模塊一 色彩與圖案設計

項目一 認識色彩

［學習目標］

1.熟悉光源色對物體顏色的影響。

2.熟悉色彩的屬性。

3.掌握色彩的混合方法。

4.了解計算機測色配色系統。

［任務引入］

觀察不同光照條件下的光源顏色變化對紋織物顏色的影響。

［任務分析］

物體對照射到其表面的色光具有選擇性吸收、反射或透射作用，使物體呈現出不同的顏色。紡織產品在不同的光源色條件影響下呈現出不同的色彩。將紡織產品放在標準光源對色燈箱中，并以45°左右角度觀察、判斷紡織產品的顏色，可避免因光源色及其強弱和觀察角度的不同而引起物體的顏色變化，提高對色的辨別準確性。

［知識精講］

人類社會發展的漫長歲月，與色彩和圖案有著千絲萬縷的聯系。早在遠古時期，人類在解決了最低生活資料需求之后，色彩和圖案的運用便成為裝飾、美化生活的一種重要手段。隨著現代經濟、科學、文化藝術等的高度發展，社會物質財富的日益豐富，色彩和圖案應用不僅成為人們物質生活和精神生活的一種享受，而且對發展生產也起到了不可忽視的作用。

色彩是人的視覺器官對物體反射可見光的一種感覺。人的視覺器官對色彩的視覺過程可簡單描述為：光線照射在物體上，物體對光產生吸收與反射作用；被物體反射出來的光進入人的眼睛，經過視神經傳遞到大腦，人的大腦就形成了對物體的色彩與形狀的信息。

產生色彩感覺必不可少的三個基本條件為：光線、物體和視覺，其中任何一個條件的變化都會引起色彩感覺的改變。因此，色彩可用一個簡單的公式來描述：

色彩=光源×物體的光學特性×人類的色視覺

一、光和光源

光具有波的性質，在自然科學中有時也稱為光波，光波也是一種電磁波。電磁波包括宇宙射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波及交流電波等，它們具有各不相同的波長。人眼所能看到的光的波長在380～780nm之間，這一波長范圍內的電磁波叫作可見光譜，或叫做光。其余波長的電磁波都是人眼所看不見的，稱為不可見光。波長長于780nm的電磁波叫紅外線，短于380nm的電磁波叫紫外線。

1.日光

通常，我們見到的日光是白色的。白光通過三棱鏡分解成七種色光，這一現象叫做色散。色散現象在自然界中經常可以見到，夏天雨過天晴，空氣中懸浮著許多小水珠，這些小水珠起著三棱鏡的作用，使陽光色散，形成美麗的彩虹。由三棱鏡分解出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種不同波長的色光。這些不同波長的色光對人眼的刺激作用，產生各不相同的色彩感覺。在這七種色光中，每一特定波長的色光都不能再單獨分解，這些具有特定波長的光叫作單色光。日光是由不同波長的可見光復合而成的，故稱為復合光。

2.光源

能發出一定波長范圍電磁波的物體稱為光源，通常所說的光源是指能發出可見光的發光體。光源可分為自然光源和人工光源，太陽是主要的自然光源，燈光與火光為人工光源，激光器發出的激光也屬于人工光源。不同的光源具有不同的色光，如太陽光發白，白熾燈光偏黃，熒光燈偏藍等，這種色光稱之為光源色。受光源色的影響，人們在不同的光源下觀察同一物體時，該物體的顏色就會有一定的差異。為了能準確地觀察顏色，國際照明委員會（CIE）規定了標準光源，主要用于紡織、印染、印刷等要求識別顏色的場所。

3.色光三原色

三原色，又稱為三基色，是用以調配其他色彩的基本色。三原色中的任意一色都不能由另外兩種原色混合組成，這三種獨立的色稱之為三原色，而將三原色按一定的比例混合可以調配出其他色彩。

圖1-1 光的三原色與三間色示意圖

光譜的色相很多。在物理學中，光譜中最明顯的色相是紅、橙、黃、綠、藍、紫六種色光。將紅、綠、藍三種色光以不同的比例可以復合成光譜中的各種色光，所以稱為色光三原色。色光混合時亮度增強，所以又稱加色三原色，即參加混合的色光愈多，被增強的光線愈多，就愈接近白光。而品紅、黃、青則是色光三原色的間色光。

國際照明委員會（CIE）規定，色光三原色為特定波長的單色光，其波長分別為：紅（R）λ=700nm，綠（G）λ=546.1nm，藍（B）λ=435.8nm。如將色光三原色重疊，則出現白光，如圖1-1所示。在計算機測色配色系統中采用的就是色光三原色。

二、物體的顏色

色光是發光體引起的視覺反應。在日常生活中，許多物體不是發光體，在受到發光體的照射后，反射光進入人眼，人眼產生了色彩感覺，如紅花、綠玻璃、黃塑料布、彩色廣告等。

1.物體的光譜特性

物體對照射到其表面的色光有選擇性吸收、反射或透射作用，使物體呈現出不同的顏色，物體的這種特性被稱為物體的光譜特性。自然界的物體對色光都具有選擇性吸收、反射或透射等現象，其顏色就取決于該物體對不同波長色光的吸收、反射或透射情況。例如：當某物體只反射黃色光而吸收了其他色光時，該物體表面看上去呈黃色；另一物體只反射綠光，而其他色光都被吸收，則該物體表面呈綠色。物體的這種對可見光譜中各種波長的光有選擇性吸收的現象，被稱為選擇性吸收。當物體選擇性吸收可見光譜的部分色光，反射出其余部分色光時，該物體呈現出不同的色彩。因此，不透明物體的顏色是由它所反射的色光決定的。當某物體將可見光譜中各波長的光均勻地吸收一部分，反射出剩余部分時，則該物體呈灰色。物體的這種對可見光譜中各波長的光做等比例吸收的現象被稱為非選擇性吸收。物體進行非選擇性吸收時，根據物體對光線反射程度的不同，物體呈現出白、黑、不同深淺的灰等無彩色。當物體對所照射光線的反射率為70%以上時，該物體呈白色；如反射率在10%～70%之間時為不同深淺的灰色；而當反射率小于10%時則呈黑色。透明物體的顏色是由它所透過和吸收的色光決定的。綠色的玻璃只能透過綠光而吸收了其他色光，透明的白玻璃幾乎能透過所有色光，黑玻璃幾乎能吸收所有色光。

2.光源色對物體顏色的影響

同一物體對色光的吸收與反射能力是固定不變的，但該物體的表面色則會隨著光源色的不同而發生變化。日常生活中，人眼在觀察同一物體時，會受到光源色的影響，如一塊白布幾乎能反射所有色光，在日光照射下呈現白色，在紅光照射下會呈現紅色，在綠光下呈綠色，在藍光下又變成藍色。以上事例說明，相同的物體在不同的光源下會出現不同的表面色。因此，光源色是影響物體表面色的重要因素。

自古以來，人類已適應在日光下觀察物體，故習慣將日光下的物體色稱為該物體的“真實顏色”。在不同的光源下，人們所看到的物體顏色與在日光下所看到的顏色是不同的，有可能加強或減弱，甚至會失去原來的色相感。如紅光下的紅色會更紅，而紅光下的綠色會變得近似于黑色；白熾燈下的物體帶黃，日光燈下的物體偏青。這一切使人感覺到物體失去了“真實顏色”。

光源色對物體色彩的影響叫演色性。紡織產品與其他物體一樣，在不同的光源色條件影響下演示出不同的色彩。一般來說，紡織產品色彩的演色性直接受到人工光源與自然光源兩方面的影響。

（1）日光的演色性。受地球上不同季節和不同地理環境的影響，日光的演色性是不同的。夏季的日光強烈，冬季的日光溫暖；人們在大海邊、草原上和沙漠中所感受到的日光光源色也是不一樣的。即使在同一地區，由于時間的不同和空間方向的不同，日光也呈現不同的演色性，早晚的日光偏黃，中午的日光偏白；在日光下的同一物體迎光面顏色偏暖，背光面會帶有不同程度的灰色。在這些不同的日光光源條件下，紡織產品同樣能演示出各種不同的色彩傾向。

（2）普通白熾燈的演色性。普通白熾燈的色光為低純度橙黃色的暖色光。在這種偏黃的燈光下，紅色會變成含有黃色味的紅，黃色變成更亮的黃，橙色變得更艷亮，綠色變成暗濁的黃綠色，青色變成灰青暗色，紫色變成暗紫、近黑色等。

（3）日光燈的演色性。常用的白色熒光燈一般色光偏冷、帶藍色。在這種燈光下觀察物體的顏色時，紅色、橙色系列的色彩（包括赭、褐色類）色相沒有什么變化，但明度、純度會降低；黃色系列的色彩中檸檬黃會帶有青色味，土黃類的色彩純度會變低；青色和綠色系列的色彩，色相不受太大影響，但色彩的冷感變得更冷；紫色系列的色彩在色相上會發生一些變化，失去一部分紅色味，藍色會有所加重。

（4）彩色燈光的演色性。彩色燈光在日常生活中是最常見的，彩色燈光的演色性比其他光源的演色性更強，變化性更大。一般當物體的色彩與燈光色相同或相近時，在光照下顏色會更鮮艷，而物體的顏色與燈光色互為補色時，物體的顏色會變暗。

此外，光源色的光照強度及照射角度也會對物體的顏色產生影響。強光下的物體色會變得淡而亮；弱光下的物體色會變得暗淡模糊。在迎光面、側光面和背光面觀察同一物體的顏色也有所不同。只有在適合的光照強度光線下用適當的角度觀察物體時，物體的顏色最清晰、最真實。

物體的表面結構也會影響到物體色彩。如果物體表面粗糙，對光的反射沒有規律，會使物體色彩顯得暗一些；如果物體表面光滑，對光線反射有規律，色彩就會亮且鮮艷。

依靠目測判斷紡織產品的顏色時，要將被檢測品放在標準光源對色燈箱底板中部位置呈45°左右角度的灰板上，觀察者視線與被檢測品垂直進行觀察對色，即觀察角度以45°光源，90°視線為宜，這樣可避免因光源色及其強弱和觀察角度的不同而引起物體的顏色變化，提高對色的準確性。在沒有標準光源對色燈箱時，要在北窗的自然光下進行紡織產品顏色的鑒別，因為北向自然光受季節、天氣和其他條件變化的影響最小。

3.涂料與染料

紡織、印染行業所用的涂料和染料是根據各種物質對色光的吸收和反射能力不同而制成的。有些涂料和染料是天然的植物性或礦物性物質，但大量的涂料和染料是人工制造的化學合成物質。涂料與染料都能反射日光中的某一色光、吸收其他所有色光而形成某一色相。涂料是可以溶于油、樹脂之中的微細的彩色粉末。染料比涂料純凈，能溶于水或其他介質以制成溶液或分散液，具有一定的透明感。

三、色彩的分類

自然界中五光十色、千變萬化的色彩可分為無彩色系和有彩色系兩大類。

1.無彩色系

無彩色系包括黑色、白色以及各種深淺不同的灰色系列。由白漸變到淺灰、中灰、深灰直到黑色，在色度學上稱為黑白系列。黑白系列用一條垂直軸表示，上端為白，下端為黑，中間是一系列過渡的灰色。無彩色系沒有色相與純度（兩者都是零），而只有明度的變化。色彩的明度可用黑白度來表示，越接近白色，明度越高；越接近黑色，明度越低。

2.有彩色系

有彩色系包括可見光譜中的全部色彩，如紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色以及由這七種色變化而來、深淺濃淡各不相同的色彩。

四、色彩的屬性

1.色彩三要素

有彩色系的顏色具有三個基本特性：色相、明度和純度，在色彩學上也稱為色彩三要素。

（1）色相。色相是色彩的最大特征，能夠比較確切地表示各種色彩相貌的名稱，如鮮紅、米黃、湖藍、竹綠等。即便是同一類色，也能分為幾種色相，如紅色可以分為大紅、紫紅、玫瑰紅、鐵銹紅等。從光學物理上講，色相由光波波長的長短所決定，如紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等。標準色相一般是以色相環上的純色為準。

（2）明度。明度是指色彩的明亮程度，明度也稱亮度、深淺度。各種有色物體因其反射光量不同，會產生顏色的明暗不同。當物體吸收的光線越少，反射的光線越多時，看起來就比較明亮，即明度較高。反之明度較低。

色彩的明度有兩種情況，一是同一色相有不同明度，同一色相加白混合可以提高明度，加黑混合可以降低明度，加上不同比例的黑色或白色混合后能產生各種不同的明暗層次；二是各種色相有不同明度，每一種純色都有與其相應的明度。純黃色明度為最高，純紫色明度為最低，純紅、純綠、純藍色為中間明度。

（3）純度。純度是指色彩的純凈程度，即色彩含有某種單色光的純凈程度。純凈程度越高，色彩越純；反之，色彩純度越低。在不同的場合，純度又稱彩度、飽和度、鮮艷度、含灰度等。可見光譜中的各種單色光為極限純度，是最純的顏色。當一種色彩加入黑、白或其他顏色時，純度就產生變化。加入其他色越多，純度越低。

色相、明度和純度是有彩色系中不可分割的三個基本特征，色相決定了色的質，明度和純度都是量的變化。三要素中任何一個要素的改變都將影響原有色彩的面貌，在認識色彩和應用色彩時，必須同時考慮這三個因素。

2.色調

色調是指色彩外觀的重要特征與基本傾向。色調由色彩的色相、明度、純度三要素決定。

從色相方面來分，有紅色調、黃色調、綠色調、藍色調等。

從色彩的明度來分，有明色調、灰色調、暗色調等。把明度與色相結合起來，又有對比強烈色調（包括色相強對比）、柔和色調（明度與色相差都較小）、明快色調（明度較高的類似色為主的配色）等。

從色彩的純度來分，有清色調（純色加白或加黑）、濁色調（純色加灰）。把純度與明度結合起來，又可分明清色調、中清色調、暗清色調。

色調還常以色彩給人的冷暖感覺來分，有冷色調和暖色調。色彩傾向于青色者為冷色調，傾向于黃色者為暖色調。

3.色料三原色

顏料或染料中的品紅、檸檬黃和湖藍稱為色料三原色。色料三原色按不同比例混合后，因其對各種色光的吸收和反射程度不同，可以合成各種色彩。參加混合的色料愈多，被吸收的光線愈多，被反射出的光線愈少，就愈接近黑色，所以也稱減色三原色，如圖1-2所示。色光三原色和色料三原色是有區別的：色光三原色是紅、綠、藍（藍紫色），色料三原色是紅（品紅）、黃（檸檬黃）、青（湖藍）。

4.補色

在物理學中，將兩種相加后呈白光的色光以及兩種混合成灰黑色的色料，稱為一對互補色。色料的補色關系與色光是不同的，互為補色的色光相混得白光，如紅光與青光相加產生白色，綠光與品紅光相加亦產生白光；互為補色的色料相混卻得灰黑色，如色料中的品紅色與綠色相混出現灰黑色，黃色與藍紫色相混亦產生灰黑色。互為補色的色料在色相環上一般處于直徑兩端的位置上，如圖1-3所示。

圖1-2 色料三原色

圖1-3 色彩的互補關系

在紡織品印染加工中，運用補色原理來提高或減弱產品的色彩鮮艷度具有十分重要的意義。在調配顏色時，如果要保持其原有的鮮艷度，就必須避免加入帶有補色關系的染料。反之，如果為了適當減弱某一顏色的鮮艷度，不妨調入微量的具有補色關系的染料。當需要消除某一顏色的偏色光時，也可運用補色原理加以調節。

五、色彩的混合

色彩的混合包括色光的混合和色料的混合兩大類，混合方法有加色混合、減色混合和空間混合三種。

1.加色混合

加色混合是色光的混合。把兩束或兩束以上顏色的光混合在一起，會產生與這些光的顏色不同的另一個顏色，即加色混合是把色光疊加起來的混色方法。從物理光學實驗中可以得出：紅、綠、藍三種色光是三原色光，非其他色光所能混合而成，而將這三種色光以不同的比例混合，幾乎可以混配成自然界中所有的顏色。從圖1-1中可以得出：

紅光+綠光=黃光

紅光+藍光=品紅光

綠光+藍光=青光

紅光+綠光+藍光=白光

如果改變三原色光的混合比例，還能得到其他不同的顏色，如紅光與綠光按不同比例混合可得到橙、黃、黃綠等色光；紅光與藍光按不同比例混合可得到品紅、紅紫、紫紅等色光；藍光與綠光按不同比例混合可得到綠藍、青、青綠等色光；將藍光、綠光和紅光按不同比例混合還可以得到更多的色光。

加色混合由于是色光的混合，隨著不同色光混合量的增加，色光的明度也逐漸加強。當全色光混合時呈現白光，即用色光三原色相加后可得白光。

2.減色混合

減色混合是指把兩個或兩個以上的有色物體疊加在一起而產生與各有色物體不同的顏色。減色混合的特點剛好與加色混合相反，即參加混合的色彩成分越多，混合出的新色彩明度就越低。各種顏料或各種染料的混合屬于減色混合，兩種或兩種以上有色透明物體的重疊也屬于減色混合。

（1）顏料或染料的混合。前面曾經提到，有色物體之所以能顯色，是因為物體能對色光進行選擇性地吸收與反射，“吸收”即減去的意思。在光源不變的情況下，兩種或兩種以上的色料混合后，相當于白光減去各種色料的吸收光，剩余的反射光就成為混合后的色料色彩。混合后的新顏色，增加了對色光的吸收能力，而反射能力降低。故色料在混合后色彩的明度、純度都降低，色相也發生變化。參加混合的色料種類越多，白光被減去的吸收光也越多，相應的反射光就越少，最后呈近似黑灰的色彩。

用顏料的三原色作減色混合可得到：

品紅+黃=紅（白光-綠光-藍光）

青+黃=綠（白光-紅光-藍光）

青+品紅=藍（白光-紅光-綠光）

品紅+黃+青=黑（白光-綠光-藍光-紅光）

根據減色混合原理，品紅、黃和青按不同比例進行混合，從理論上講可以配出所有顏色。因此，品紅、黃、青被稱為是顏料的三原色，在色彩學上稱第一次色；如果把兩種不同的原色相混，所得的色彩稱第二次色，也稱間色；如果將間色與原色相混或間色與間色相混，則稱第三次色，也稱復色，如圖1-4所示。

圖1-4 色料的混合

（2）有色透明物體的重疊。有色透明物體的透過光也可給人帶來色彩感覺。當兩種或兩種以上有色透明物體相重疊時得到的新色稱之為疊色，疊色的特點是有色透明物體重疊一次，可透過的光亮就減少一次，透明度會明顯下降，得出新色的明度必然變暗，因此也屬于減色混合的范圍。

減色混合原理只是為顏色的混合提供了一個規律，在實際應用中，僅用三原色調配一切顏色是難以辦到的。這是因為顏料三原色的純度不高，使用純度不高的顏料混合，當然也縮小了混色的范圍。繪畫、印刷、紡織品染色及印花主要應用減色混合原理。

3.空間混合

空間混合亦稱中性混合，是各種顏色的反射光快速先后刺激或同時刺激人眼，從而達到反射色光在視網膜上的混色效果。空間混合方法有兩種：一種是旋轉混合，即將兩種或兩種以上不同的顏色涂在圓盤上，通過圓盤的快速旋轉，混合出新的顏色；另一種是并列混合，即把不同色彩的點或線相交并置，在一定的視覺距離之外，也能產生近似圓盤旋轉的色彩混合效果，如圖1-5所示。

圖1-5 空間混合

空間混合與加色混合的原理一致，也是色光傳入人眼后在視網膜信息傳遞過程中形成的色彩混合效果，主要區別是加色混合為發光體的色光混合，而空間混合為反射光的混合。空間混合與加色混合雖然有相同之處，但是顏料畢竟不是發光體，而且純度和明度都很低。加色混合后的混合色，其明度是參加混合色光的明度總和，比混合色的任一色都亮，而旋轉混合與并列混合的明度等于參加混合反射光的明度平均值。在混合過程與混合結果中，既不加光也不減光，所以這種色彩混合法又稱中性混合。

空間混合有下列規律。

（1）互為補色關系的色彩按一定比例進行空間混合，可得到無彩色系的灰和有彩色系的灰。如紅與青綠的混合，可得到紅灰、灰、綠灰。

（2）非補色關系的色彩進行空間混合，產生二色的中間色。如紅與青按不同比例混合，可得到紅紫、紫、青紫。

（3）有彩色系的色與無彩色系的色進行空間混合，也產生二色的中間色。如紅與灰的混合，可得到不同純度的紅灰；紅與白的混合，可得到不同明度的淺紅。

色彩并置產生空間混合是有條件的：其一，混合色應該是細點、細線，同時要成密集狀，點線越細越密，混合的效果越明顯；其二，色彩并置產生空間混合效果與視覺距離有關，必須在一定的視覺距離之外，才能產生混合，距離越遠，混合效果越明顯。空間混合中的并列混合在生活中的應用很多，如彩色印刷、繪畫、紡織品設計以及其他實用美術設計。

六、計算機測色配色系統

人眼是一種原始的測色儀器，經過訓練，人眼可具有敏銳地識別微小色差的能力。長期以來，人們應用目視方法判別顏色，控制產品的顏色質量。但是目視方法帶有強烈的主觀性，并會受到顏色適應、人眼光譜響應差異等因素的影響。所以目視方法不適合對顏色做定量分析。

計算機測色配色系統由硬件和軟件兩部分組成，圖1-6所示為計算機測色配色系統的硬件組成部分：光譜儀和計算機。光譜光度儀即是進行顏色測量最重要的一類儀器。使用光譜光度儀測量物體顏色時，先將標準光源照射到被測物體上，然后測出該物體反射光的波長及數量，再通過計算機軟件將其轉換為數字來表述顏色。如前所述，當照射到物體上的光源不同時，該物體的反射光是不同的，因此該系統針對顏色的測量和計算，規定了幾種標準光源。

圖1-6 計算機測色配色系統的硬件組成部分

隨著計算機技術及外部設備的快速發展，采用計算機進行顏色再現的技術已經非常成熟。凡是與著色有關的行業，如染料、顏料制造業、塑料著色加工、涂料、紡織、印染、油墨、印刷等行業均可采用此技術。

［任務實施］

實驗觀察光源對紋織物顏色的影響。

思考與練習

1.敘述幾種色的混合方法及特點，并聯系日常生活分別舉例。

2.什么是色光三原色？什么是色彩三要素？

3.色調可分為哪些類型？

4.什么是色料三原色？

5.什么是加色混合？什么是減色混合？

6.什么是間色和復色？

7.空間混合有哪些規律？

8.色彩對比有哪些規律？