膜对光刺激的敏感度下降。-4-暗适应从光亮的环境转到黑暗处，在黑暗中视觉的感受逐步递增的过程。四、颜色视觉理论1、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，分别对可见光谱中的红、绿、蓝最敏感。如当一种神经纤维处于兴奋状态，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，则产生红色觉；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。三色学说的优缺点优点：a、能充分说明混色现象，为现代色度学奠定了理论基础；b、在颜色测量和数值计算时，与试验理论符合；c、现代的彩色印刷复制、摄影、照相分色、彩色电视都是建立在该基础上的。缺点：不能满意地解释色盲现象。2、赫林的对立颜色学说德国物理学家赫林的对立颜色学说也叫做四色学说。1878年赫林观察到存在R、G、B、Y四种心理原色，并且颜色现象总是以红—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。特点：很好地解释颜色视觉的一些生理和心理现象，如红绿色盲、黄蓝色盲；没有办法解释三原色能产生一切颜色的现象。3、阶段学说扬·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。阶段学说：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