色度標(biāo)準(zhǔn)新版

第三節(jié)包裝色彩學(xué)研究的內(nèi)容

包裝色彩學(xué)是研究并闡明自然色彩現(xiàn)象的基本規(guī)律、色彩美的規(guī)律以及色彩在人們生理和心理上所產(chǎn)生的視覺(jué)效果的科學(xué)。同時(shí)還是研究色彩設(shè)計(jì)方法、色彩描述理論和色彩復(fù)制技術(shù)的科學(xué)。

一、包裝色彩是寫(xiě)實(shí)色彩與裝飾色彩的有機(jī)統(tǒng)一

把自然色彩真實(shí)地再現(xiàn)于畫(huà)面，稱(chēng)為寫(xiě)實(shí)色彩，而裝飾色彩則是根據(jù)由自然色彩所獲得的深刻感受，按照設(shè)計(jì)者自己的思想感情與發(fā)明才干熔鑄在作品中，運(yùn)用各種藝術(shù)手法與技巧，對(duì)自然色彩進(jìn)行重新組合，使色彩的藝術(shù)感染力得到充足的發(fā)揮，以達(dá)成更為抱負(fù)的效果，從而更好地表現(xiàn)出設(shè)計(jì)作品的主題。

寫(xiě)實(shí)色彩與裝飾色彩是由于人們生活中的不同需要而長(zhǎng)期發(fā)展起來(lái)的色彩應(yīng)用的兩大分支，而它們的共同基礎(chǔ)則是自然色彩。寫(xiě)實(shí)色彩規(guī)定科學(xué)地、客觀地去觀測(cè)和分析自然景物的光源色、環(huán)境色、物體色的互相關(guān)系和變化規(guī)律。裝飾色彩則著重于發(fā)現(xiàn)和研究自然色彩的形式美，研究自然色調(diào)中各種色相、明度、飽和度之間的對(duì)比及調(diào)和規(guī)律。

包裝色彩是寫(xiě)實(shí)色彩與裝飾色彩的有機(jī)統(tǒng)一，包裝色彩必須以實(shí)際商品的色彩作為描繪的依據(jù)，但并不受商品色彩的限制和束縛，可以在商品色彩的基礎(chǔ)上進(jìn)行概括、提煉，也可以根據(jù)裝飾美的需要，大膽地進(jìn)行主觀想象和發(fā)明，從而賦予商品包裝特定的情感和內(nèi)涵。

二、包裝色彩是自然色彩、社會(huì)色彩和藝術(shù)色彩的有機(jī)統(tǒng)一

包裝色彩涉及到了自然色彩、社會(huì)色彩和藝術(shù)色彩。

自然色彩涉及對(duì)色彩的自然美與色彩自然現(xiàn)象的研究、光的現(xiàn)象與光譜、色料的研究、色覺(jué)與生理等問(wèn)題的研究。

光的現(xiàn)象和光譜的研究，是了解自然色彩的本質(zhì)所不可缺少的關(guān)鍵所在。光是結(jié)識(shí)一切視覺(jué)現(xiàn)象的要素之一。對(duì)光與光譜方面知識(shí)的掌握，能直接影響對(duì)色彩觀測(cè)的能力。這是由于光是色彩發(fā)生的因素，色只是其感覺(jué)的結(jié)果。

對(duì)色料的研究，涉及對(duì)染料與顏料的進(jìn)一步探討，是一項(xiàng)比較專(zhuān)門(mén)性的學(xué)科。不僅涉及到色料呈色的基本原理，還涉及色料的發(fā)色本質(zhì)和色料的化學(xué)合成等問(wèn)題。

色覺(jué)與生理是屬于視覺(jué)現(xiàn)象方面的一項(xiàng)特殊的研究課題，探討色覺(jué)的起源與特性、視覺(jué)器官的機(jī)能、結(jié)構(gòu)與作用等問(wèn)題。色彩美是透過(guò)眼睛而產(chǎn)生的。隨著時(shí)代的發(fā)展，色覺(jué)與生理的研究范圍還在不斷擴(kuò)大。

社會(huì)色彩涉及色彩的文化史與色彩史，環(huán)境與色彩，設(shè)計(jì)色彩學(xué)或公司與色彩，商業(yè)色彩論以及城市色彩學(xué)等內(nèi)容。

色彩文化史涉及色彩美術(shù)史、建筑史、工藝史、裝飾史等。這些歷史可供現(xiàn)代用色作借鑒，對(duì)于色彩配合，色彩和諧、色彩美感等方面的理論與實(shí)行都有很大的參考價(jià)值。

環(huán)境色彩學(xué)是研究環(huán)境與色彩問(wèn)題的學(xué)科。人們?cè)谶x擇色彩時(shí)必須考慮周邊環(huán)境與背景，在不同的環(huán)境條件下，對(duì)色彩有不同的嗜好和規(guī)定。

設(shè)計(jì)色彩學(xué)、公司色彩學(xué)以及商業(yè)色彩理論等，是有關(guān)建筑設(shè)計(jì)、工藝品、裝飾品等在大量生產(chǎn)時(shí)如何適應(yīng)人類(lèi)生活需求的一門(mén)學(xué)問(wèn)。涉及色彩調(diào)查、色彩情報(bào)解決、擬定色彩政策以及色彩計(jì)劃等。

商業(yè)色彩又稱(chēng)市場(chǎng)色彩，是重要的現(xiàn)代色彩學(xué)。色彩與廣告、包裝是商品與消費(fèi)者之間重要的橋梁。商業(yè)色彩一方面具有社會(huì)色彩的性質(zhì)，另一方面又帶有滿足人們美感的需要，即藝術(shù)色彩的特性。

藝術(shù)色彩涉及色彩的組織與表述、色彩心理學(xué)、色彩的配合，色彩美學(xué)和色彩調(diào)和論，光的藝術(shù)與照明設(shè)計(jì)、以及色彩的表現(xiàn)技術(shù)等。

色彩的組織是有系統(tǒng)地運(yùn)用色彩組合，典型的是色立體。初期運(yùn)用色彩三屬性，組織成第一個(gè)色彩的立體，從而開(kāi)創(chuàng)了用代號(hào)表達(dá)色彩的方法。這對(duì)于配色思想的形成，研究色彩美學(xué)、色彩配合的秩序美等方面都有極大的指導(dǎo)作用。目前的孟賽爾顏色系統(tǒng)是使用得最為廣泛的一種色彩組織。

色彩心理學(xué)是十分重要的學(xué)科，在自然欣賞、社會(huì)活動(dòng)方面，色彩在客觀上是對(duì)人們的一種刺激和象征；在主觀上又是一種反映與行為。色彩心理透過(guò)視覺(jué)開(kāi)始，從知覺(jué)、感情而到記憶、思想、意志、象征等，其反映與變化是極為復(fù)雜的。色彩的應(yīng)用，很重視這種因果關(guān)系，即由對(duì)色彩的經(jīng)驗(yàn)積累而變成對(duì)色彩的心理規(guī)范，當(dāng)受到什么刺激后能產(chǎn)生什么反映，都是色彩心理所要探討的內(nèi)容。

色彩的配合，是研究實(shí)用色彩的題材。它重要追求色彩的和諧與色彩的美感。純粹色彩科學(xué)稱(chēng)為色彩工程學(xué)，涉及表色法、測(cè)色法、色彩計(jì)劃設(shè)計(jì)、色彩調(diào)節(jié)、色彩管理等。包裝色彩學(xué)是色彩工程學(xué)在包裝色彩設(shè)計(jì)與色彩復(fù)制等方面的具體應(yīng)用，是自然色彩、社會(huì)色彩和藝術(shù)色彩的有機(jī)統(tǒng)一。包裝色彩學(xué)從包裝色彩出發(fā)，系統(tǒng)地反映色彩形成與表述、色彩設(shè)計(jì)與再現(xiàn)的現(xiàn)象與規(guī)律，是色彩構(gòu)成、色度學(xué)及印刷色彩學(xué)等有關(guān)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，是對(duì)包裝色彩感性結(jié)識(shí)和理性分析的有機(jī)結(jié)合。第二章色彩的物理理論

第一節(jié)光源

一、色與光的關(guān)系

我們生活在一個(gè)多彩的世界里。白天，在陽(yáng)光的照耀下，各種色彩爭(zhēng)奇斗艷，并隨著照射光的改變而變化無(wú)窮。但是，每當(dāng)黃昏，大地上的景物，無(wú)論多么鮮艷，都將被夜幕緩緩?fù)虥](méi)。在漆黑的夜晚，我們不僅看不見(jiàn)物體的顏色，甚至連物體的外形也分辨不清。同樣，在暗室里，我們什么色彩也感覺(jué)不到。這些事實(shí)告訴我們：沒(méi)有光就沒(méi)有色，光是人們感知色彩的必要條件，色來(lái)源于光。所以說(shuō)：光是色的源泉，色是光的表現(xiàn)。

為了了解色彩產(chǎn)生的因素，一方面必須對(duì)光作進(jìn)一步的了解。

二、光的本質(zhì)

人們對(duì)光的本質(zhì)的結(jié)識(shí)，最早可以追溯到十七世紀(jì)。從牛頓的微粒說(shuō)到惠更斯的彈性波動(dòng)說(shuō)，從麥克斯韋的電磁理論，到愛(ài)因斯坦的光量子學(xué)說(shuō)，以至現(xiàn)代的波粒二象性理論。

光按其傳播方式和具有反射、干涉、衍射和偏振等性質(zhì)來(lái)看，有波的特性；但許多現(xiàn)象又表白它是有能量的光量子組成的，如放射、吸取等。在這兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了現(xiàn)代的波粒二象性理論。

光的物理性質(zhì)由它的波長(zhǎng)和能量來(lái)決定。波長(zhǎng)決定了光的顏色，能量決定了光的強(qiáng)度。光映射到我們的眼睛時(shí)，波長(zhǎng)不同決定了光的色相不同。波長(zhǎng)相同能量不同，則決定了色彩明暗的不同。

在電磁波輻射范圍內(nèi)，只有波長(zhǎng)380nm到780nm（1nm=10-6mm）的輻射能引起人們的視感覺(jué)，這段光波叫做可見(jiàn)光。如圖2-1所示。在這段可見(jiàn)光譜內(nèi)，不同波長(zhǎng)的輻射引起人們的不同色彩感覺(jué)。英國(guó)科學(xué)家牛頓在1666年發(fā)現(xiàn)，把太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡折射，然后投射到白色屏幕上，會(huì)顯出一條象彩虹同樣美麗的色光帶譜，從紅開(kāi)始，依次接臨的是橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色。如圖2-2所示。這是由于日光中包具有不同波長(zhǎng)的輻射能，在它們分別刺激我們的眼睛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的色光，而它們混合在一起并同時(shí)刺激我們的眼睛時(shí)，則是白光，我們感覺(jué)不出它們各自的顏色。但是，當(dāng)白光通過(guò)三棱鏡時(shí)，由于不同波長(zhǎng)的折射系數(shù)不同，折射后投影在屏上的位置也不同，所以一束白光通過(guò)三棱鏡便分解為上述七種不同的顏色，這種現(xiàn)象稱(chēng)為色散。從圖2-2中可以看到紅色的折射率最小，紫色最大。這條依次排列的彩色光帶稱(chēng)為光譜。這種被分解過(guò)的色光，即使再一次通過(guò)三棱鏡也不會(huì)再分解為其它的色光。我們把光譜中不能再分解的色光叫做單色光。由單色光混合而成的光叫做復(fù)色光，自然界的太陽(yáng)光，白熾燈和日光燈發(fā)出的光都是復(fù)色光。色散所產(chǎn)生的各種色光的波長(zhǎng)如表2-1所示。圖2-1電磁波及可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍圖2-2色散現(xiàn)象光色波長(zhǎng)λ（nm)代表波長(zhǎng)紅（Red）780～630700橙（Orange）630～600620黃（Yellow）600～570580綠（Green）570～500550青（Cyan）500～470500藍(lán)（Blue）470～420470紫（Violet）420～380420

表2-1三、相對(duì)光譜能量分布

一般的光源是不同波長(zhǎng)的色光混合而成的復(fù)色光，假如將它的光譜中每種色光的強(qiáng)度用傳感器測(cè)量出來(lái)，就可以獲得不同波長(zhǎng)色光的輻射能的數(shù)值。圖2-3就是一種用來(lái)測(cè)量各波長(zhǎng)色光的輻射能儀器的簡(jiǎn)要原理圖，這種儀器稱(chēng)為分光輻射度計(jì)。圖2-3分光輻射度計(jì)原理圖圖2-3表白，光源經(jīng)過(guò)左邊的隙縫和透鏡變成平行光束，投向棱鏡的入射平面，當(dāng)入射光通過(guò)棱鏡時(shí)，由于折射，使不同波長(zhǎng)的色光，以不同的角度彎折，從棱鏡的入射平面射出。任何一種分解后的光譜色光在離開(kāi)棱鏡時(shí)，仍保持為一束平行光，再由右邊的透鏡聚光，通過(guò)隙縫射在光電接受器上轉(zhuǎn)換為電能。假如右邊的隙縫是可以移動(dòng)的，就可以把光譜中任意一種譜色挑選出來(lái)，所以，在光電接受器上記錄的是光譜中各種不同波長(zhǎng)色光的輻射能。若以φe表達(dá)光的輻射能，λ表達(dá)光譜色的波長(zhǎng)，則定義：在以波長(zhǎng)λ為中心的微小波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射能與該波長(zhǎng)的寬度之比稱(chēng)為光譜密度。寫(xiě)成數(shù)學(xué)形式：

φe(λ)=dφe∕dλ（W/nm）

光譜密度表達(dá)了單位波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)輻射能的大小。通常光源中不同波長(zhǎng)色光的輻射能是隨波長(zhǎng)的變化而變化的，因此，光譜密度是波長(zhǎng)的函數(shù)。光譜密度與波長(zhǎng)之間的函數(shù)關(guān)系稱(chēng)為光譜分布。

在實(shí)用上更多的是以光譜密度的相對(duì)值與波長(zhǎng)之間的函數(shù)關(guān)系來(lái)描述光譜分布，稱(chēng)為相對(duì)光譜能量（功率）分布，記為S（λ）。相對(duì)光譜能量分布可用任意值來(lái)表達(dá)，但通常是取波長(zhǎng)λ=555nm處的輻射能量為100，作為參考點(diǎn)，與之進(jìn)行比較而得出的。若以光譜波長(zhǎng)λ為橫坐標(biāo)，相對(duì)光譜能量分布S（λ）為縱坐標(biāo)，就可以繪制出光源相對(duì)光譜能量分布曲線。

知道了光源的相對(duì)光譜能量分布，就知道了光源的顏色特性。反過(guò)來(lái)說(shuō)，光源的顏色特性，取決于在發(fā)出的光線中，不同波長(zhǎng)上的相對(duì)能量比例，而與光譜密度的絕對(duì)值無(wú)關(guān)。絕對(duì)值的大小只反映光的強(qiáng)弱，不會(huì)引起光源顏色的變化。從圖2-4中可以看到：正午的日光有較高的輻射能，它除在藍(lán)紫色波段能量較低外，在其余波段能量分布均較均勻，基本上是無(wú)色或白色的。熒光燈光源在405nm、430nm、540nm和580nm出現(xiàn)四個(gè)線狀帶譜，峰值在615nm，而后在長(zhǎng)波段（深紅）處能量下降，這表白熒光光源在綠色波段（550nm～560nm）有較高的輻射能，而在紅色波段（650nm～700nm）輻射能減弱。對(duì)比之下，白熾燈光源，它在短波藍(lán)色波段，輻射能比熒光光源低，而在長(zhǎng)波紅色區(qū)間，有相對(duì)高的能量。因此，白熾燈光源，總帶有黃紅色。紅寶石激光器發(fā)出的光，其能量完全集中在一個(gè)很窄的波段內(nèi)，大約為694nm，看起來(lái)是典型的深紅色。在顏色測(cè)量計(jì)算中，為了使其測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化，就要采用CIE標(biāo)準(zhǔn)光源（如A、B、C、D65等）。CIE標(biāo)準(zhǔn)光源將在以后介紹。圖2-4根據(jù)對(duì)圖2-4各曲線的分析表白，沒(méi)有一種實(shí)際光源的能量分布是完全均勻一致的，也沒(méi)有一種完全的白光；然而，盡管這些光源（自然光或人造光）在光譜分布上有很大的不同，在視覺(jué)上也有差別，但由于人眼有很大的適應(yīng)性，因此，習(xí)慣上這些光都稱(chēng)為"白光"。但是在色彩的定量研究中，1931年國(guó)際照明委員會(huì)（縮寫(xiě)CIE）建議，以等能量光譜作為白光的定義，等能白光的意義是：以輻射能作縱坐標(biāo)，光譜波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，則它的光譜能量分布曲線是一條平行橫軸的直線。即：S（λ）=C（常數(shù)）。等能白光分解后得到的光譜稱(chēng)為等能光譜，每一波長(zhǎng)為λ的等能光譜色色光的能量均相等。

四、光源色溫

能自行發(fā)光的物體叫做光源。光源的種類(lèi)繁多，形狀千差萬(wàn)別，但大體上可分為自然光源和人造光源。自然光源受自然氣候條件的限制，光色瞬息萬(wàn)變，不易穩(wěn)定，如最大的自然光源太陽(yáng)。人造光源有各種電光源和熱輻射光源，如電燈光源等。

不同的光源，由于發(fā)光物質(zhì)不同，其光譜能量分布也不相同。一定的光譜能量分布表現(xiàn)為一定的光色，對(duì)光源的光色變化，我們用色溫來(lái)描述。

根據(jù)能量守恒定律：物體吸取的能量越多，加熱時(shí)它輻射的本領(lǐng)愈大。黑色物體對(duì)光能具有較大的吸取能力。假如一個(gè)物體可以在任何溫度下所有吸取任何波長(zhǎng)的輻射，那么這個(gè)物體稱(chēng)為絕對(duì)黑體。絕對(duì)黑體的吸取本領(lǐng)是一切物體中最大的，加熱時(shí)它輻射本領(lǐng)也最大。天然的、抱負(fù)的絕對(duì)黑體是不存在的。人造黑體是用耐火金屬制成的具有小孔的空心容器，如圖2-5所示，進(jìn)入小孔的光，將在空腔內(nèi)發(fā)生多次反射，每次反射都被容器的內(nèi)表面吸取一部分能量，直到所有能量被吸取為止，這種容器的小孔就是絕對(duì)黑體。

圖2-5絕對(duì)黑體示意圖黑體輻射的發(fā)射本領(lǐng)只與溫度有關(guān)。嚴(yán)格地說(shuō)，一個(gè)黑體若被加熱，其表面按單位面積輻射光譜能量的大小及其分布完全決定于它的溫度。因此我們把任一光源發(fā)出的光的顏色與黑體加熱到一定溫度下發(fā)出的光的顏色相比較，來(lái)描述光源的光色。所以色溫可以定義為："當(dāng)某一種光源的色度與某一溫度下的絕對(duì)黑體的色度相同時(shí)絕對(duì)黑體的溫度。"因此，色溫是以溫度的數(shù)值來(lái)表達(dá)光源顏色的特性。在人工光源中，只有白熾燈燈絲通電加熱與黑體加熱的情況相似。對(duì)白熾燈以外的其它人工光源的光色，其色度不一定準(zhǔn)確地與黑體加熱時(shí)的色度相同。所以只能用光源的色度與最相接近的黑體的色度的色溫來(lái)擬定光源的色溫，這樣擬定的色溫叫相對(duì)色溫。

色溫用絕對(duì)溫度"K"表達(dá)，絕對(duì)溫度等于攝氏溫度加273。如正午的日光具有色溫為6500K，就是說(shuō)黑體加熱到6500K時(shí)發(fā)出的光的顏色與正午的顏色相同。其它如白熾燈色溫約為2600K。表2-2列出了一些常見(jiàn)的光源色溫。

色溫是光源的重要指標(biāo)，一定的色光具有一定的相對(duì)能量分布：當(dāng)黑體連續(xù)加熱，溫度不斷升高時(shí)，其相對(duì)光譜能量分布的峰值部位將向短波方向變化，所發(fā)的光帶有一定的顏色，其變化順序是紅-黃-白-藍(lán)。表2-2常見(jiàn)光源色溫光源色溫（K）晴天室外光13000全陰天室外光6500白天直射日光555045°斜射日光4800晝光色、熒光燈6500氙燈5600炭精燈5500～6500五、光源顯色性

人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)生活實(shí)踐中，習(xí)慣于在日光下辨認(rèn)顏色。盡管日光的色溫和光譜能量分布隨著自然條件的變化有很大的差異，但人眼的辨認(rèn)能力仍然是準(zhǔn)確的。這是人們?cè)谧匀还庀麻L(zhǎng)期實(shí)踐對(duì)顏色形成了記憶的結(jié)果。

隨著照明技術(shù)的發(fā)展，許多新光源的開(kāi)發(fā)運(yùn)用，人們經(jīng)常在不同的環(huán)境下辨認(rèn)顏色。有些燈光的顏色與日光很相似如熒光燈、汞燈等，但其光譜能量分布與日光卻有很大的差別。這些光譜中缺少某些波長(zhǎng)的單色光成份。人們?cè)谶@些光源下觀測(cè)到的顏色與日光下看到的顏色是不同的，這就涉及到光源的顯色性問(wèn)題。

什么是光源的顯色性？由于同一個(gè)顏色樣品在不同的光源下也許使人眼產(chǎn)生不同的色彩感覺(jué)，而在日光下物體顯現(xiàn)的顏色是最準(zhǔn)確的。因此，可以用日光標(biāo)準(zhǔn)（參照光源），將白熾燈、熒光燈、鈉燈等人工光源（待測(cè)光源）與其比較，顯示同色能力的強(qiáng)弱叫做該人工光源的顯色性。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"光源顯色性評(píng)價(jià)方法GB5702-85"中規(guī)定用普朗克輻射體（色溫低于5000K）和組合日光（色溫高于5000K）做參照光源。為了檢查物體在待測(cè)光源下所顯現(xiàn)的顏色與在參照光源下所顯現(xiàn)的顏色相符的限度，采用"一般顯色性指數(shù)"作為定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。顯色性指數(shù)最高為100。顯色性指數(shù)的高低，就表達(dá)物體在待測(cè)光源下"變色"和"失真"的限度。例如，在日光下觀測(cè)一副畫(huà)，然后拿到高壓汞燈下觀測(cè)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，某些顏色已變了色。如粉色變成了紫色，藍(lán)色變成了藍(lán)紫色。因此，在高壓汞燈下，物體失去了"真實(shí)"顏色，假如在黃色光的低壓鈉燈底下來(lái)觀測(cè)，則藍(lán)色會(huì)變成黑色，顏色失真更厲害，顯色指數(shù)更低。光源的顯色性是由光源的光譜能量分布決定的。日光、白熾燈具有連續(xù)光譜，連續(xù)光譜的光源均有較好的顯色性。

通過(guò)對(duì)新光源的研究發(fā)現(xiàn)，除連續(xù)光譜的光源具有較好的顯色性外，由幾個(gè)特定波長(zhǎng)色光組成的混合光源也有很好的顯色效果。如450nm的藍(lán)光，540nm的綠光，610nm的桔紅光以適當(dāng)比例混合所產(chǎn)生的白光，雖然為高度不連續(xù)光譜，但卻具有良好的顯色性。用這樣的白光去照明各色物體，都能得到很好的顯色效果。

光源的顯色性以一般顯色性指數(shù)Ra值區(qū)分：

Ra值為100～75顯色優(yōu)良

75～50顯色一般

50以下顯色性差

光源顯色性和色溫是光源的兩個(gè)重要的顏色指標(biāo)。色溫是衡量光源色的指標(biāo)，而顯色性是衡量光源視覺(jué)質(zhì)量的指標(biāo)。假若光源色處在人們所習(xí)慣的色溫范圍內(nèi)，則顯色性應(yīng)是光源質(zhì)量的更為重要的指標(biāo)。這是由于顯色性直接影響著人們所觀測(cè)到的物體的顏色。

六、光源三刺激值

在定量研究中我們發(fā)現(xiàn)，某種光源所發(fā)出的光，可以通過(guò)紅、綠、藍(lán)三種單色光按不同比例混合匹配產(chǎn)生。這種用來(lái)匹配某一特定光源所需要的紅、綠、藍(lán)三原色的量叫做該光源三刺激值。光源的紅、綠、藍(lán)三刺激值分別用X0、Y0、Z0來(lái)表達(dá)。關(guān)于三刺激值的相關(guān)內(nèi)容，可參看第五章。

七、標(biāo)準(zhǔn)光源

我們知道，照明光源對(duì)物體的顏色影響很大。不同的光源，有著各自的光譜能量分布及顏色，在它們的照射下物體表面呈現(xiàn)的顏色也隨之變化。為了統(tǒng)一對(duì)顏色的結(jié)識(shí)，一方面必須要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的照明光源。由于光源的顏色與光源的色溫密切相關(guān)，所以CIE規(guī)定了四種標(biāo)準(zhǔn)照明體的色溫標(biāo)準(zhǔn)：

標(biāo)準(zhǔn)照明體A：代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光（X0=109.87，Y0=100.00，Z0=35.59）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體B：代表相關(guān)色溫約為4874K的直射陽(yáng)光（X0=99.09，Y0=100.00，Z0=85.32）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體C：代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均日光，光色近似陰天天空的日光（X0=98.07，Y0=100.00，Z0=118.18）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體D65：代表相關(guān)色溫大約為6504K的日光（X0=95.05，Y0=100.00，Z0=108.91）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體D：代表標(biāo)準(zhǔn)照明體D65以外的其它日光。

CIE規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜能量分布，是規(guī)定的光源顏色標(biāo)準(zhǔn)。它并不是必須由一個(gè)光源直接提供，也并不一定用某一光源來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)CIE規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)照明體的規(guī)定，還必須規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)光源，以具體實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體所規(guī)定的光譜能量分布。CIE推薦下列人造光源來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的規(guī)定：

標(biāo)準(zhǔn)光源A：色溫為2856K的充氣螺旋鎢絲燈，其光色偏黃。

標(biāo)準(zhǔn)光源B：色溫為4874K，由A光源加罩B型D-G液體濾光器組成。光色相稱(chēng)于中午日光。

標(biāo)準(zhǔn)光源C：色溫為6774K，由A光源加罩C型D-G液體濾光器組成，光色相稱(chēng)于有云的天空光。

CIE標(biāo)準(zhǔn)光源A、B、C的相對(duì)光譜能量分布曲線如圖2-6所示。

圖2-6標(biāo)準(zhǔn)光源相對(duì)光譜能量分布CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體A、B、C由標(biāo)準(zhǔn)光源A、B、C實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于模擬典型日光的標(biāo)準(zhǔn)照明體D65，目前CIE還沒(méi)有推薦相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源。由于它的光譜能量分布在目前還不能由真實(shí)的光源準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前國(guó)際上正在進(jìn)行著與標(biāo)準(zhǔn)照明體D65相相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源的研制工作。

現(xiàn)在研制的三種模擬D65人造光源分別為：帶濾光器的高壓氙弧燈、帶濾光器的白熾燈和熒光燈。它們的相對(duì)光譜能量分布與D65有所符合，帶濾光器的高壓氙弧燈提供了最佳的模擬，帶濾光器的白熾燈在紫外區(qū)的模擬尚不太抱負(fù)，熒光燈的模擬較差。為了滿足精細(xì)辨色生產(chǎn)活動(dòng)的需要，尚有采用熒光燈和帶濾器的白熾燈組成的混光光源，稱(chēng)為D75光源。其色溫可達(dá)7500K。重要運(yùn)用在原棉評(píng)級(jí)等精細(xì)辨色工作中。第二章色彩的物理理論

第二節(jié)：色彩的混合

一色光加色法

（一）、色光三原色的擬定

三原色的本質(zhì)是三原色具有獨(dú)立性，三原色中任何一色都不能用其余兩種色彩合成。此外，三原色具有最大的混合色域，其它色彩可由三原色按一定的比例混合出來(lái)，并且混合后得到的顏色數(shù)目最多。

在色彩感覺(jué)形成的過(guò)程中，光源色與光源、眼睛和大腦三個(gè)要素有關(guān)，因此對(duì)于色光三原色的選擇，涉及到光源的波長(zhǎng)及能量﹑人眼的光譜響應(yīng)區(qū)間等因素。

從能量的觀點(diǎn)來(lái)看，色光混合是亮度的疊加，混合后的色光必然要亮于混合前的各個(gè)色光，只有明亮度低的色光作為原色才干混合出數(shù)目比較多的色彩，否則，用明亮度高的色光作為原色，其相加則更亮，這樣就永遠(yuǎn)不能混合出那些明亮度低的色光。同時(shí)，三原色應(yīng)具有獨(dú)立性，三原色不能集中在可見(jiàn)光光譜的某一段區(qū)域內(nèi)，否則，不僅不能混合出其它區(qū)域的色光，并且所選的原色也也許由其它兩色混合得到，失去其獨(dú)立性，而不是真正的原色。

在白光的色散實(shí)驗(yàn)中，我們可以觀測(cè)到紅、綠、藍(lán)三色比較均勻地分布在整個(gè)可見(jiàn)光譜上，并且占據(jù)較寬的區(qū)域。假如適本地轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡，使光譜有寬變窄，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：其中色光所占據(jù)的區(qū)域有所改變。在變窄的光譜上，紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三色

光的顏色最顯著，其余色光顏色逐漸減退，有的差不多已消失。得到的這三種色光的波長(zhǎng)范圍分別為：R（600~700nm），G（500~570nm），B（400~470nm）。在色彩學(xué)中，一般將整個(gè)可見(jiàn)光譜提成藍(lán)光區(qū)，綠光區(qū)和紅光區(qū)進(jìn)行研究。

當(dāng)用紅光、綠光、藍(lán)光三色光進(jìn)行混合時(shí)，可分別得到黃光、青光和品紅光。品紅光是光譜上沒(méi)有的，我們稱(chēng)之為譜外色。假如我們將此三色光等比例混合，可得到白光；而將此三色光以不同比例混合，就可得到多種不同色光。

從人的視覺(jué)生理特性來(lái)看，人眼的視網(wǎng)膜上有三種感色視錐細(xì)胞--感紅細(xì)胞、感綠細(xì)胞、感藍(lán)細(xì)胞，這三種細(xì)胞分別對(duì)紅光、綠光、藍(lán)光敏感。當(dāng)其中一種感色細(xì)胞受到較強(qiáng)的刺激，就會(huì)引起該感色細(xì)胞的興奮，則產(chǎn)生該色彩的感覺(jué)。人眼的三種感色細(xì)胞，具有合色的能力。當(dāng)一復(fù)色光刺激人眼時(shí)，人眼感色細(xì)胞可將其分解為紅、綠、藍(lán)三種單色光，然后混合成一種顏色。正是由于這種合色能力，我們才干辨認(rèn)除紅、綠、藍(lán)三色之外的更大范圍的顏色。

綜上所述，我們可以擬定：色光中存在三種最基本的色光，它們的顏色分別為紅色、綠色和藍(lán)色。這三種色光既是白光分解后得到的重要色光，又是混合色光的重要成分，并且能與人眼視網(wǎng)膜細(xì)胞的光譜響應(yīng)區(qū)間相匹配，符合人眼的視覺(jué)生理效應(yīng)。這三種色光以不同比例混合，幾乎可以得到自然界中的一切色光，混合色域最大；并且這三種色光具有獨(dú)立性，其中一種原色不能由此外的原色光混合而成，由此，我們稱(chēng)紅、綠、藍(lán)為色光三原色。為了統(tǒng)一結(jié)識(shí)，1931年國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）規(guī)定了三原色的波長(zhǎng)λR=700.0nm,λG=546.1nm,λB=435.8nm。在色彩學(xué)研究中，為了便于定性分析，常將白光當(dāng)作是由紅、綠、藍(lán)三原色等量相加而合成的。

（二）色光加色法

由兩種或兩種以上的色光相混合時(shí)，會(huì)同時(shí)或者在極短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)刺激人的視覺(jué)器官，使人產(chǎn)生一種新的色彩感覺(jué)。我們稱(chēng)這種色光混合為加色混合。這種由兩種以上色光相混合，呈現(xiàn)另一種色光的方法，稱(chēng)為色光加色法。

國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）進(jìn)行顏色匹配實(shí)驗(yàn)表白：當(dāng)紅、綠、藍(lán)三原色的亮度比例為1.0000：4.5907：0.0601時(shí)，就能匹配出中性色的等能白光，盡管這時(shí)三原色的亮度值并不相等，但CIE卻把每一原色的亮度值作為一個(gè)單位看待，所以色光加色法中紅、綠、藍(lán)三原色光等比例混合得到白光。其表達(dá)式為（R）+（G）+（B）=（W）。紅光和綠光等比例混合得到黃光，即（R）+（G）=（Y）；紅光和藍(lán)光等比例混合得到品紅光，即（R）+（B）=（M）；綠光和藍(lán)光等比例混合得到青光，即（B）+（G）=（C），如圖2-7所示。假如不等比例混合，則會(huì)得到更加豐富的混合效果，如：黃綠、藍(lán)紫、青藍(lán)等。圖2-7加色混色圖從色光混合的能量角度分析，色光加色法的混色方程為：式中：C為混合色光總量；（R）、（G）、（B）為三原色的單位量；a、b、g為三原色分量系數(shù)。此混色方程十分明確地表達(dá)了復(fù)色光中的三原色成分。

從人眼對(duì)色光物理刺激的生理反映角度分析，色光加色混合的數(shù)學(xué)形式為：式中：C為混合色覺(jué)；為光譜三刺激值。自然界和現(xiàn)實(shí)生活中，存在很多色光混合加色現(xiàn)象。例如太陽(yáng)初升或?qū)⒙鋾r(shí)，一部分色光被較厚的大氣層反射到太空中，一部分色光穿透大氣層到地面，由于云層厚度及位置不同，人們有時(shí)可以看到透射的色光，有時(shí)可以看到部分透射和反射的混合色光，使天空出現(xiàn)了豐富的色彩變化。

（三）加色法實(shí)質(zhì)

加色法是色光與色光混合生成新色光的呈色方法。參與混合的每一種色光都具有一定的能量，這些具有不同能量的色光混合時(shí)，可以導(dǎo)致混合色光能量的變化。

色光直接混合時(shí)產(chǎn)生新色光的能量是參與混合的各色光的能量之和。如圖2-8所示，照射面積相同的兩種色光--紅光與綠光混合，混合后的面積仍然與混合前單色光的面積相同，但光的能量卻增大了，所以導(dǎo)致了混合后色光亮度的增長(zhǎng)。（四）加色混合種類(lèi)

色光混合的實(shí)現(xiàn)方法重要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是視覺(jué)器官外的混合，另一類(lèi)是視覺(jué)器官內(nèi)的混合。

1、視覺(jué)器官外的加色混合

視覺(jué)器官外的加色混合是指色光在進(jìn)入人眼之前就已經(jīng)混合成新的色光。色光的直接匹配就是視覺(jué)器官外的加色混合。光譜上各種單色光形成白光，是最典型的視覺(jué)器官外的加色混合這種加色混合的特點(diǎn)是：在進(jìn)入人眼之前各色光的能量就已經(jīng)疊加在一起，混合色光中的各原色光對(duì)人眼的刺激是同時(shí)開(kāi)始的，是色光的同時(shí)混合。

2、視覺(jué)器官內(nèi)的加色混合

視覺(jué)器官內(nèi)的加色混合是指參與混合的各單色光，分別刺激人眼的三種感色細(xì)胞，使人產(chǎn)生新的綜合色彩感覺(jué)，它涉及靜態(tài)混合與動(dòng)態(tài)混合。

（1）靜態(tài)混合

靜態(tài)混合是指各種顏色處在靜態(tài)時(shí)，反射的色光同時(shí)刺激人眼而產(chǎn)生的混合，如細(xì)小色點(diǎn)的并列與各單色細(xì)線的縱橫交錯(cuò)，所形成的顏色混合，均屬靜態(tài)混合，各色反射光是同時(shí)刺激人眼的，也是色光的同時(shí)混合。細(xì)小色點(diǎn)并列的加色混合如圖2-9a及彩圖2-9b所示。

由于視銳度所限，人們不能將相隔太近，且面積又很小的色點(diǎn)或色線分辨開(kāi)來(lái)，而將它們視為一種混合色。圖2-9a是黃色點(diǎn)與青色點(diǎn)并列時(shí)的放大圖，黃色與青色的反射光同時(shí)刺激人眼的感色細(xì)胞，使人產(chǎn)生的色彩感覺(jué)既不是單純的黃色，也不是單純的青色，而是青色與黃色的混合色--綠色，這是由于色點(diǎn)相距太近，人眼的感色細(xì)胞無(wú)法區(qū)分開(kāi)，從而產(chǎn)生了綜合色覺(jué)。圖2-9a色光的靜態(tài)混合彩圖2-9b空混構(gòu)成（2）動(dòng)態(tài)混合

動(dòng)態(tài)混合是指各種顏色處在動(dòng)態(tài)時(shí)，反射的色光在人眼中的混合，如彩色轉(zhuǎn)盤(pán)的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，各種色塊的反射光不是同時(shí)在人眼中出現(xiàn)，而是一種色光消失，另一種色光出現(xiàn)，先后交替刺激人眼的感色細(xì)胞，由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，使人產(chǎn)生混合色覺(jué)。

人眼之所以可以看清一個(gè)物體，乃是由于該物體在光的照射下，物體所反射或透射的光進(jìn)入人眼，刺激了視神經(jīng)，引起了視覺(jué)反映。當(dāng)這個(gè)物體從眼前移開(kāi)，對(duì)人眼的刺激作用消失時(shí)，該物體的形狀和顏色不會(huì)隨著物體移開(kāi)而立即消失，它在人眼還可以作一個(gè)短暫停留，時(shí)間大約為1/10秒。物體形狀及顏色在人眼中這個(gè)短暫時(shí)間的停留，就稱(chēng)為視覺(jué)暫留現(xiàn)象。正由于有了這種視覺(jué)暫留現(xiàn)象，人們才干欣賞到電影、電視的連續(xù)畫(huà)面。視覺(jué)暫留現(xiàn)象是視錯(cuò)覺(jué)的一種表現(xiàn)。

人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象是色光動(dòng)態(tài)混合呈色的生理基礎(chǔ)，如圖2-10所示的彩色轉(zhuǎn)盤(pán)。

在轉(zhuǎn)盤(pán)上以1：1的比例間隔均勻地涂上紅、綠兩種顏色?？焖俎D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，可以看到轉(zhuǎn)盤(pán)上已不再是紅、綠兩種顏色，而是一個(gè)黃色。這是由于：當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，假如紅色反射光進(jìn)入人眼，就會(huì)刺激感紅細(xì)胞。當(dāng)紅色轉(zhuǎn)過(guò)，綠色反射光進(jìn)入人眼，就刺激了感綠細(xì)胞。此時(shí)，感紅細(xì)胞所受刺激并沒(méi)有消失，它繼續(xù)停留1/10秒地時(shí)間。在這個(gè)瞬間，感紅細(xì)胞與感綠細(xì)胞同時(shí)興奮，就產(chǎn)生了綜合的黃色感覺(jué)。彩色轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)地越快，這種混合就越徹底。

動(dòng)態(tài)混合是由參與混合的色光先后交替連續(xù)刺激人眼，因此又稱(chēng)為色光的先后混合。圖2-10色光動(dòng)態(tài)混合通常情況下，人眼可以對(duì)的地觀測(cè)及判斷外界事物的狀態(tài)，如大小、形狀、顏色等，但假如商品包裝的顏色分布太雜，顏色面積太小或多種顏色的交替速度過(guò)快，人眼的分辨能力則受到影響，就會(huì)使所觀測(cè)到的顏色與實(shí)際有所差別。

（五）色光混合規(guī)律

1、色光連續(xù)變化規(guī)律

由兩種色光組成的混合色中，假如一種色光連續(xù)變化，混合色的外貌也連續(xù)變化?？梢酝ㄟ^(guò)色光的不等量混合實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到這種混合色的連續(xù)變化。紅光與綠光混合形成黃光，若綠光不變，改變紅光的強(qiáng)度使其逐漸減弱，可以看到混合色由黃變綠的各種過(guò)渡色彩，反之，若紅光不變，改變綠光的強(qiáng)度使其逐漸減弱，可以看到混合色由黃變紅的各種過(guò)渡色彩。

2、補(bǔ)色律

在色光混合實(shí)驗(yàn)中可以看到：三原色光等量混合，可以得到白光。假如先將紅光與綠光混合得到黃光，黃光再與藍(lán)光混合，也可以得到白光。白光還可以由此外一些色光混合得到。假如兩種色光混合后得到白光，這兩種色光稱(chēng)為互補(bǔ)色光，這兩種顏色稱(chēng)為補(bǔ)色。

補(bǔ)色混合具有以下規(guī)律：每一個(gè)色光都有一個(gè)相應(yīng)的補(bǔ)色光，某一色光與其補(bǔ)色光以適當(dāng)比例混合，便產(chǎn)生白光，最基本的互補(bǔ)色有三對(duì)：紅-青，綠-品紅，藍(lán)-黃。

補(bǔ)色的一個(gè)重要性質(zhì)：一種色光照射到其補(bǔ)色的物體上，則被吸取。如用藍(lán)光照射黃色物體，則呈現(xiàn)黑色。如圖2-11所示。圖2-11物體對(duì)補(bǔ)色光的吸取運(yùn)用這個(gè)道理，我們可以用某一色光的補(bǔ)色控制這一色光。假如控制綠色，可以通過(guò)調(diào)節(jié)品紅顏料層的濃度來(lái)控制其反射（透射）率，以達(dá)成合適的強(qiáng)度。

3、中間色律

中間色律的重要內(nèi)容是：任何兩種非補(bǔ)色光混合，便產(chǎn)生中間色。其顏色取決于兩種色光的相對(duì)能量，其鮮艷限度取決于兩者在色相順序上的遠(yuǎn)近。

任何兩種非補(bǔ)色光混合，便產(chǎn)生中間色最典型的實(shí)例是三原色光兩兩等比例混合，可以得到它們的中間色：(R)+(G)=(Y)；(G)+(B)=(C)；(R)+(B)=(M)。其它非補(bǔ)色混合，都可以產(chǎn)生中間色。顏色環(huán)上的橙紅光與青綠光混合，產(chǎn)生的中間色的位置在橙紅光與青綠光的連線上。其顏色由橙紅光與青綠光的能量決定：若橙紅光的強(qiáng)度大，則中間色偏橙，反之則偏青綠色。其鮮艷限度由相混合的兩色光在顏色環(huán)上的位置決定：此兩色光距離愈近，產(chǎn)生的中間色愈靠近顏色環(huán)邊線，就愈接近光譜色，因此，就愈鮮艷；反之，產(chǎn)生的中間色靠近中心白光，其鮮艷限度下降。

4、代替律

顏色外貌相同的光，不管它們的光譜成份是否同樣在色光混合中都具有相同的效果。凡是在視覺(jué)上相同的顏色都是等效的。即相似色混合后仍相似。

假如顏色光A=B、C=D，那么：A+C=B+D

色光混合的代替規(guī)律表白：只要在感覺(jué)上顏色是相似的便可以互相代替，所得的視覺(jué)效果是同樣的。設(shè)A+B=C，假如沒(méi)有直接色光B，而X+Y=B，那么根據(jù)代替律，可以由A+X+Y=C來(lái)實(shí)現(xiàn)C。由代替律產(chǎn)生的混合色光與本來(lái)的混合色光在視覺(jué)上具有相同的效果。

色光混合的代替律是非常重要的規(guī)律。根據(jù)代替律，可以運(yùn)用色光相加的方法產(chǎn)生或代替各種所需要的色光。色光的代替律，更加明確了同色異譜色的應(yīng)用意義。

5、亮度相加律

由幾種色光混合組成的混合色的總亮度等于組成混合色的各種色光亮度的總和。這一定律叫作色光的亮度相加律。色光的亮度相加規(guī)律，體現(xiàn)了色光混合時(shí)的能量疊加關(guān)系，反映了色光加色法的實(shí)質(zhì)。

以上五個(gè)規(guī)律是色光混合的基本規(guī)律。從這些規(guī)律中可以看出：以各種比例的三原色光相混合，可以產(chǎn)生自然界中的各種色彩。熟悉了色光混合的基本規(guī)律，就可以大體知道一個(gè)比較復(fù)雜的色光，是由那幾個(gè)原色光組成的，或者幾個(gè)比較單純的色光混合起來(lái)，會(huì)形成什么樣的色光。這對(duì)于我們?cè)诎b色彩的設(shè)計(jì)和彩色原稿的分析中，都有著十分重要的意義。

二色料減色法

〈一〉色料三原色

在光的照耀下，各種物體都具有不同的顏色。其中很多物體的顏色是通過(guò)色料的涂、染而具有的。凡是涂染后可以使無(wú)色的物體呈色、有色物體改變顏色的物質(zhì)，均稱(chēng)為色料。色料可以是有機(jī)物質(zhì)，也可以是無(wú)機(jī)物質(zhì)。色料有染料與顏料之分。

色料和色光是截然不同的物質(zhì)，但是它們都具有眾多的顏色。在色光中，擬定了紅、綠、藍(lán)三色光為最基本的原色光。在眾多的色料中，是否也存在幾種最基本的原色料，它們不能由其它色料混合而成，卻能調(diào)制出其它各種色料？通過(guò)色料混合實(shí)驗(yàn)，人們發(fā)現(xiàn)：采用與色光三原色相同的紅、綠、藍(lán)三種色料混合，其混色色域范圍不如色光混合那樣寬廣。紅、綠、藍(lán)任意兩種色料等量混合，均能吸取絕大部分的輻射光而呈現(xiàn)具有某種色彩傾向的深色或黑色。從能量觀點(diǎn)來(lái)看，色料混合，光能量減少，混合后的顏色必然暗于混合前的顏色。因此，明度低的色料調(diào)配不出明亮的顏色，只有明度高的色料作為原色才干混合出數(shù)目較多的顏色，得到較大的色域。

從色料混合實(shí)驗(yàn)中，人們發(fā)現(xiàn)，能透過(guò)（或反射）光譜較寬波長(zhǎng)范圍的色料青、品紅、黃三色，能匹配出更多的色彩。在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，人們進(jìn)一步明確：由青、品紅、黃三色料以不同比例相混合，得到的色域最大，而這三色料自身，卻不能用其余兩種原色料混合而成。因此，我們稱(chēng)青、品紅、黃三色為色料的三原色。

需要說(shuō)明的是，在包裝色彩設(shè)計(jì)和色彩復(fù)制中，有時(shí)會(huì)將色料三原色稱(chēng)為紅、黃、藍(lán)，而這里的紅是指品紅（洋紅），而藍(lán)是指青色（湖藍(lán)）。

〈二〉色料減色法及其實(shí)質(zhì)

顏色是物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)所固有的光學(xué)特性。一切物體呈色都是通過(guò)對(duì)光的客觀反映而實(shí)現(xiàn)的。所謂"減色"，是指加入一種原色色料就會(huì)減去入射光中的一種原色色光（補(bǔ)色光）。因此，在色料混合時(shí)，從復(fù)色光中減去一種或幾種單色光，呈現(xiàn)另一種顏色的方法稱(chēng)為減色法。ab圖2-12我們以色光照射抱負(fù)濾色片為例來(lái)說(shuō)明。當(dāng)一束白光照射品紅濾色片的情況，如圖2-12a所示。根據(jù)補(bǔ)色的性質(zhì)，品紅濾色片吸取了R、G、B三色中G，而將剩余R和B透射出來(lái)，從而呈現(xiàn)了品紅色。圖2-12b為青和品紅二原色色料等比例疊加的情況，當(dāng)白光照射青、品紅濾色片時(shí)，青濾色片吸取了R，品紅濾色片吸取了G，最后只剩下了B，也就是說(shuō)，青色和品紅色色料等比例混合呈現(xiàn)出藍(lán)色，表達(dá)式為：（C）+（M）=（B）。同樣，青、黃二原色色料等比例混合得到綠色，即（C）+（Y）=（G）；品紅、黃二原色色料等量混合得到紅色，即（M）+（Y）=（R）；而青、品紅、黃三種原色色料等比例混合就得到黑色，即（C）+（M）+（Y）=（Bk）。三原色料等比例混合可由圖2-13表達(dá)。圖2-13減色混色圖青、品紅、黃是色料中用來(lái)配制其它顏色的最基本的顏色，稱(chēng)之為原色或第一次色。間色是由兩種原色料混合而得到的，稱(chēng)為第二次色。對(duì)于紅色色料可以認(rèn)為是黃色色料和品紅色料的混合，即（R）=（M）+（Y）；同理，綠色色料有（G）=（C）+（Y）；藍(lán)色色料有（B）=（C）+（M）。這樣在對(duì)間色呈色原理進(jìn)行分析時(shí)，色料的間色就可以用原色來(lái)表達(dá)。復(fù)色是由三種原色料混合而得到的顏色。

色料的呈色是由于色料選擇性地吸取了入射光中的補(bǔ)色成分，而將剩余的色光反射或透射到人眼中。減色法的實(shí)質(zhì)是色料對(duì)復(fù)色光中的某一單色光的選擇性吸取，而使入射光的能量減弱。由于色光能量下降，使混合色的明度減少。

（三）色料混合變化規(guī)律

1、三種原色的混合

三種原色料等比例混合，可以得到黑色，即：式中，表達(dá)色料混合后反射（透射）出的色光。

三種原色料不等量混合時(shí)，可以得到復(fù)色，其一般形式為：式中：C減為混合色料；（Y）、（M）、（C）為色料三原色的單位量；a、b、g為三原色料份量系數(shù)。

通過(guò)混色方程，可以了解各種混合色中三原色料的比例關(guān)系，為對(duì)的調(diào)制顏料提供依據(jù)。

2、原色與間色混合

（1）互補(bǔ)色料

三原色料等比例混合可以得到黑色，即：（Y）+（M）+（C）=（Bk）。若先將黃色與品紅色混合得到其間色紅色，然后再與青色混合，上式可以寫(xiě)成：（R）+（C）=（Bk）。

象這樣兩種色料相混合成為黑色，我們稱(chēng)這兩種色料為互補(bǔ)色料，這兩種顏色稱(chēng)為互補(bǔ)色。其意義在于給青色補(bǔ)充一個(gè)紅色可以得到黑色；反之，給紅色補(bǔ)充一個(gè)青色亦成為黑色。除了紅、青兩色是一對(duì)互補(bǔ)色外，在色料中，品紅與綠，黃與藍(lán)也各是一對(duì)互補(bǔ)色。

由于三原色比例的多種變化，構(gòu)成補(bǔ)色關(guān)系的顏色有很多并不僅限于以上幾對(duì)，只要兩種色料混合后形成黑色，就是一對(duì)互補(bǔ)色料。任何色料都有其相應(yīng)的補(bǔ)色料。

色料混合中，補(bǔ)色的應(yīng)用是十分廣泛的。如在繪畫(huà)中，畫(huà)面上某處色彩需要加暗時(shí)，并不一定要使用黑色，只要在該處涂以原色彩的補(bǔ)色即可。彩色印刷過(guò)程中，調(diào)用專(zhuān)用墨色時(shí)，應(yīng)特別注意補(bǔ)色的使用。當(dāng)調(diào)用較鮮艷的淺色時(shí)，如不恰本地加入了補(bǔ)色，則會(huì)使墨色變得灰暗。

（2）間色與其非互補(bǔ)色的原色混合

間色與其互補(bǔ)色色料混合呈現(xiàn)黑色，而間色與非互補(bǔ)色的原色色料混合呈色現(xiàn)象則較為復(fù)雜。為了更好地解釋這一現(xiàn)象，假設(shè)1個(gè)單位厚度的原色色料能將1個(gè)單位的補(bǔ)色光完全吸取。以抱負(fù)的紅濾色片和黃濾色片疊合為例，當(dāng)1個(gè)單位的白光入射時(shí)，呈色過(guò)程如圖2-14所示，表達(dá)式如下：

①1個(gè)單位厚的紅濾色片和1個(gè)單位厚的黃濾色片疊合：

{（Y）+（M）}+（Y）=2（Y）+（M）T（R）紅色

②1/2個(gè)單位厚的紅濾色片和1/2個(gè)單位厚的黃濾色片疊合：

{1/2（Y）+1/2（M）}+1/2（Y）=（Y）+1/2（M）T1/2（R）+1/2（Y）紅黃

③1/4個(gè)單位厚的紅濾色片和1/4個(gè)單位厚的黃濾色片疊合：

{1/4（Y）+1/4（M）}+1/4（Y）=1/2（Y）+1/4（M）T1/4（R）+1/4（Y）+1/2（W）淡紅黃

間色與非互補(bǔ)色的原色混合，隨著濃度的不同，不僅明度和飽和度發(fā)生變化，并且色相也產(chǎn)生了變化。混合色料濃度（厚度）大時(shí)，呈現(xiàn)出間色的色相；當(dāng)濃度減小時(shí)，變?yōu)殚g色和原色的混合色相。（3）間色與間色混合

兩種間色色料混合，隨著色料的濃度的不同，呈現(xiàn)的色彩出現(xiàn)了很大的變化。將抱負(fù)紅濾色片和綠濾色片疊合在一起，當(dāng)1個(gè)單位的白光入射時(shí)，隨著濾色片厚度的變化，會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色。呈色過(guò)程如圖2-15所示，表達(dá)式如下：

①1個(gè)單位的紅濾色片和1個(gè)單位的綠濾色片疊合：

{（Y）+（M）}+{（Y）+（C）}=2（Y）+（M）+（C）（BK）黑色

②1/2個(gè)單位厚的紅濾色片和1/2個(gè)單位厚的綠濾色片疊合：

{1/2(Y)+1/2(M)}+{1/2(Y)+1/2(C)}=(Y)+1/2(M)+1/2(C)1/2（Y）黃色

③1/4個(gè)單位厚的紅濾色片和1/4個(gè)單位厚的綠濾色片疊合：

{1/4（Y）+1/4(M)}+{1/4(Y)+1/4(C)}=1/2(Y)+1/4(M)+1/4(C)1/4（Y）+1/2（W）淡黃色

間色色料混合顏色較深，當(dāng)色料濃度（厚度）較大時(shí)呈現(xiàn)黑色，飽和度為0，隨著濃度（厚度）的減小，逐漸呈現(xiàn)杰出彩、明度變大，飽和度迅速增長(zhǎng)，達(dá)成一定限度后逐漸減小。

這種間色混合現(xiàn)象，常出現(xiàn)于光源亮度改變的情況下，對(duì)于某一間色混合色樣（顏料層厚度不變），當(dāng)照明光源的亮度改變時(shí)，同樣會(huì)出現(xiàn)色相、明度和飽和度的變化，這對(duì)印刷色彩的再現(xiàn)及包裝色彩的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

以上是復(fù)色的幾種基本混合方法。此外尚有原色與復(fù)色、間色與復(fù)色、原色與黑色的混合方法，均可以得到新的復(fù)色。無(wú)論那種混合方法，實(shí)質(zhì)上都是三原色料等比例或不等比例的混合。由此，可以進(jìn)一步證明：三原色料可以混合出現(xiàn)各種顏色，這是繪畫(huà)或印刷中，用少數(shù)幾種色料調(diào)制出各種色彩的理論依據(jù)。

三加色法與減色法的關(guān)系

加色法與減色法都是針對(duì)色光而言，加色法指的是色光相加，減色法指的是色光被減弱。

加色法與減色法又是迥然不同的兩種呈色方法。加色法是色光混合呈色的方法。色光混合后，不僅色彩與參與混合的各色光不同，同時(shí)亮度也增長(zhǎng)了；減色法是色料混合呈色的方法。色料混合后，不僅形成新的顏色，同時(shí)亮度也減少了。加色法是兩種以上的色光同時(shí)刺激人的視神經(jīng)而引起的色效應(yīng)；而減色法是指從白光或其它復(fù)色光中減某些色光而得到另一種色光刺激的色效應(yīng)。從互補(bǔ)關(guān)系來(lái)看，有三對(duì)互補(bǔ)色：R-C；G-M；B-Y。在色光加色法中，互補(bǔ)色相加得到白色；在色料減色法中，互補(bǔ)色相加得到黑色。

色光三原色是紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B），色料三原色是青（C）、品紅（M）、黃（Y）。人眼看到的永遠(yuǎn)是色光，色料三原色的擬定與三原色光有著必然的聯(lián)系。在對(duì)人眼的視覺(jué)研究中表白，視網(wǎng)膜上的中央窩內(nèi)，有三種感色細(xì)胞，即感紅、感綠、感藍(lán)視錐細(xì)胞。自然界的各種色彩，可以認(rèn)為是這三種視錐細(xì)胞受到不同刺激所產(chǎn)生的反映，因此，我們只要有效地控制進(jìn)入人眼的三原色光的刺激量，也就相對(duì)控制了自然界各種物質(zhì)的表面顏色。在色光相加混合中，通過(guò)紅、綠、藍(lán)三原色光能混合出較多的顏色，有最大的色域，為此我們選擇青色來(lái)控制紅光，青色是紅色的補(bǔ)色它能最有效地控制（吸取）紅光；同理，選擇綠色的補(bǔ)色品紅來(lái)控制綠光；選擇藍(lán)色的補(bǔ)色黃色來(lái)控制藍(lán)光。由于青、品紅、黃通過(guò)改變自身的厚度（或濃度），可以很容易的改變對(duì)紅、綠、藍(lán)三原色光的吸取量，以完畢控制進(jìn)入人眼的三原色光的數(shù)量。

運(yùn)用青、品紅、黃對(duì)反射光進(jìn)行控制，事實(shí)上是運(yùn)用它們從照明光源的光譜中選擇性吸取某些光譜的顏色，以剩余光譜色光完畢相加混色作用，同時(shí)也是對(duì)色光三原色紅、綠、藍(lán)的選擇和認(rèn)定。色光三原色紅、綠、藍(lán)和色料三原色青、品紅、黃是統(tǒng)一的，具有共同的本質(zhì)，是一個(gè)事物的兩個(gè)方面。它們都能得到較大的色域是必然的，由于照射到人眼的是色光。

色光加色法與色料減色法的聯(lián)系與區(qū)別，見(jiàn)表2-3。

四、設(shè)計(jì)軟件中三原色的明度關(guān)系

在CorelDRAW9.0（或Photoshop）中，我們給出RGB值便可觀測(cè)到Lab值（圖2-16），結(jié)果見(jiàn)表2-4。圖2-16黃色的心理明度圖2-17色相環(huán)中色彩的明度從表2-4心理明度L值的大小可以看出在設(shè)計(jì)軟件中色彩的明度順序是：白、黃、青、綠、品紅、紅、藍(lán)、黑。RGB模式為加色法模式，色光混合亮度增長(zhǎng)，RGB的值相加數(shù)值越大色彩越明亮。CMY模式為減色法模式，色料混合光能量減小，CMY的值相加數(shù)值越大色彩越深暗。從組成的六色色相環(huán)（圖2-17）中可以看出，加色法模式中，紅、綠、藍(lán)為色光三原色明亮度較低，混合后明亮度增大，得到明亮度相對(duì)較高的黃光、青光和品紅光；減色法模式中，青、品紅、黃為色料的三原色明度較高，混合后光能量減小，得到明度相對(duì)較低的紅色、綠色和藍(lán)色。在六色色相環(huán)中，紅、綠、藍(lán)在其區(qū)域內(nèi)明度最低，青、品紅、黃在其區(qū)域內(nèi)明度最高。第二章色彩的物理理論

第三節(jié)彩色物體

一、物體對(duì)光的透射、吸取和反射

在我們周邊，每一種物體都呈現(xiàn)一定的顏色。這些顏色是由于光作用于物體才產(chǎn)生的。假如沒(méi)有光，我們就無(wú)法看到任何物體的顏色。因此，有光的存在，才有物體顏色的體現(xiàn)。

從顏色角度來(lái)看，所有物體可以提成兩類(lèi)：一類(lèi)是能向周邊空間輻射光能量的自發(fā)光體，即光源。其顏色決定于它所發(fā)出光的光譜成份；另一類(lèi)是不發(fā)光體，其自身不能輻射光能量，但能不同限度地吸取、反射或透射投射其上的光能量而呈現(xiàn)顏色。這里，我們重要討論不發(fā)光體顏色的形成問(wèn)題。

無(wú)論哪一種物體，只要受到外來(lái)光波的照射，光就會(huì)和組成物體的物質(zhì)微粒發(fā)生作用。由于組成物質(zhì)的分子和分子間的結(jié)構(gòu)不同，使入射的光提成幾個(gè)部分：一部分被物體吸取，一部分被物體反射，再一部分穿透物體，繼續(xù)傳播（圖2-18）。圖中為入射光通量；為透射光通量；為反射光通量；為物體吸取的光通量。

（一）、透射

透射是入射光通過(guò)折射穿過(guò)物體后的出射現(xiàn)象。被透射的物體為透明體或半透明體，如玻璃，濾色片等。若透明體是無(wú)色的，除少數(shù)光被反射外，大多數(shù)光均透過(guò)物體。為了表達(dá)透明體透過(guò)光的限度，通常用入射光通量（見(jiàn)圖2-18）與透過(guò)后的光通量之比τ來(lái)表征物體的透光性質(zhì)，τ稱(chēng)為光透射率。圖2-18表達(dá)為從色彩的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)透明體都可以用光譜透射率分布曲線來(lái)描述，此光譜透射率分布曲線為一相對(duì)值分布。所謂光譜透射率定義為從物體透射出的波長(zhǎng)λ的光通量與入射于物體上的波長(zhǎng)λ的光通量之比。表達(dá)為通常在測(cè)量透射樣品的光譜透射率時(shí)，還應(yīng)以與樣品相同厚度的空氣層或參比液作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較測(cè)量。

（二）、吸取

物體對(duì)光的吸取有兩種形式：假如物體對(duì)入射白光中所有波長(zhǎng)的光都等量吸取，稱(chēng)為非選擇性吸取。例如白光通過(guò)灰色濾色片時(shí)，一部分白光被等量吸取，使白光能量減弱而變暗。假如物體對(duì)入射光中某些色光比其它波長(zhǎng)的色光吸取限度大，或者對(duì)某些色光主線不吸取，這種不等量地吸取入射光稱(chēng)為選擇性吸取。例如白光通過(guò)黃色濾色片時(shí)，藍(lán)光被吸取，其余色光均可透過(guò)。

物體表面的物質(zhì)之所以能吸取一定波長(zhǎng)的光，這是由物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定的?？梢?jiàn)光的頻率為不同物體由于其分子和原子結(jié)構(gòu)不同，就具有不同的本征頻率，因此，當(dāng)入射光照射在物體上，某一光波的頻率與物體的本征頻率相匹配時(shí)，物體就吸取這一波長(zhǎng)（頻率）光的輻射能，使電子的能級(jí)躍遷到高能級(jí)的軌道上，這就是光吸取。

在光的照射下，光粒子與物質(zhì)的微粒作用，這些物質(zhì)吸取某些波長(zhǎng)的光粒子，而不吸取此外一些波長(zhǎng)的光粒子，使得不同物質(zhì)具有不同的顏色。例如，油墨的顏色是顏料的分子結(jié)構(gòu)所決定的。分子結(jié)構(gòu)的某些基團(tuán)吸取某種波長(zhǎng)的光，而不吸取此外波長(zhǎng)的光，從而使人覺(jué)得仿佛這一物質(zhì)"發(fā)出顏色"似的，因此把這些基團(tuán)稱(chēng)為"發(fā)色基團(tuán)"。例如，無(wú)機(jī)顏料結(jié)構(gòu)中有發(fā)色團(tuán)，如鉻酸鹽顏料是（重鉻酸根），呈黃色；氧化鐵顏料的發(fā)色團(tuán)是呈紅色；鐵藍(lán)顏料的發(fā)色團(tuán)是呈藍(lán)色。這些不同的分子結(jié)構(gòu)對(duì)光波有選擇性的吸取，反射出不同波長(zhǎng)的光。

表面覆蓋了涂料的物體，對(duì)于不透明的涂料來(lái)說(shuō)，顏料顆粒反射回的光還受到顏料連結(jié)料性質(zhì)的影響；假如涂料是透明的，物體的顏色不僅取決于涂料的顏色，還很大限度上決定于涂料層下物體的顏色。

白光投射到非選擇性吸取物體上時(shí)，各種波長(zhǎng)的光被吸取的限度同樣，所以，從物體上反射或透射出來(lái)的光譜成份不變，即這類(lèi)物體對(duì)于各種波長(zhǎng)的光的吸取是均等的，產(chǎn)生消色的效果。

光照射到非選擇性吸取的物體上，反射或透射出來(lái)的光與入射光的強(qiáng)度相比，有不同限度的減少。反射率不到10%的非選擇性吸取的物體的顏色稱(chēng)為黑色。反射率在75%以上的非選擇性吸取的物體的顏色稱(chēng)為白色。非選擇性吸取的物體對(duì)白光反射率的大小標(biāo)志著物體的黑白的限度。

（三）、反射

這里所說(shuō)的反射是指選擇反射，非透明體受到光照射后，由于其表面分子結(jié)構(gòu)差異而形成選擇性吸取，從而將可見(jiàn)光譜中某一部分波長(zhǎng)的輻射能吸取了，而將剩余的色光反射出來(lái)，這種物體稱(chēng)為非透過(guò)體或反射體。

圖2-19（A）表達(dá)了入射光通量與反射光通量。不透明體反射光的限度，可用光反射率ρ來(lái)表達(dá)。光反射率可以定義為"被物體表面反射的光通量與入射到物體表面的光通量之比。"可表達(dá)為從色彩的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)反射物體對(duì)光的反射效應(yīng)，可以以光譜反射率分布曲線來(lái)描述。光譜反射率定義為"在波長(zhǎng)λ的光照射下，樣品表面反射的光通量與入射光通量之比。表達(dá)為對(duì)圖2-19（A）,若用光譜反射率來(lái)分析，則可以說(shuō)在入射白光光譜中，藍(lán)色光和綠色光部分被吸取，值接近于零；只有紅色光部分的輻射能被反射，具有較大的值，故該物體表面呈紅色。圖2-19（B）是該物體表面的光譜反射率分布曲線，習(xí)慣上稱(chēng)為分光反射曲線或簡(jiǎn)稱(chēng)分光曲線。分光反射曲線可以精確地描述物體的顏色，對(duì)色彩的定量描述有重要意義。圖2-19物體對(duì)光的反射有三種形式，抱負(fù)鏡面的全反射，粗糙表面的漫反射，及半光澤表面的吸取反射。

抱負(fù)的鏡面可以反射所有的入射光，但以鏡面反射角的方向定向反射（圖2-20a）。完全漫反射體朝各個(gè)方向反射光的亮度是相等的（圖2-20b）。

實(shí)際生活中絕大多數(shù)彩色物體表面，既不是抱負(fù)鏡面，也不是完全漫反射體,而是居兩者之中，稱(chēng)為半光澤表面。這種性質(zhì)可以用變角光度計(jì)測(cè)量其表面反射率因數(shù)的分布狀況，從而得到圖2-21所示的分布曲線。圖中從測(cè)試樣中心到曲線的半徑距離，表達(dá)在該方向上反射率因數(shù)的大?。磺€a是一個(gè)半圓，表達(dá)完全漫反射體的反射率因數(shù)分布；曲線b是半光澤表面反射率因數(shù)分布，這表達(dá)在鏡面反射方向有較強(qiáng)的反射能力。

對(duì)于印刷用紙，其表面應(yīng)屬于半光澤表面，圖2-22所示是兩種紙張，入射角為45°，觀測(cè)者在0o位置，圖2-22（a）是涂料紙，圖2-22（b）是非涂料紙。圖2-20圖2-21圖2-22在彩色印品中，通常是將透明油墨印在紙張上，當(dāng)入射光以45°照射在印刷墨層表面上時(shí)，大約有4%的入射光在墨層表面被反射，稱(chēng)為首層表面反射光；若印刷墨層表面光澤較強(qiáng)，則這4%的首層表面反射光作定向反射，因此不易進(jìn)入人的眼睛；其余入射光穿過(guò)油墨層，通過(guò)油墨的選擇性吸取后，再透射出來(lái)，這就是我們觀測(cè)到的主色光。如圖2-23（a）所示。假如印刷表面粗糙，則這4%的首層表面反射光，將朝各個(gè)方面作漫反射，如圖2-23（b）所示，此時(shí)我們觀察到的色光，就是主色光與首層表面反射光的混合光。由于這里有白光的摻和，就減少了主色光的飽和度。所以，同一種油墨印刷在不同的紙上，假如提高印刷表面光澤度，就可以使觀測(cè)到的色光中，減少首層表面反射的白光，從而提高了色彩的飽和度，促使顏色鮮艷。圖2-23二、物體呈色機(jī)理及影響因素

（一）、物體色

物體對(duì)光的選擇性吸取是物體呈色的重要因素。我們說(shuō)"花是紅色的"，是由于它吸取了白色光中400～500nm的藍(lán)色光和500～600nm的綠色光，僅僅反射了600～700nm的紅色光?；ㄗ陨頉](méi)有色彩，光才是色彩的源泉。假如紅色表面用綠光來(lái)照射，那么就呈現(xiàn)黑色，由于綠光波長(zhǎng)的輻射能被所有吸取了，它不包含可反射的紅光波長(zhǎng)?？梢?jiàn)，物體在不同的光譜組成的光的照射下，會(huì)呈現(xiàn)出不同的色彩。所以，"色彩"并不是物質(zhì)自身的物理性實(shí)體，只有光波波長(zhǎng)才是物理性現(xiàn)實(shí)存在，物體的固有性質(zhì)只是它對(duì)可見(jiàn)光譜中某些波段吸取或反射的能力。從這個(gè)意義上講，世界上一切物體自身都是無(wú)色的，只是由于它們對(duì)光譜中不同波長(zhǎng)的光的選擇性吸取，才決定了它的顏色。無(wú)光則無(wú)色，是光賦予了自然界豐富多彩的顏色。

顯然，物體顏色是受光源的光譜組成（光源光譜能量分布）所決定的，所以物體的顏色可以這樣解釋?zhuān)涸撐矬w自身不發(fā)光，而是從被照射的光里選擇性吸取了一部分光譜波長(zhǎng)的色光，而反射（或透過(guò)）剩余的色光，我們所看到的色彩是剩余的色光，這就是物體的顏色，簡(jiǎn)稱(chēng)物體色。

（二）、固有色

長(zhǎng)期以來(lái)，人們習(xí)慣于在日光下辨認(rèn)物體的顏色。人們對(duì)物體呈現(xiàn)的顏色記憶和稱(chēng)呼隨著歷史的發(fā)展而固定下來(lái)。因此，我們把物體在標(biāo)準(zhǔn)日光下的顏色，稱(chēng)為固有色。

自然界中的一切物體都有其固有的本征頻率，對(duì)入射的白光都有固定的選擇吸取特性，也就具有固定的反射率和透射率。因此人們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)日光下看到的物體顏色是穩(wěn)定的。固有色給人的印象最深刻，形成了記憶，又稱(chēng)為記憶色。

（三）、光源色對(duì)物體顏色的影響

光源所呈現(xiàn)的顏色為光源色。各種光源都有其特定的光譜能量分布，可以發(fā)出不同顏色的色光。光源色是影響物體顏色的重要因素。光源色的變化，勢(shì)必影響物體的顏色。由于光源自身結(jié)構(gòu)和傳播空間的影響，使光源色時(shí)常在變化著。表現(xiàn)在以下幾方面：

1、亮度的變化

自然光源受氣候條件的影響，時(shí)刻發(fā)生亮度的變化，很不穩(wěn)定。如晴天和陰天的太陽(yáng)光強(qiáng)度相差很大。人造光源比自然光源穩(wěn)定，但也有亮度的變化。例如白熾燈，亮度增大時(shí)，顏色趨向于白；亮度減弱時(shí)，顏色趨向于紅。光源的亮度變化對(duì)物體顏色有直接的影響。物體的固有色在入射光亮度適中的時(shí)候表現(xiàn)最充足。太亮的強(qiáng)光會(huì)使固有色變淺，太暗則會(huì)使固有色灰暗乃至消失。

2、距離的變化

光源與觀測(cè)者距離的變化，會(huì)使光源色發(fā)生改變。如白熾燈光，隨著距離的推遠(yuǎn)，其顏色由黃逐漸向橙、橙紅、紅色變化。

3、傳播媒質(zhì)的變化

光傳播媒質(zhì)的變化也會(huì)改變光源色。由于大氣厚度不斷改變，太陽(yáng)光的顏色也時(shí)刻在變化著。上午、傍晚太陽(yáng)光投射角度為15°左右，陽(yáng)光要穿透較厚的大氣層才干到達(dá)地面，由于光的散射，使光譜中紅、橙光透過(guò)較多，此時(shí)光源色為橙紅色；白天太陽(yáng)光投射角度為60°～90°，太陽(yáng)光的散射作用比較均勻，透到地面的光源色為白色。

物體表面的色彩與光源的光譜成份有極大的關(guān)系。用于照明的光源色往往是極復(fù)雜的。也許是單色光，也也許是復(fù)色光。就復(fù)色光而言，其光譜成份也也許不相同。物體對(duì)入射光的吸取、反射、透射的光學(xué)特性雖然不受光源的影響，但當(dāng)光源的光譜成份發(fā)生變化時(shí)，必然影響到物體的反射或透射光的光譜成份，從而使物體的表面顏色隨著光源色的變化而變化。消色物體在彩色光源的照射下，會(huì)呈現(xiàn)彩色。白色物體，在紅光照射下呈現(xiàn)紅色；在紅光和藍(lán)光的同時(shí)照射下呈現(xiàn)品紅色。彩色物體在特定光源照射下，會(huì)呈現(xiàn)消色。例如，在白光下為綠色的物體，在暗室的紅燈照射下就幾乎成為黑色的物體了，由于綠色物體只反射綠光，而紅燈中沒(méi)有綠光的成份，物體表面在紅光照射下不能反射出綠色的光來(lái)，紅光又都被吸取了，因此顯出黑色，如圖2-24所示。圖2-24同一物體在不同光源下呈現(xiàn)不同顏色同理，在自然光或接近日光光譜的人造光源下觀測(cè)一張黃色的印樣，能很清楚地看出墨色深淺和層次的傳遞情況。由于在標(biāo)準(zhǔn)照明條件下，黃色的圖文容易與白紙區(qū)分開(kāi)。假如在普通白熾燈下觀測(cè)這張印樣，白紙上的黃墨層就看不太清楚了，很難判別油墨的深淺和層次的好壞。這是由于白熾燈的光譜中藍(lán)色成份較缺少，而使燈光偏黃，在這樣的燈光照明下，黃色圖文和白色紙張不容易分清，因此，圖文的深淺，層次很難看清。

光源色對(duì)物體色的影響重要表現(xiàn)在物體的光亮部位。不同的光源色對(duì)物體色彩變化的影響限度各不相同，大體以紅光最強(qiáng)﹑白光次之﹑再次為綠、藍(lán)、青、紫等。

4、環(huán)境色對(duì)物體顏色的影響

一般地講，物體的固有色是不變的。但是任何物體若放在其它有色物體中間，必然會(huì)受到周邊鄰近物體的顏色（即環(huán)境色）的影響。

環(huán)境色對(duì)物體色的影響在物體的暗部表現(xiàn)得比較明顯。環(huán)境色對(duì)物體的顏色的影響取決于環(huán)境色的強(qiáng)弱，鄰近物體與被觀視物體的距離，被觀視物體表面粗糙程度和顏色等性質(zhì)。一般地說(shuō)，鄰近物體與被觀視物體靠得越近，被觀視物體表面越光滑，反射光線越強(qiáng)，則環(huán)境對(duì)被觀視物體的顏色所施加的影響也越大。反之，與鄰近物體距離越遠(yuǎn)，表面越粗糙，顏色越淺，物體受環(huán)境色的影響越小。

環(huán)境對(duì)顏色的影響尚有另一種形式，如圖2-25所示，中央的小方塊都具有同樣的灰度，但由于受到周邊的顏色的影響，使人對(duì)每一塊色塊有的不同感受。因此，假如不把觀視條件擬定下來(lái)，無(wú)法把同一色塊的物理性質(zhì)和它所引起的視覺(jué)感受統(tǒng)一起來(lái)的。為此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)照明委員會(huì)（CIE）推薦了一套標(biāo)準(zhǔn)觀視條件。圖2-25背景對(duì)顏色的影響綜上所述，物體的基本顏色特性是固有色，但由于光源色與環(huán)境色的影響使物體表面的色彩豐富多變。在特定的光源與環(huán)境下物體呈現(xiàn)的顏色稱(chēng)為條件色。每一物體的顏色都是物體的固有色與條件色的綜合體現(xiàn)。

一般說(shuō)來(lái)，物體的固有色很容易確認(rèn)，而條件色卻很復(fù)雜，一幅好的藝術(shù)作品，恰恰是通過(guò)條件色來(lái)充足體現(xiàn)其復(fù)雜的空間關(guān)系的。因此，包裝設(shè)計(jì)和色彩復(fù)制工作者，應(yīng)更好地掌握條件色的變化規(guī)律，才干更真實(shí)、更準(zhǔn)確地作好包裝色彩的設(shè)計(jì)和復(fù)制工作。第二章色彩的物理理論

第四節(jié)密度在包裝印刷和攝影等現(xiàn)場(chǎng)（如印刷車(chē)間、工廠）測(cè)試中，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和控制最迅速、簡(jiǎn)便而又有效的儀器測(cè)量法，就是密度測(cè)量法。密度最初是用來(lái)測(cè)量膠片感光后銀沉積黑化的限度。由于膠片在曝光時(shí)的光量大小不同，使銀沉積變黑的限度不同，而使光透過(guò)率高低發(fā)生變化。由于光量的變化，在人的視覺(jué)感受上就產(chǎn)生明暗、深淺和黑白的感覺(jué)。所以，密度測(cè)量實(shí)質(zhì)上是透過(guò)光（反射光）的光量大小的度量，是視覺(jué)感受上眼睛對(duì)無(wú)彩色的白--灰--黑所組成的畫(huà)面明暗限度的度量。從數(shù)學(xué)意義上來(lái)說(shuō)，就是將作指數(shù)函數(shù)變化的光量，通過(guò)對(duì)數(shù)函數(shù)變換成接近于人眼對(duì)光量差別主觀感覺(jué)的等差變化（1、2、3……n）。現(xiàn)在，密度測(cè)量和密度計(jì)已經(jīng)成為包裝印刷中最重要的專(zhuān)用儀器，無(wú)論是對(duì)工藝技術(shù)和印刷原材料的評(píng)價(jià)，或者是在照相制版過(guò)程中用做檢查、控制的手段；或是在印刷過(guò)程中對(duì)彩色油墨與彩色圖象質(zhì)量的鑒定和評(píng)價(jià)，都離不開(kāi)密度計(jì)。

一、光密度

光密度有透射密度和反射密度之分，表達(dá)式如下：光透射密度光反射密度當(dāng)時(shí)，即表達(dá)入射光線所有透射過(guò)去；當(dāng)時(shí)，即，表達(dá)入射光線透過(guò)10%；當(dāng)時(shí)，即，表達(dá)透光率為1%。光密度是物體對(duì)入射光吸取限度的反映，光密度數(shù)值越大，物體色越暗。

光譜反射密度二、朗伯-比爾定律

由于物體吸取了部分可見(jiàn)光的能量，致使光強(qiáng)度變?nèi)?，并使物體呈現(xiàn)出某種顏色。假如本來(lái)是透明體，則仍然是透明的；假如所有的光都被吸取了，那么這種物體便是黑色的。光的吸取作用是受朗伯（Lamber）定律和比爾（Beer）定律這兩個(gè)物理定律支配的。朗伯定律指出，在一定的波長(zhǎng)下，光的吸取量與吸光材料的厚度成正比。比爾定律指出，在一定的波長(zhǎng)下，光的吸取量與吸光材料的濃度成正比。朗伯-比爾定律可以寫(xiě)成下面的數(shù)學(xué)形式：式中為介質(zhì)（如透明膠片、印刷油墨膜層等）的厚度（見(jiàn)圖2-26）；C為介質(zhì)的濃度（單位體積內(nèi)含色料的數(shù)量）；稱(chēng)為吸取物體的分子消光指數(shù)或吸光指數(shù)，它與吸取物體的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，與照射光的波長(zhǎng)有關(guān)。對(duì)于一般的吸?。ㄈ缰行曰疑?，近似于常數(shù)；而在部分吸取的情況下（如彩色物質(zhì)）,隨波長(zhǎng)不同而有顯著變化，對(duì)于不同波長(zhǎng)的色光,值差異很大。朗伯--比爾定律在印刷科學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，但是要注意，朗伯定律只限于吸取物質(zhì)是均勻的，比爾定律也只限于吸取物質(zhì)在一定的濃度范圍內(nèi)，當(dāng)濃度發(fā)生變化，產(chǎn)生離解、聚合等現(xiàn)象就不成立了。圖2-26三、色料（油墨）密度與厚度的關(guān)系

（一）影響油墨密度的因素

根據(jù)朗伯-比爾定律，計(jì)算密度的一般表達(dá)式為：當(dāng)油墨濃度C保持不變時(shí)，則同一種油墨的密度D應(yīng)與厚度成正比（由于吸光指數(shù)是常數(shù)）。但這通常只考慮到照射光在物體內(nèi)吸取的情況，而沒(méi)有考慮到光波在油墨層的散射、多重反射等其它復(fù)雜的情況。因此，我們把只有吸取的情況稱(chēng)為簡(jiǎn)樸減色法，實(shí)際情況要比這復(fù)雜得多，可暫稱(chēng)為復(fù)雜的減色混合。下面分別來(lái)討論影響光密度的各種因素：

1、油墨的首層表面反射

圖2-27及2-28所示為平滑有光澤的油墨表面和粗糙無(wú)光澤油墨表面。對(duì)光澤表面而言，當(dāng)入射光的入射角為45°時(shí)，其反射角也為45°，首層表面反射率約為4%。對(duì)于粗糙墨層表面，首層表面反射無(wú)方向性，致使墨層密度值下降。圖2-27圖2-282、油墨的多重內(nèi)反射

如圖2-29所示,由于油墨和紙的折射系數(shù)幾乎相同，光線由墨層至紙面或由紙面反射回墨層時(shí)所發(fā)生的表面反射可忽略不計(jì)。但當(dāng)光線透出墨層時(shí)，一些光線被墨層的內(nèi)表面反射回紙面的現(xiàn)象，對(duì)于油墨的成色性則有較大影響。圖2-29圖2-30光線從大折射系數(shù)的油墨至小折射系數(shù)的空氣時(shí)，由于經(jīng)紙面漫反射回墨層的光以各種角度射至墨層內(nèi)表面，故必將發(fā)生完全內(nèi)反射，既有相稱(chēng)部分的光要被墨層反射回紙面。對(duì)于一束光線，這種內(nèi)反射也許要經(jīng)歷多次，它被稱(chēng)為多重內(nèi)反射。光透出墨層前在墨層中幾經(jīng)傾斜內(nèi)反射，每次內(nèi)反射時(shí)油墨都吸取部分光，致使油墨密度非常規(guī)則地增長(zhǎng)。當(dāng)油墨密度足夠大時(shí)，光在墨層中作多重內(nèi)反射之前就被吸取了。墨層的多重內(nèi)反射使其吸取范圍加寬，并增長(zhǎng)了其它波長(zhǎng)的不應(yīng)有密度。

3、油墨的透明性不良

如圖2-30所示,油墨中顏料顆粒的表面反射和連接料與懸浮于其間顏料的折射系數(shù)差導(dǎo)致了油墨的透明性不良。當(dāng)油墨疊印時(shí)，這是一種嚴(yán)重的缺陷。上層油墨的任何透明性不良，將影響光線透入下層油墨，因而不能被下層油墨充足地進(jìn)行選擇性吸取。

4、油墨的選擇性吸取不純

采用油墨作為減色法呈色的色料，正是基于油墨具有相對(duì)純凈的光譜選擇性吸取性能。四色膠印之所以要以黃、品紅和青墨作為三原色墨，也是基于它們的光譜選擇性吸取重要分別在藍(lán)色區(qū)、綠色區(qū)和紅色區(qū)。圖2-31是常用黃、品紅和青墨的光譜密度曲線。圖2-31由圖2-31可見(jiàn)，實(shí)用墨在應(yīng)吸取色域的吸取量局限性，而在不應(yīng)吸取色域又具有一定量的吸取。

油墨的光譜選擇吸取性能在決定油墨色彩時(shí)起重要作用。同時(shí)，在判斷油墨純潔限度這一議題上，采用光譜選擇性吸取進(jìn)行分析，也是一種較為精確的方法。

（二）、油墨厚度的計(jì)算

前面討論的各種因素，均是由于油墨自身的性質(zhì)所引起的使得密度值與厚度不成正比，而呈現(xiàn)出一種極為復(fù)雜的關(guān)系，并且還與印刷用的紙張有很大關(guān)系。事實(shí)上印刷油墨層的光學(xué)密度D,并不因油墨層的厚度變大而無(wú)限地增長(zhǎng)。多數(shù)的紙張油墨厚度在10μ左右便達(dá)成飽和狀態(tài)，密度值不在增長(zhǎng)。設(shè)飽和狀態(tài)時(shí)的密度值為則可寫(xiě)出下面的關(guān)系式：圖2-32經(jīng)積分、整理后，有：式中m是與印刷用紙張平滑度有關(guān)的常數(shù)。

式（2-13）中密度D、油墨厚度可用實(shí)驗(yàn)的方法擬定，從而可以求出式中的此外兩個(gè)參數(shù)和m。

例如用新聞紙?jiān)谟∷⑦m性?xún)x（IGT）上，以進(jìn)行壓印，測(cè)知其相應(yīng)的密度為則按式（2-13）可寫(xiě)出方程組：消去則有解方程式可求得紙張平滑度常數(shù)

m=0.571

由式（2-14）可以求得飽和狀態(tài)時(shí)的密度值：將所求得的參數(shù)D∞和m代入式（2-13），就可以得到適合于新聞紙的油墨密度與厚度關(guān)系計(jì)算式：朗伯-比爾定律是在抱負(fù)條件下推出的，它只考慮了油墨顏料的吸取性，而沒(méi)有考慮在實(shí)際印刷中的許多復(fù)雜因素，更沒(méi)有考慮到承印物如紙張、塑料等對(duì)油墨轉(zhuǎn)移與成色所導(dǎo)致的影響，因而產(chǎn)生了理論計(jì)算與實(shí)際情況的差異。但是，盡管實(shí)際情況千差萬(wàn)別，影響因素種類(lèi)繁多，然而"吸取性"仍然是油墨成色的主線原因。當(dāng)油墨濃度保持不變時(shí)，影響油墨密度D的重要參數(shù)也仍然是墨層厚度(式2-15)。墨層厚度，一直是印刷中重要控制對(duì)象。

四、彩色密度

色料三原色是青、品紅、黃，它們可以控制吸取紅、綠、藍(lán)三原色光的進(jìn)入人眼的量。用什么方法才干測(cè)量出這種吸取控制量的大小呢？以青墨為例來(lái)說(shuō)，它是用來(lái)吸取控制進(jìn)入人眼紅色光的，為了要測(cè)知它對(duì)光譜中紅光的吸取能力，在作密度測(cè)量時(shí)，我們?cè)诿芏扔?jì)里放置一個(gè)紅濾色片。不加紅濾色片，則密度所反映的是青墨對(duì)照射光整個(gè)光譜吸取的限度。加放紅色濾色片，可以直接測(cè)得青墨對(duì)照射光光譜中紅光的選擇性吸取限度，也就是直接測(cè)知青墨對(duì)進(jìn)入人眼中的紅光吸取控制的限度，并借以判斷青墨的飽和度和厚度。加放紅色濾色片后，密度值高表白青墨對(duì)照射光中的紅光吸取量多，這表達(dá)青墨飽和度高或墨層厚；反之，若密度值低則表白青墨對(duì)照射光中紅光吸取量少，這表達(dá)青墨的飽和度低或墨層薄。

用紅、綠、藍(lán)三種濾色片測(cè)量的密度，稱(chēng)為彩色密度或三濾色片密度，分別用DR、DG、DB表達(dá)。DR反映了色料對(duì)入射光光譜中紅光的吸取限度，同樣DG、DB分別表達(dá)色料對(duì)入射光光譜中綠光、藍(lán)光的吸取限度。因此可以用彩色密度這三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)DR、DG、DB來(lái)準(zhǔn)確地表達(dá)某一色樣的色彩屬性。

五、色料（油墨）顏色質(zhì)量的GATF密度評(píng)價(jià)方法

（一）、對(duì)油墨顏色質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的必要性

彩色圖象印刷品的最終色彩效果，在一定條件下與油墨的顏色質(zhì)量直接相關(guān)。由于油墨是彩色印刷品色彩的來(lái)源，其最后的視覺(jué)效果是依靠油墨印刷在紙張上的效果來(lái)決定的。所以彩色圖象印刷規(guī)定油墨的顏色能使印刷品色彩鮮艷、明亮。就彩色印刷的全過(guò)程來(lái)說(shuō)，如分色、制版、印刷以及紙張質(zhì)量的好壞，雖然都會(huì)影響到印刷品的顏色，但是油墨顏色的優(yōu)劣，則是影響色彩效果的最重要的條件。假如油墨的顏色不好（涉及油墨的色相、明度、飽和度等），不管采用多么先進(jìn)的工藝方法，也印不出好的彩色印刷品來(lái)。所以，我們?cè)谟懻撚湍T性質(zhì)的時(shí)候，必須對(duì)油墨的顏色質(zhì)量（好壞）以及彩色印刷對(duì)油墨的規(guī)定等方面加以研究。

（二）、影響油墨顏色質(zhì)量的最重要因素

前面已經(jīng)討論了影響油墨密度值的各種因素，其中對(duì)油墨顏色質(zhì)量最有影響的就是各原色油墨的光譜選擇性吸取不純.這涉及到油墨自身的色相和飽和度，是油墨顏色純潔性最主線的問(wèn)題。

1、不應(yīng)有吸取和不應(yīng)有密度

從圖2-31（a）中可以看到：青色油墨在400～500nm的藍(lán)色波段和500～600nm的綠色波段內(nèi)都不應(yīng)有吸取性，它應(yīng)當(dāng)所有反射，因而不應(yīng)該有密度值存在，或者說(shuō)在此區(qū)間其密度值應(yīng)為0。所以我們稱(chēng)400～500nm和500～600nm中的密度為青墨的不應(yīng)有密度。之所以產(chǎn)生不應(yīng)有密度，是由于青墨中摻雜有黃色的成份，導(dǎo)致它在400～500nm區(qū)間吸取藍(lán)光，這可以用密度計(jì)上的藍(lán)濾色片來(lái)測(cè)量，以DB表達(dá)。又由于青墨中還摻雜有品紅的成份，導(dǎo)致它在500～600nm區(qū)間又吸取綠光，產(chǎn)生不應(yīng)有密度，這可以用密度計(jì)上的綠濾色片來(lái)測(cè)量，以DG來(lái)表達(dá)。由于油墨存在不應(yīng)有密度，青墨就有三個(gè)密度值：其一是有紅濾色片測(cè)得的DR稱(chēng)為主密度值；此外二個(gè)為不應(yīng)有密度DG和DB,稱(chēng)為副次密度值。同理對(duì)于品紅墨和黃墨亦因顏色不純凈，而有用紅、綠、藍(lán)三濾色片所測(cè)得的密度。表2-5為一組青、品紅、黃三原色油墨用紅、綠、藍(lán)三濾色片所測(cè)得的密度值：２．密度不夠和吸取局限性

從圖2-31(a)中還可看到，青墨在600～700nm區(qū)間對(duì)紅光吸取局限性，密度值不夠高。在表2-5中的青墨，主密度DR=1.23,實(shí)際吸取紅光為94%;品紅墨主密度DG=1.20,實(shí)際吸取綠光為93.5%;黃墨主密度DB=1.10,實(shí)際吸取藍(lán)光92%,三者吸取性都不夠強(qiáng)，由于在抱負(fù)的情況下，各原色油墨的主密度值至少應(yīng)達(dá)成2以上，吸取率為９９％，其副次密度應(yīng)為0,如表2-6所示。由此可見(jiàn)，采用密度測(cè)量法評(píng)價(jià)油墨的顏色質(zhì)量很方便，也是容易判斷的。（三）、評(píng)價(jià)油墨顏色質(zhì)量的參數(shù)

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