第二节 色彩体系（color system）一、色彩的三种知觉属性（the three perceptual attributes of color）“色彩视觉有三种特性，每种特性即可以从客观刺激方面来定量，也可以从观察者的感觉方面来描述。
表示色彩视觉的第一个特性的心理物理学概念是光的波长（wavelength），与之相对应的心理学概念是色调（hue）。
表示光强度的心理物理学概念是亮度（luminosity），与亮度相对应的心理学概念是明度（brightness）。
色彩视觉的第三个特性心理物理学概念是色彩的纯度（purity），其对应的心理学概念是饱和度（saturation）。
” [13]所以，在有色彩体系中，任何色彩都有三种属性，它们分别是明度、色相和纯度。
反过来说，一种色彩只要具备上述三种属性，都可以归为有色彩范畴。
黑、白、灰，这些无色彩只有明度这一属性，缺少色相和纯度。
（一）色相（hue），又称色调。
是色彩的相貌，它是有色彩体系的首要特征。
光谱上各种不同波长的可见光波，频率较低波长较长波长的电磁波显示为红色；频率较高波长较短的电磁波显示为蓝色。
在视觉上产生的色彩的差别为，即色相（图6）。
有时一种色相和另一种色相混合，产生第三种色相。
色相的种类很多，普通色彩专业的人士可辨认三百至四百种，假如要细分析，可有一千万种之多。
色彩的三种属性是三位一体，互为关系的，改变其中任何一种属性，都将影响原来色彩的外观效果和色彩个性。
图7 明度的差异 段殳绘 图6 波长的差异 段殳绘（二）明度（value ），又称光度，是指人眼对物体表面色彩的明暗程度的感觉。
从光与色的性质和关系上看，色彩的强弱是由色光波的振幅决定的。
光波的能量愈大，振幅就越大，明度往往就越大。
最明亮的是无彩色的白色，最暗的是黑色。
越接近白色，其明度越高；反之，越接近黑色，其明度越低（图7）。
一般将黑、白两色中间的灰色按明度等级间隔序列组合成明度的9个阶段（图8）。
各种色彩都有相应的明度位置。
如红的位置在N4处，黄色明度位置在N 8处，紫色明度较低。
明度对心理有影响，明亮的色彩给人的心理刺激大，使人易兴奋；暗的色彩给人的心理刺激性小，使人安静，有寂寞感。
笔者以明度的变化创作的作品《回声》（图9），力图表现神秘、安静、玄妙的空间。
（三）纯度（saturation），又称色度、彩度及色彩的饱和度，它是色彩的三种基本属性之一，代表了颜色的纯净程度。
在光学上，纯度决定于色彩波长的单一程度，即波长越单纯，色光越鲜亮，纯度越高。
研究表明色饱和度与明度有关，当一个颜色掺入的黑、灰、白越多，即明度越小或越大，其色彩饱和度降低。
中等明度的颜色饱和度最高，如光谱上的各种颜色的饱和度就是如此。
值得注意的是，色相的纯度与明度不能成正比，纯度高，不等于明度高。
二、色相环（color wheel）色相环又称色环，可见光谱中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色彩，是按照波长由长到短的顺序依次排列。
自然界里，雨过天晴出现的彩虹，也正是以此种方式展示其美丽的。
人们在色彩研究中，出于方便，将直线排列的可见光谱两端的色彩：红与紫，巧妙地首尾相接，使色相系列呈现出循环的环状形式，我们就称它为色相环。
图9 《连廊的回声》 段殳绘图8 明度的9个色阶 段殳绘色相环有很多种，要视其详细分析的程度而定。
常见的有牛顿（Newton）的六色环、歌德（Goethe）的七色相环、八色相环、十色相环、伊登的十二色相环、十八色相环和奥斯华尔德的二十四色相环，还有详细分析的100色相环。
最简单的色相环是牛顿根据光谱中的红、橙、黄、绿、蓝、紫六种色环绕而成六色环。
这里没有青色，是因为没有测出青和蓝波长的差值。
伊顿（JohannesItten）在六色相环的基础上发展出了12色相环（图10），他在六种色相间又各增加一个过渡色相。
这样，红色与橙色之间产生了红橙色，红与紫的之间产生了红紫，由此类推，还增加了黄橙、黄绿、蓝绿、蓝紫等色，形成了著名的12色相环。
12色相环有许多优势，如12种色相具有相同的间隔。
另外，6对补色分别处于色相环直径的对立两端。
从该色相环中，人们可以轻而易举地看到各色相的关系，清楚地了解到三原色（tricolor/primary color）红、黄、蓝，三间色(second color)橙、绿、紫,以及复色（tertiary）所处的位置及色彩规律。
间色又称第二次色，由两种原色色料混合而成的色彩。
以色料为例，红色与黄色混合是橙色，黄色配蓝色是绿色，红色配蓝色是紫色，这里，橙色、绿色、紫色就是三间色。
复色又称三次色，指任何包含了三原色的颜色，也就是互为补色的颜色相混合形成复色。
如黄与紫，似乎是两种颜色，单实际上，紫色是红和蓝的混合，故黄与紫的混合也就是黄、红、蓝三种色的混合。
复色具有含蓄、沉稳的特点，现实生活中各种物象的色彩，呈现复色的居多，如红橙、黄橙、黄绿、青绿、青紫、红紫。
对比色又称补色或余色。
对比色的构成，是第一种原色与三原色中其它两种原色相混合后的对比。
如原色红与其它两原色黄、蓝所混合的间色绿，为互补色。
在色相环的位置在120-180度之间，如红与绿、黄与紫、橙与蓝等较复杂的复色对比。
人们认为所有的色料都是从洋红、黄、青三种色彩变化出来的，因为这三种色彩再也不能用其它色料调得出来，但却可以复合调出其它各种颜色，这三种基本色称作色料三原色。
但在实际应用中的美术颜料、染料中仍有不少颜色是三原色难以调出来的，如艳丽的桃红、玫瑰红、湖蓝、翠绿、纯黑等。
除了色料三原色外，还有色光三原色。
“700nm(红色)、535nm(黄调绿色)、400nm(蓝调紫色或紫罗蓝色)三种波长的单色光以不同的比例混合，可产生一个 图10 伊顿的色相环 段殳绘图11 色立体示意图 段殳绘 很大的包括所有色相的色域。
这个色域包含全部紫色和大部分红色，还有橙色及黄色，但不包括高饱和度的绿色和蓝色。
这样三种颜色刺激称为加色原色。
在不严格的情况下，把凡能产生红、绿、蓝反应的刺激都称为加色原色。
” [14]除了物理上的三原色的红、绿、蓝外，生理学上的三原色是红、绿、蓝；化学上的三原色是红、绿、蓝；而黑林认为心理学上的四原色是红、黄、绿、蓝。
魏纳认为牛顿主张的七色中，蓝可以由青与紫二色混合得出，于是主张红、橙、黄、绿、青、紫六色为原色。
后来蒙塞尔运用这六色作原色制作了10色相环。
三、色彩系统（color system）为了更全面、各科学、更直观地表达色彩概念及其构成规律，需要把色彩三要素按照一定的秩序标号排列到一个完整而严密的色彩系统之中，这种色彩表示方法，称为“色彩体系”。
“该体系的建立，无论对人事色彩，还是应用色彩，都有着深远的理论意义及特定的时间价值。
将这种色彩体系借用三维空间的形式来同时展现色彩的明度、色相和纯度之间的变化关系，我们称之为色立体。
” 15]色彩学家们用类似地球仪的模型来表现色立体（图11）。
连接南北两极的垂直中心轴作明度变化的标尺，北极端是最亮的白色，南极端是最暗的黑色，垂直中心轴是由白色向黑色渐次过渡，明度不同的灰色序列，它表示无色彩在明度上的变化。
球的中心部分是正灰色。
北半球是明色系，南半球为暗色系。
赤道带是按光谱色次序组成的色相环。
球体表面一点到中心轴的垂直线表示纯度系列。
球表面是纯色及纯色加黑或加白而形成的清色系。
球的内部除中心轴以外是纯色加灰色而形成的浊色系。
在这个球体上，各纬度剖面可显示各色相在相同明度时的纯度等差序列变化的效果，而各经度剖面可以观察到一对补色间的不同明度与纯度变化的关系，这就是色立体的基本结构。
色立体以直观的形象表明了色相、明度、纯度间的相互关系，有助于对色彩体系的理解与应用。
色立体用色立体体系编码标号为色彩命名，免除了以往使用惯用法缺乏科学性和标准性的不足，这利于国际间在色彩领域上的交流。
色立体的建立，使人们全方位地了解色彩知识，有助于对色彩进行深入研究和广泛应用。
图12 蒙塞尔瑟立体 段殳绘 图13 国际照委会CIE 系统 段殳绘 国际上留下的色立体虽然在形状上千姿百态，但基本结构原理却大同小异。
最具代表性的色立体为蒙塞尔色立体（图12）（Munsell color system）与奥斯瓦尔德色立体（Ostwald colorsystem）。
美国画家蒙塞尔（Munsell，1855-1918）提出针对物体表面色的分类体系，中心轴为白色到黑色的色阶变化，中心轴包围着各种色调层次的色彩。
例如“纯黄”是中等明亮的色彩，在蒙塞尔的色立体中表示为5Y6。
“孟塞尔色彩表示法精确区别每个色彩，显示了色彩的任何微小差异，至于色彩的饱和度，该表示法根据不同色别的特殊性，以接近人类感觉的效果划分等级，摒弃了一刀切的分割方法。
为此，他的色彩表示法今天仍有实用价值。
” [16]奥斯瓦尔德与孟塞尔试图使色彩体系化，因此，他们的色彩表示法只适用于物体固有色，对色光无能为力。
信号灯、彩色电视、彩色照片等需要使用范围更广的色彩。
为此，必须寻找一种以太阳光谱为基准能表示一切色彩的测色体系。
1931年，国际照明委员会（法文为De L ’Eclairage）在原有光学测色法的基础上，颁布了新的测色体系——CIE 测色法（图13）。
CIE 测色法的出现是在人们能够以光学手段准确测定色彩之后。
测色技术的进步有力地推动着现代色彩学的发展。
“CIE 系统用于光源的比较和参考，这个系统以光的原色为基础：即人类视觉三原色。
色度图用于阐述这个系统，它采用二维坐标的形式显示这三个色光变量。
这样可以看到，白色光是红、绿、蓝三色光相混合的结果。
它的坐标点位于X 轴红色0.33和Y 轴绿色0.33，Z 轴的蓝色0.33被图14 Pantone 公司的色卡图15 色眼7000分光光度计 省略。
黄色在图中显示为50%红色，50%绿色，不含蓝色的成分。
色相环上的紫红区域，在色度图中位于红色和紫色之间的混色线上。
当直线通过白色的光点坐标时，位于直线两端的色彩互为补色关系。
色度图用波长的长短纳米来划分色度即光线的颜色。
图中色光的发光强度以流明为单位，恒定不变。
CIE 系统在显示不同光源的色彩变化方面非常有用。
正午的日光最接近白色坐标。
日出的光色则明显接近红色。
不同的人造光源可以根据各自的偏色进行划分。
白炽灯偏向黄色。
在正午日光色彩偏蓝的物体，在白炽灯光下色彩纯度不高。
CIE 色彩协调的基础是测普学，同时它也是研究视觉的三种刺激光色的关键。
作为光源的参考资料，它详尽准确，但无法像蒙塞尔色彩系统那样有效地显示物体表面色彩的对比。
” [17]奥斯瓦尔德、蒙塞尔和CIE 等色彩理论的基础模式主要用于阐述色彩之间的关系以及提供一些交流专用的色彩信息。
一些特殊用途的色彩目录和系统就是从这些模式中衍生出来的。
