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色彩与视觉的原理

时间:2012-10-26 10:49 来源:未知 作者:zly
1.光与色 
光色并存,有光才有色。色彩感觉离不开光。 
(1)光与可见光谱。光在物理学上是一种电磁波。从0.39微米到0.77微米波长之间的电磁波,才能引起人们的色彩视觉感觉受。此范围称为可见光谱 。波长大于0.77微米称红外线,波长小于0.39称紫外线。 
(2)光的传播。光是以波动的形式进行直线传播的,具有波长和振幅两个因素。不同的波长长短产生色相差别。不同的振幅强弱大小产生同一色相的明暗差别。光在传播时有直射、反射、透射、漫射、折射等多种形式。光直射时直接传入人眼,视觉感受到的是光源色。当光源照射物体时,光从物体表面反射出来,人眼感受到的是物体表面色彩。当光照射时,如遇玻璃之类的透明物体,人眼看到是透过物体的穿透色。光在传播过程中,受到物体的干涉时,则产生漫射,对物体的表面色有一定影响。如通过不同物体时产生方向变化,称为折射,反映至人眼的色光与物体色相同。  

2.物体色 
自然界的物体五花八门、变化万千,它们本身虽然大都不会发光,但都具有选择性地吸收、反射、透射色光的特 性。当然,任何物体对色光不可能全部吸收或反射,因此,实际上不存在绝对的黑色或白色。 
常见的黑、白、灰物体色中,白色的反射率是64%-92.3%;灰色的反射率是10%-64%;黑色的吸收率是90%以上。 
物体对色光的吸收、反射或透射能力,很受物体表面肌理状态的影响,表面光滑、平整、细腻的物体,对色光的反射较强,如镜子、磨光石面、丝绸织物等。表面粗糙、凹凸、疏松的物体,易使光线产生漫射现象,故对色光的反射较弱,如毛玻璃、呢绒、海绵等。 
但是,物体对色光的吸收与反射能力虽是固定不变的,而物体的表面色却会随着光源色的不同而改变,有时甚至失去其原有的色相感觉。所谓的物体“固有色”,实际上不过是常光下人们对此的习惯而已。如在闪烁、强烈的各色霓虹灯光下,所有建筑及人物的服色几乎都失去了原有本色而显得奇异莫测。 
另外,光照的强度及角度对物体色也有影响。 

二、 色立体及表色系 

1.色立体 
色立体是依据色彩的色相、明度、纯度变化关系,借助三维空间,用旋围直角坐标的方法,组成一个类似 球体的立体模型。它的结构经了比地球仪的形状,北极为白色,南极为黑色,连接南北两极贯穿中心的轴为明度标轴,北半球是明色系,南北半球是深色系。色相环的位置则赤道线上,球面一点到中心轴的重直线,表示纯度系列标准,越近中心,纯度越低,球中心为正灰。 
色立体有多种,主要有美国蒙赛尔色立体、德国奥斯特瓦尔德色立体、日本色研色立体等。 
2.蒙赛尔表色系 

三、色彩三要素及色彩对比 
<一>.色相对比的基本类型 
  两种以上色彩组合后,由于色相差别而形成的色彩对比效果称为色相对比。它是色彩对比的一个根本方面,其对比强弱程度取决于色相之间在色相环上的距离(角度),距离(角度)越小对比越强,反之则对比越弱。 
1.零度对比 
(1)无彩色对比 无彩色对比虽然无色相,但它们的组合在实用方同很有价值。如黑与白 、黑与灰、中灰与浅灰,或黑与白与灰、黑与深灰与浅灰等。对比效果感觉大方、庄重、高雅而富有现代感,但也易产生过于素净的单调感。 
(2)无彩色与有彩色对比 如黑与红、灰与紫,或黑与白与黄、白与灰与蓝等。对比效果感觉既大方 又活泼,无彩色面积大时,偏于高雅、庄重,有彩色面积大时活泼感加强。 
(3)同种色相对比 一种色相的不同明度或不同纯度变化的对比,俗称姐妹色组合。如蓝与浅蓝(蓝+白)色对比,橙与咖啡(橙+灰)或绿与粉绿(绿+白)与墨绿(绿+黑)色等对比。对比效果感觉统一、文静、雅致、含蓄、稳重,但也易产生单调、呆板的弊病。 
(4)无彩色与同种色相比 如白与深蓝与浅蓝、黑与桔与咖啡色等对比,其效果综合了(2)和(3)类型的优点。感觉既有一定层次,又显大方、活泼、稳定。 

2.调和对比 
(1)邻接色相对比 色相环上相邻的二至三色对比,色相距离大约30度左右,为弱对比类型。如红橙与橙与黄橙色对比等。效果感觉柔和、和谐、雅致、文静,但也感觉单调、模糊、乏味、无力,必须调节明度差来加强效果。 
(2)类似色相对比 色相对比距离约60度左右,为较弱对比类型,如红与黄橙色对比等。效果较丰富、活泼,但又不失统一、雅致、和谐的感觉。 
(3)中差色相对比 色相对比距离约90度左右,为中对比类型,如黄与绿色对比等,效果明快、活泼、饱满、使人兴奋,感觉有兴趣,对比既有相当力度,但又不失调和之感。 

3.强烈对比 
(1)对比色相对比 色相对比距离约120度左右,为强对比类型,如黄绿与红紫色对比等。效果强烈、醒目、有力、活泼、丰富,但也不易统一而感杂乱、刺激、造成视觉疲劳。一般需要采用多种调和手段来改善对比效果。 
(2)补色对比 色相对比距离180度,为极端对比类型,如红与蓝绿、黄与蓝紫色对比等。效果强烈、眩目、响亮、极有力,但若处理不当,易产生幼稚 、原始、粗俗、不安定、不协调等不良感觉。 

<二>明度对比的基本类型
 
两种以上色相组合后,由于明度不同而形成的色彩对比效果称为明度 对比。它是色彩对比的一个重要方面,是决定色彩方案感觉明快、清晰、沉闷、柔和、强烈、朦胧与否的关键。
 
其对比强决于色彩在明度等差色级数,通常把1——3划为低明度区,8——10划为高明度区,4——7划为中明度区。(图)在选择色彩进行组合时,当基调色与对比色间隔距离在5级以上时,称为长(强)对比,3——5级时称为中对比,1——2级时称为短(弱)对比。据此可划分为九种明度对比基本类型。(图)
 
1)高长调 1081等,其中10为浅基调色,面积应大,8为浅配合色,面积也较大,为深对比色,面积应小。该调明暗反差大,感觉刺激、明快、积极、活泼、强烈。
 
2)高中调 1085等,该调明暗反差适中,感觉明亮、愉快、清晰、鲜明、安定。
 
3)高短调 1087等,该调明暗反差微弱,形象不分辩,感觉优雅、少淡、柔和、高贵、软弱、朦胧、女性化。
 
4)中长调 4610761等,该调以中明度色作基调、配合色,用浅色或深色进行对比,感觉强  、稳重中显生动、男性化。
 
5)中中调 468763等,该调为中对比,感觉较丰富。
 
6)中短调 456等,该调为中明度弱对比,感觉含蓄、平板、模糊。
 
7)低长调 1310等,该调深暗而对比强烈,感觉雄伟、深沉、警惕、有爆发力。
 
8)低中调 136等,该调深暗而对比适中,感觉保守、厚重、朴实、男性化。
 
9)低短调 134等,该调深暗而对比微弱,感觉沉闷、忧郁、神秘、孤寂、恐怖。
 
另外,还有一种最强对比的110最长调,感觉强烈、单纯、生硬、锐利、眩目等。
 

<三>纯度对比的基本类型
 
两种以上色彩组合后,由于纯度不同而形成的色彩对比效果称为纯度对比。它是色彩对比的另一个重要方面,但因其较为隐蔽、内在,故易被。在色彩设计中,纯度对比是决定色调感觉华丽、高雅、古朴、粗俗、含蓄与否的关键。
 
其对比强弱程度取决于色彩在纯度等差色标上的距离,距离越长对比越强,反之则对比越弱。
 
如将灰色至纯鲜色分成10个等差级数,通常把1——3划为低纯度区,8——10划为高纯度区,4——7划为中纯度区(图)。在选择色彩组合时,当基调色与对比色间隔距离在5级以上时,称为强对比;3——5级时称为中对比;1——2级时称为弱对比。据此可划分出九种纯度对比基本类型。(图)
 
1)鲜强调 1081等,感觉鲜艳、生动、活泼、华丽、强烈。
 
2)鲜中调 1085等,感觉较刺激,较生动。
 
3)鲜弱调 1087等,由于色彩纯度都高,组合对比后互相起着抵制、碰撞的作用,故感觉刺目、俗气、幼稚、原始、火爆。如果彼此相距离离大,这种效果将更为明显、强烈。
 
4)中强调 4610751等,感觉适当、大众化。
 
5)中中调 468763等,感觉温和、静态、舒适。
 
6)中弱调 456等,感觉平板、含混、单调。
 
7)灰强调 1310等,感觉大方、高雅而又活泼。
 
8)灰中调 136等,感觉相互、沉静、较大方。
 
9)灰弱调 134等,感觉雅致、细腻、耐看、含蓄、朦胧、较弱。
 
另外,还有一种最弱的无彩色对比,如白:黑、深灰:浅灰等,由于对比各色纯度均为零 ,故感觉非常大方,庄重,高雅,朴素。
 

<四>色彩的面积与位置对比 

形态作为视觉色彩的载体,总有其一定的面积,因此,从这个意义上说,面积也是色彩不可缺少的特 性。艺术设计实践中经常会出现虽然色彩选择比较适合,但由于面积、位置控制不当而导致失误的情况 
 

1.色彩对比与面积的关系
 
1)色调组合,只有相同面积的色彩才能比较出实际的差别,互相之间产生抗衡,对比效果相对强烈。
 
2)对比双方的属性不变,一方增大面积,取得面积优势,而另一方缩小面积,将会削弱色彩的对比。
 
3)色彩属性不变,随着面积的增大,对视觉的刺激力量加强,反之则削弱。因此,色彩的大面积对比可造成眩目效果。如在环境艺术设计中,一般建筑外墙、室内墙壁等都选用高明度、低纯度的色彩,以减低对比的强度,造成明快、舒适的效果。
 
4)大面积色稳定性较高,在对比中,对它色的错视影响大;相反,受它色的错视影响小。
 
5)相同性质与面积的色彩,与形的聚、散状态关系很大的是其稳定性,形状聚集程度高者受它色影响小,注目程度高,反之则相反。如户外广告及宣传画等,一般色彩都较集中,以达到引人注意的效果。
 

2.色彩对比与位置的关系
 
1)对比双方的色彩距离越近,对比效果越虽,反之则越弱。
 
2)双方互相呈接触、切入状态时,对比效果更强。
 
3)一色包围另一色时,对比的效果最强。
 
4)在作品中,一般是将重点色彩设置在视觉中心部位,最易引人注目。如井字形构图的4个交叉点。
 

<五>色彩的肌理对比 

色彩与物体的材料性质、形象表面纹理关系很为密切,影响色彩感觉的是其表层触觉质感及视觉 感受。
 
1)对比双方的色彩,如采用不同肌理的材料,则对比效果更具情趣性。
 
2)同类色或同种色相配,可选用异质的肌理材料变化来弥补单调感。如将同样的红玫瑰花印制在薄尼龙沙窗及粗厚的沙发织物上,它们所组成的装饰效果,既成系列配套,又具材质变化色彩魅力。
 
3)绘画及色彩表现中,应用各种色料及绘具可产生出不同的肌理效果,如水彩、水粉、油画、丙稀等各色颜料及蜡笔、麦当劳、钢笔、毛笔等各类画笔。
 
4)同样的颜料采用不同的的手法创造出许多美妙的肌理效果,以强化色彩的趣味性、情调性美感。如拓、皴、化、防、拔、撒、涂、撒、涂、染、勾、喷、扎、淌、刷、括、点等上色手法。
 

<六>色彩的连续对比
 
1)发生在同一时间、同一视域之内色彩对比称为色彩的同时对比。这种情况 下,色彩的比较、衬托、排斥与影响作用是相互依存的。如在黄色纸张上涂一小块灰色,这种感觉越强,出现所谓的补色错视。再如在黑纸上涂一灰色小方块,白纸上涂一同样面积及深浅的灰色小方块,同时对比的视觉感受是黑纸上的灰色更显明亮,形成所谓的明度错视。
 
2)色彩对比发生在不同的时间、不同视域、但又保持了快捷的时间连续性,自然数为色彩的连续对比。
 
人眼看了第一色再看第二色时,第二色会发生错视。第一色看的时候越长,影响越大。第二色的错视倾向于前得的补色。这种现象是视觉残像及视觉生理、心理自我平衡的本能所致。如医院中手术室环境及开刀医、护人员工作服都选用蓝绿色,显然是为了“中和”血液 红色,巧妙地利用色彩的连续对比,使医生注视了蓝绿色后,不但可减少、恢复视觉的疲劳,同时更易看清细小的血管、神经等,从而有利于保证手术进行的准确性和安全性。
 
三 .色彩推移 

<一>色彩推移的特点和种类 
色彩推移是将色彩按照一定规律有秩序地排列、组合的一种作品形式。种类有色相推移、明度推移、纯度推移、互补推移、综合推移等。其特点是具有强烈的明亮感和闪光感,富有浓厚的现代感和装饰性,甚至还有幻觉空间感。 
1
、色相推移 将色彩按色相环的顺序,由冷到暖或由暖到冷进行排列、组合的一种渐变形式。为了使画面丰富多彩、变化有序,色彩可选用色相环(似地球赤道),也可选用含白色或浅灰的色相环(似地球北半球的纬线),亦可选用含中灰、深灰、黑色的色相环(似地球南半 球的纬度)。 
2
、明度推移 将色彩按明度等差级系列的顺序,由浅到深或由深到浅进行排列、组合的一种渐变形式。一般都选用单色系列组合,也可选用两个色彩的明度系列,但也不宜择用太多,否则易乱易花,效果适得其反。 
3
、纯度推移 将色彩按等差级数系列的顺序由鲜到灰或由灰到鲜进行排列组合的一种渐变形式。互补推移是处于色相环通过圆心180度两端位置上一对色相的纯度组合推移形式。 
4
、综合推移 将色彩将色相、明度、纯度推移进行综合排列、组合的渐变形式,由于色彩三要素的同时加入,其效果当然要比单项推移复杂、丰富得多。 

<二>色彩推移的基本构图形式 

色彩推移是一种特殊的作品形式,其构图及形象组织亦有相应的特点和基本规律 。 
1.
平行推移 将色彩按平行的垂直线、水平线、斜线、曲线或不规则进行等间隔或不等间隔条纹状、有秩序地安排、处理。 
2.
放射推移 
)定点放射 又称日光放射、离心放射、画面应确定 一个或多个放射点,然后将色彩围绕入射点等角度或不等角度排列、组合。 
2)同心放射 又称电波放射,画面有一个或多个放射中心,将色彩从放射中心作同心圆、同心方、同心三角、同心多边、同心不规则等形象,向外扩散处理、安排。 
3)综合放射 将定点放射和同心放射综合在一个画面中进行组织、处理。 
3.
综合推移 将平行推移和放射推移的手法同时出现、安排在一个画面中,使作品的形态形成曲、直、宽、窄、粗、细等对比,构图复杂、多变、效果更为丰富、有趣。但为防止产生散、乱、花、杂的弊病,画面一般只应有一个中心或主体,或一主一次,切忌多中心和多主体。 
4.
错位、透叠及变形 
1)错位 有整体错位和局部错位两种情况 。整体错位是为了进行色相的冷暖对比、明度的明暗对比、纯度的鲜灰对比,将底、图的色彩作整体的、相反的排列。例如底色冷到暖,则图色暖到冷,底色明到暗,则图色暗到明,底色鲜 到灰,图色灰到鲜。 
局部错位是处理有规则块状色彩排列时采用的方法。例如第一排用1234号色,第二排用2345号色,第三排用3456号色等,每排错开一级或多级。有时,为了某种光感及立体感处理需要,也可同时向左右两边错位,例如第一排用1234号色,左右第二排同时都用2345号色作对称式错位。 
2)透叠 是一种当两个形体相重叠时,处理成两者都能显现形体、轮廓的表现手法。色彩透叠可产和透明、轻快的效果,趣味性和现代感很强。当底形和面形重叠时,如果设色相差级数小,则两者小有紧贴感。当色彩级数差增大时,则两者的空间感也随之增大而有远离感。 
3)变形 色彩推移的可变性及创造性开发余地很大,在掌握基本构图形式、凤色规律后进行种种变化,充分发挥个人的构思想象,将会产生无穷无尽的佳作。 
变化的形式很多,例如定点放射的放射线一般都处理成直线,可作弧线变形处理,成有单向转动感的风车状,也可作双向交叉处理,则效果更复杂丰富等等。 

四、综合对比及色调变化 


<一>综合对比 
多种色彩组合后,由于色相、明度、纯度等不同差别,所产生的总体效果称为综合对比。这种多属性、多差别对比的效果,显然要比单项对比丰富、复杂得多。事实上,色彩单项对比的情况
 很难成立,它们不过是色彩对比中一个侧面,因此,在创作和设计实践中都较少应用。设计师在进行多种色彩综合对比时要强调、突出色调的倾向,或以色相为主,或以明度为主,或以纯度为主,使某一主面处于主要地位,强调对比的某一侧面。从色相角度可分为浅、、深等色调倾向。从明度角度可分浅、 中、灰等色调倾向。从感情角度可分冷、暖、华丽、古朴、高雅、轻快等色调倾向。 

<二>色调倾向的种类及处理 

综上所述,色调倾向大致可归纳成鲜色调、灰色调、浅色调、深色调、中色调等。 
1.鲜色调 

在确定色相对比的角度、距离后,尤其是中差(90度)以上的对比时,必须与无彩色的黑、白、灰及金、银等光泽色相配,在高纯度、强对比的各色相之间起到间隔、缓冲、调节的作用,以达到既鲜艳又直辖市、既变化又统一的积极效果。感觉生动、华丽、兴奋、自由、积极、健康等。 
2.
灰色调 
在确定色相对比的角度、距离后,于各色相之中调入不同程度、不等数量的灰色,使大面积的总体色彩向低纯度方向发展,为了加强这种灰色调倾向,最好与无彩色特别是灰色组配作用。感觉高雅、大方、沉着、古朴、柔弱等。 
3
、深色调 
在确定色相对比的角度、距离时,首先考虑多选用些低明度色相,如蓝、紫、蓝绿、蓝紫、红紫等,然后在各色相之中调入不等数量的黑色或深白色,同时为了加强这种深色倾向,最好与无彩色中的黑色组配使用感觉老练、充实、古雅、朴实、强硬、稳重、男性化等。 
4
、浅色调 
在确定色相对比的角度、距离时,首无考虑多选用些高明度色相,如黄、桔、桔黄、黄绿等,然后在各色相之中调入不等数量的白色或浅灰色,同时为了加强这种粉色调倾向,最好与无彩色中的白色组配使用。 
5
、中色调 
是一种使用最普遍、数量最众多的配色倾向,在确定色相对比的角度、距离后,于各色相中都加入一定数量黑、白、灰色,使大面积的总体色彩呈现不太浅也不太深,不太鲜也不太灰的中间状态。感觉随和、朴实、大方、稳定等。 
在优化或变化整体色调时,最主要的是先确立基调色的面积统治优势。一幅多色组合的作品,大面积、多数量使用鲜色,热必成为鲜调,大面积、多数量使用灰色,势必成为灰调,其他色调依此类推。这种优势在整体的变化中能使色调产生明显的统一感,但是,如果只有基调色而没有感到单调、乏味。如果设置了小面积对比强烈的点缀色、强调色、醒目色,由于其不同色感和色质的作用,会使整个色彩气氛丰富。活跃起来。但是整体与对比是矛盾的统一体,如果对比、变化过多或面积过大,易破坏整体,失去统一效果而显得杂乱无章。反之,若面积太小则易被四周包围的色彩同化、融合而失去预期的作用。 


<三>色调变化及类型 


变调即色调的转换,是艺术设计中色彩选择多方案考虑及同品种多花色系列设计的重要课题,变调的形式一般有定形变调、定色变调、定形定色变调等。 

1
、定形变调 
实质为保持形态(图案、花形、款式等)不变的前提下,只变化色彩而达到改变色调倾向的目的,是纺织、服装、装潢、包装、装帧、环艺等多种实用美术中,经常采用的产品同品种、同花形、多色调的设计构思方法。 
定形变调主要有两种形式。 
1)同明度、同纯度、异色相变调 即根据原有设计色调,保持明度、纯度不弯,只变化色相(原有色相对比距离不变)而改变色调的倾向。其色彩选择与组合的关键实质,在于要将原有整组色彩的结构保持不变,然后在色立体中围绕中心N轴,沿色相环作水平移动,基调色移到某一色相区,就形成某一色调。如移至红色相区组成红色调,移至蓝色相区且成蓝色调等。 
2)异色相、异明度、异纯度变调 根据原有色调将色相、明度、纯度做全面改变,使其完全不同的色调类型。如鲜调…灰调(…表示左右箭头)、浅调…深调、中调…鲜调、中调…浅调、深调…中调、灰调…中调、灰调…浅调、浅调…鲜调、深调…灰调、鲜调…深调等。 

2
、定色变调 
定色变调实质是保持色彩不变,变化图案、花形、款式等,即变化色彩的面积、形态、位置、肌理等因素,达到改变总体色调倾向之目的,是实用美术中产品、作品同色彩多方案多品种的系列设计构思方法 
色调转变的关键最 要在于大面积基调色的变化,其次是将色彩作小面积点、线、面形态的交叉、穿插、并置组合,利用色彩的空间混合效应,少色产生多色的效果,鲜色产生含灰色的感觉 ,使色彩之间互相呼应、取代、置换、反转与交织,做到你中有我,我中有你,使各色调既有变化又很统一,既有整体性又有独立性,从而增强系列配套之感。 

3
、定形定色变调 
在各色调的花形与色彩都相同的前提下,可考虑大小、位置、布局进行适当变化的系列设计构思方法。五、色彩混合 
将两种或多种色彩互相进行混合,造成与原有色不同的新色彩称为色彩的混合。它们可归纳成加色法混合、减色法混合、空间混合、空间混合等三种类型。 

>、加色法混合 
加色法混合即色光混合,也称第一混合,当不同的色光同时照射在一起时,能产生另外一种新的色光,并随着不同色混合量的增加,混色光的明度会逐渐提高将红(橙)、绿、蓝(紫)三种色光分别作适当比例的混合,可以得到其他不同的色光。反之,其他色光无法混出这三种色光来,故称为色光的三原色,它们相加后可得白光。 
加色法混合效果是由人的视觉器官来完成的,因此它是一种视觉混合。加色法混合的结果是色相的改变、明度的提高、而纯度不并不下降。 
加色法混合被广泛 应用于舞台灯光照明及影视、电脑设计等领域。 

<
>减色法混合 
减色法混合即色料混合,也称第二混合。在光源不变的情况下,两种或多种色料混合后所产生 新色料,其反射光相当于白光减去各种色料的吸收光,反射能力会降低。故与加色法混合相反,混合后的色料色彩不但色相发生变化,而且明度和纯度都会降低。所以混合的颜色种类越多,色彩就越暗越浊,最后近似于黑灰的状态。 
人们平时在绘画、设计、染色、粉刷中的色彩调合,都属减色法应用。 

<
>空间混合 
亦称中性混合、第三混合。将两种或多种颜色穿插、并置在一起,于一定的视觉空间之外,能在人眼中造成混合的效果。故称空间混合。其实颜色本身并没有真正混 合,它们不是发光体,而只是反射光的混合。因此,与减色法相比,增加了一定的光刺激值,其明度等于参加混合色光的明度平均值,既不减也不加。 
由于 它实际比减色法混合明度显然要高,因此色彩效果显得丰富、响亮,有一种空间的颤动感,表现自然、物体的光感,更为闪耀。
(责任编辑:弘智学校)