色彩设计基础

由天下分享时间：2024/6/18 21:16:45 加入收藏我要投稿点赞

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（Optical Society of America）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

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

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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

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。

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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。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。

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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。颜色视觉的机制在视网膜上的锥体细胞感受是一个三色的机制，这种解释符合扬·赫姆霍尔兹的学说；而在视觉信息向脑皮层视区的传导通路中则变成四色机制，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。

第三章物体的基本色彩

物体色彩的显示方式多种多样。一类物体的色彩是由其本身辐射的光波形成的，我们把这类物体称为发光体，如太阳、火焰、电灯等等，发光体的颜色决定于所发色光的光谱成分。另一类本身不辐射光能量，能不同程度地吸收、反射和透射其上的能量而呈现颜色。我们把这类物体称为非发光体。对色彩成因起主要作用的是透射、吸收和反射

第一节、物体对光的透射、吸收和反射

一、透射

是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。二、吸收

物体对光的吸收有两种形式：如果物体对入射白光中所有波长的光都等量吸收，称为非选择性吸收。例如白光通过灰色滤色片时，一部分白光被等量吸收，使白光能量减弱而变暗。如果物体对入射光中某些色光比其它波长的色光吸收程度大，或者对某些色光根本不吸收，这种不等量地吸收入射光称为选择性吸收。例如白光通过黄色滤色片时，蓝光被吸收，其余色光均可透过。

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物体表面的物质之所以能吸收一定波长的光，这是由物质的化学结构所决定的。可见光的频率为

不同物体由于其分子和原子结构不同，就具有不同的本征频率，因此，当入射光照射在物

体上，某一光波的频率与物体的本征频率相匹配时，物体就吸收这一波长（频率）光的辐射能，使电子的能级跃迁到高能级的轨道上，这就是光吸收。

白光投射到非选择性吸收物体上时，各种波长的光被吸收的程度一样，所以，从物体上反射或透射出来的光谱成份不变，即这类物体对于各种波长的光的吸收是均等的，只是反射或透射出来的光与入射光的强度相比，有不同程度的减少，产生消色的效果。反射率不到10%的非选择性吸收的物体的颜色称为黑色。反射率在75%以上的非选择性吸收的物体的颜色称为白色。非选择性吸收的物体对白光反射率的大小标志着物体的黑白的程度。

白光照射在选择性吸收的物体上，物体对不同波长的光具有不同的吸收率。这种吸收称为选择性吸收。具有选择性吸收的物体呈现彩色。

物体在不同光谱组成的光照射下，会呈现不同色彩。

三、反射

指选择反射，非透明体受到光照射后，将可见光谱中某一部分波长的辐射能吸收了，而将剩余的色光反射出来。

第二节、物体的基本色彩

一、物体色

物体对光的选择性吸收是物体呈色的主要原因。我们说\花是红色的\，是因为它吸收了白色光中400～500nm的蓝色光和500～600nm的绿色光，仅仅反射了600～700nm的红色光。花本身没有色彩，光才是色彩的源泉。如果红色表面用绿光来照射，那么就呈现黑色，因为绿光波长的辐射能被全部吸收了，它不包含可反射的红光波长。可见，物体在不同的光谱组成的光的照射下，会呈现出不同的色彩。

所以物体的颜色：该物体本身不发光，而是从被照射的光里选择性吸收了一部分光谱波长的色光，而反射（或透过）剩余的色光，我们所看到的色彩是剩余的色光，这就是物体的颜色，简称物体色。

日常生活中看到的任何物体，都对色光具有选择性的吸收、反射或透射的本能。当白光照射到不同的物体上，由于物体固有的物理属性不同，一部分色光被吸收，另一部分色光被反射，就呈现出千差万别的物体色彩。

二、固有色

长期以来，人们习惯于在日光下辨认物体的颜色。因此，固有色是指在相同的白光照射下，不同的物体所反射的不同色光。固有色给人的印象最深刻，形成了记忆，又称为记忆色。

“固有色”的差异

（1）物体本身的差异（2）光线照射的角度

固有色一般在间接光照射下比较明显，在直接光照射下就会减弱，在背光情况下会明显变暗。（3）物体本身的结构特点

反光差的物体的固有色比较明显，反光强的物体固有色比较弱。（4）表面状况

平面物体的固有色比较明显，曲面物体的固有色比较弱. （5）距离视点的位置

离视点近的物体固有色比较明显，离视点远的物体固有色较弱。

三、影响物体色的因素

1、光源色