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顏色的分類和特性

2010-09-07

    大家都知道，顏色是個(gè)心理、生理和物理量。下面我們要用物理的方法進(jìn)一步研究和表示顏色。
一、顏色的分類
    顏色可分為彩色和非彩色兩大類。
    非彩色又稱無彩色，在有些領(lǐng)域又稱消色。非彩色是指白色、各種深淺不同的中性灰色和黑色。他們可以從白到黑排成一個(gè)非彩色系列。純白是理想的完全反射漫射體，其反射比等于1；純黑色是理想的全吸收黑色，其發(fā)射比等于0。在現(xiàn)實(shí)生活中是沒有絕對的純白和純黑的物體的，但是可以達(dá)到很接近。有人認(rèn)為寒冬大地披蓋的一片白雪是理想的完全發(fā)射體。
    顏色又稱有彩色。除了上述非彩色外的所以顏色都屬彩色。
二、顏色的特性

     所有的物體顏色，不論是發(fā)光色或表面色，都有三個(gè)共同的特性，又叫顏色的三屬性：色調(diào)、明度和彩度。
    1、色調(diào)
     又稱色相。色調(diào)表示紅、黃、綠、藍(lán)、紫等顏色特性。在可見光譜范圍，不同波長的光輻射刺激人眼，就引起不同色調(diào)的感覺。如氦氖激光發(fā)射波長為632.8nm的紅光，它是紅色調(diào)；樹葉在陽光下吸收短波和長波的輻射，而反射480~580nm波長的輻射，呈現(xiàn)綠色調(diào)。因而色調(diào)是區(qū)分顏色的重要特性。
    2、明度
     表示物體表面相對明暗的特性。明度與光亮度呈正比，明度與反射比成正比，即光亮度越高明亮度越高，物體表面反射比越高明度越高，定量的描述是在同樣的照明條件下，以完全發(fā)射漫射體為基準(zhǔn)，對物體表面色的視覺特性給予的分度。
    3、彩度（又稱飽和度）
     是表示顏色的純度，即具有相同明度值的顏色離開中性灰色的程度。光譜色是飽和的顏色，當(dāng)光譜色中參入白色時(shí)，他的飽和度就變小，摻入白光的成分越多，越不飽和。定量描述彩度，是用距離等明度無彩點(diǎn)的視知覺特性來表示物體表面顏色的濃度，并給予分度。
    4、色調(diào)、明度和彩度的關(guān)系
     色調(diào)、明度和彩度是顏色的三個(gè)獨(dú)立特性，但它們也有一定的關(guān)系。
      顏色三屬性可以用顏色立體示意模型來形象地表示。圖（1-6）是表示已個(gè)三維空間橄欖形是色立體，圖中把顏色的三種基本特性——色調(diào)、明度和彩度全部表示了出來。在此色立體種，中央垂直從上到下代表白-黑系列明度的變化。鏈接上下的垂線代表各種由淺到深的灰色，都是非彩色。腰部水平面的圓周表示色調(diào)的變化，圓周上每個(gè)點(diǎn)代表紅、黃、綠、藍(lán)綠、藍(lán)和紫等各種不同的光譜色色調(diào)。圓心是中心灰色。整個(gè)水平面上的各種色調(diào)明度相同。同心的飽和度C=0，從圓心向圓周過渡表示飽和度（C）逐漸增大，到圓周上的光譜色飽和度大。由圓周向上（白）方向或向下（黑）方向變化，顏色飽和度逐漸降低。可以看到，白—黑系列的飽和度為0.
    實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)人眼能分辨光譜色色調(diào)約150種，加上光譜色中沒有的紫色約30中，共180中色調(diào)；能識(shí)別各種飽和度技術(shù)約有黃色4種、紅色25種，平均約10種；能辨別各種明度約為600種。因此，人眼能識(shí)別的顏色（包括色調(diào)、明度和飽和度各自變化而得的顏色），總數(shù)約為：
180（色調(diào)）Ｘ600(明度)Ｘ10（飽和度）=1080000（種）也就是說，從理論上人眼能區(qū)分約100萬種顏色。但實(shí)際上這是不可能的，因?yàn)轭伾娜龑傩酝皇仟?dú)立變化，而是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的，而眼睛能夠辨別色調(diào)也是隨著飽和度和明度的改變而變化的。比如當(dāng)飽和度極小，明度極大時(shí)，人眼對顏色的辨別能力就極不靈敏。當(dāng)各種顏色與白色或黑色很接近時(shí)，顏色的層次變得很小，人們能夠分辨顏色的數(shù)目也就少了。因此，人眼能分辨的顏色大約有13000種，而實(shí)際應(yīng)用的顏色僅僅只有幾千種，但這已經(jīng)足夠豐富了。