颜色的分类和特性

2010-09-07

    大家都知道，颜色是个心理、生理和物理量。下面我们要用物理的方法进一步研究和表示颜色。
一、颜色的分类
    颜色可分为彩色和非彩色两大类。
    非彩色又称无彩色，在有些领域又称消色。非彩色是指白色、各种深浅不同的中性灰色和黑色。他们可以从白到黑排成一个非彩色系列。纯白是理想的完全反射漫射体，其反射比等于1；纯黑色是理想的全吸收黑色，其发射比等于0。在现实生活中是没有绝对的纯白和纯黑的物体的，但是可以达到很接近。有人认为寒冬大地披盖的一片白雪是理想的完全发射体。
    颜色又称有彩色。除了上述非彩色外的所以颜色都属彩色。
二、颜色的特性

     所有的物体颜色，不论是发光色或表面色，都有三个共同的特性，又叫颜色的三属性：色调、明度和彩度。
    1、色调
     又称色相。色调表示红、黄、绿、蓝、紫等颜色特性。在可见光谱范围，不同波长的光辐射刺激人眼，就引起不同色调的感觉。如氦氖激光发射波长为632.8nm的红光，它是红色调；树叶在阳光下吸收短波和长波的辐射，而反射480~580nm波长的辐射，呈现绿色调。因而色调是区分颜色的重要特性。
    2、明度
     表示物体表面相对明暗的特性。明度与光亮度呈正比，明度与反射比成正比，即光亮度越高明亮度越高，物体表面反射比越高明度越高，定量的描述是在同样的照明条件下，以完全发射漫射体为基准，对物体表面色的视觉特性给予的分度。
    3、彩度（又称饱和度）
     是表示颜色的纯度，即具有相同明度值的颜色离开中性灰色的程度。光谱色是饱和的颜色，当光谱色中参入白色时，他的饱和度就变小，掺入白光的成分越多，越不饱和。定量描述彩度，是用距离等明度无彩点的视知觉特性来表示物体表面颜色的浓度，并给予分度。
    4、色调、明度和彩度的关系
     色调、明度和彩度是颜色的三个独立特性，但它们也有一定的关系。
      颜色三属性可以用颜色立体示意模型来形象地表示。图（1-6）是表示已个三维空间橄榄形是色立体，图中把颜色的三种基本特性——色调、明度和彩度全部表示了出来。在此色立体种，中央垂直从上到下代表白-黑系列明度的变化。链接上下的垂线代表各种由浅到深的灰色，都是非彩色。腰部水平面的圆周表示色调的变化，圆周上每个点代表红、黄、绿、蓝绿、蓝和紫等各种不同的光谱色色调。圆心是中心灰色。整个水平面上的各种色调明度相同。同心的饱和度C=0，从圆心向圆周过渡表示饱和度（C）逐渐增大，到圆周上的光谱色饱和度大。由圆周向上（白）方向或向下（黑）方向变化，颜色饱和度逐渐降低。可以看到，白—黑系列的饱和度为0.
    实验发现人眼能分辨光谱色色调约150种，加上光谱色中没有的紫色约30中，共180中色调；能识别各种饱和度技术约有黄色4种、红色25种，平均约10种；能辨别各种明度约为600种。因此，人眼能识别的颜色（包括色调、明度和饱和度各自变化而得的颜色），总数约为：
180（色调）Ｘ600(明度)Ｘ10（饱和度）=1080000（种）也就是说，从理论上人眼能区分约100万种颜色。但实际上这是不可能的，因为颜色的三属性往往不是独立变化，而是相互关联，相互影响的，而眼睛能够辨别色调也是随着饱和度和明度的改变而变化的。比如当饱和度极小，明度极大时，人眼对颜色的辨别能力就极不灵敏。当各种颜色与白色或黑色很接近时，颜色的层次变得很小，人们能够分辨颜色的数目也就少了。因此，人眼能分辨的颜色大约有13000种，而实际应用的颜色仅仅只有几千种，但这已经足够丰富了。