表色体系演变史

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科学家从很早开始就在尝试对色彩进行描述和记录。不同年代的科学家都希望通过恰当的形状、色彩数值和适合的媒介来正确代表色彩信息,构建一套色彩排序和表述系统。

早在十七世纪,1672年牛顿发表了自己的著作《光学》,描述了一个“光与色彩的革命性新理论”。剑桥大学惠普尔图书馆记录道,牛顿声称在实验中用棱镜证实了白光是由七种不同颜色的光组成的。

同时期,英国博物学家与插画家理查德·沃勒 (Richard Waller)创造了已知的最早的色彩表之一。他发表的《简单色与混合色表》(Table of Physiological Colours both Mixd and Simple)收录了共119种颜色,由浅至深排列。主要用于给自然界发现的物体描述颜色。使用者将实物与色表对比,就可以确定所观察对象的颜色名称。

图片来自:1686年《伦敦皇家学会哲学汇刊》

牛顿在1704年以黑白文字与图示的形式把直线排列的彩虹色带变成了色轮。将红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫按顺序排在了一个转盘上形成自然过渡。其中每块的大小依据的是他对于该色波长的计算及其在广谱上的宽度。而牛顿色轮色彩与大小的排布暗示了其中数学性与和谐性的关系。(下图)

四年之后的1708年,缩写为“C.B.”的法国画家克劳德·布瓦尔(Claude Boutet)(也有研究称是出版家克利斯朵夫·巴拉德Christophe Ballard)基于牛顿的理论制作了自己的七色与十二色色轮。(下图)

此后,艺术家、化学家、地图绘制家、诗人甚至昆虫学家都纷纷沾了色彩理论的边,创制出多种多样的色表、色轮等表色模型。

德国数学家托比亚斯·梅耶(Tobias Mayer)的色彩三角形最早于1758年提出,他尝试定义人眼可以准确分辨的色彩的数量。在梅耶过世的12年之后,再由德国物理学家乔治·克里斯蒂安·利希滕贝格(Georg Christian Lichtenberg)于1775正式发表了简化版。(下图)

德国天文学家J. Heinrich Lambert(J·海因里希·兰伯特)深受梅耶影响,在1772年创造了第一个三维色彩系统——三维色彩金字塔。(下图)

同年,奥地利昆虫学家Ignaz Schiffermüller绘制了十二色色轮。他试图表达出音乐与色度和谐之间的逻辑关系,同时还能用于实践,包括进行自然史分类和色彩制造。(下图)

1776年,另一位英国昆虫学家摩西·哈里斯(Moses Harris)把牛顿的七色简化成六原色和常见的几种次生色。(下图)

之后1810年,约翰·沃尔夫冈·冯·歌德(Johann Wolfgang von Goethe)的《色彩理论》一书提出了第一个关于色彩生理效应的系统性研究。他对于相反色的观察让他设计出对称分布的色轮。(下图)

1874年德国物理学家弗里德里希·威廉·冯·贝措尔德(Wilhelm von Bezold)希望创建一门新学科,以他所创造的表色系统辅助画家与色彩学家。(下图)

进入二十世纪沿用至今的主要有这四种表色体系——德国奥斯瓦尔德(奥式)体系、瑞典NCS体系、美国Munsell体系和日本PCCS体系。

奥式体系是指由德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)于1920年发表的色彩体系。这种体系相对古老,主要依据绘画颜料调色法,用饱和度最高的单色颜料,依次添加白色和黑色,形成不同明度、饱和度的等色相三角形。

八种基本单色:黄、橙、红、紫、蓝、蓝绿、海绿、黄绿。每一种又细分出3种色相,于是一共形成了一个24色的色相环,24个色相组成的等色相三角形走一圈,就是奥氏色空间。(下图)

这个体系试图建立能将全部色彩正确标定的色空间,还尝试找到指导和谐配色的定律。对后来的色彩体系产生了深远影响。

另一大广泛使用的色彩体系就是孟塞尔颜色系统(Munsell Color System)。由美国艺术家阿尔伯特·孟塞尔(Albert H. Munsell)教授于二十世纪初创制,在1930年代被美国农业部有机认证采纳为泥土研究的官方颜色描述系统。至今仍是比较色法的标准。

这套体系是色度学(或比色法)里透过明度(value)、色相(hue)及色度(chroma)三个维度来描述颜色的方法。孟塞尔是第一个把色调、明度和色度分离成为感知均匀和独立的尺度,并且是第一个系统地在三维空间中表达颜色的关系。(下图)

孟塞尔的系统,尤其是其后的再标记法,是基于严格的人类受试者测量的视觉反应,使之具有坚实的实验科学依据。它是一套高度成熟、完备的颜色系统。广泛应用于色彩研究、艺术设计、包装产品设计、色彩详述以及质量控制等等行业,在商业、工业、科学领域都是非常重要的一个颜色系统,美国尤其常见。

1960年代发展出了NCS色彩体系(The Natural Color System)。它基于德国生理学家埃瓦尔德·赫林(Ewald Hering)首提的色觉的颜色竞争假说而建立。现在使用的NCS版本即瑞典色彩中心基金会(Swedish Colour Centre Foundation)在1964年之后持续发展的结果。

以赫林的四色学说为理论根源,加上黑和白,NCS是用6个基本色混合出来的色空间。由于NCS色彩体系是用视觉感受来给黑白量定级,颜色分级细致,且颜色分级基本和视觉感觉一致。(下图)

在接近2000个NCS的颜色里,每一个颜色都有一个相应的编号,并能从编号上直接找到每个颜色的色彩成分。NCS体系在当今社会是一个非常实用的颜色空间,在欧洲的工业、商业、设计行业很常用。

最后介绍的PCCS(Practical Color coordinate System)表色体系由日本色彩研究所研制,1964年发布。其最大的特点是将色彩的三属性关系,综合成色相与色调两种观念来构成色调系列。从色调的观念出发,平面展示了每一个色相的明度关系和纯度关系,从每—个色相在色调系列中的位置,明确的分析出色相的明度、纯度的成分含量。

它以孟塞尔色空间为基础,在此之上发明了一个特别的颜色参数,色调(tone),把饱和度与明度有机结合。这个参数在美学上对于颜色如何运用更和谐好看、更有商业价值相当有意义。色相延用NCS心理四原色,先确定红-绿,黄-蓝,再确定四原色补色,最后补充间色形成24色色相环。(下图)

随着对颜色理解的逐步深入,色相、饱和度、明度的概念愈发清晰,这些最终都融合在了三维色立体中。现代表色体系从此定型。

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