跟我们在前面章节讲的相比，这里突然来个色彩理论简史可能会让你觉得非常困惑。尽管对色谱有些基本理解很容易，但其实色彩理论是建立在科学和艺术上几乎无限复杂的主题。所以我们很难学会同时适用于科学和艺术的色彩理论，我也看到很多设计师在最基本的问题上被绊到：黄色是三原色之一吗？哪些颜颜色放一起是和谐的？蓝色的补色是什么？

我希望关于色彩理论的这一章节能够帮你解决一些色彩方面的困惑。在下面简短的介绍中，我对两个不同又相关的领域关于色彩的冲突非常感兴趣：艺术色彩理论，它关注艺术作品中色彩搭配的视觉效果；科学色彩理论，它通过越来越复杂的但越来越精确的色彩模型来描述色彩的本质。接下来的章节将会建立在本章的基础之上，并且我相信这些色彩的历史对设计师做出正确的颜色选择至关重要。

关于颜色的最早已知理论可以在古希腊的《论色彩》（On Colors）中找到。这篇短文最早被认为是亚里士多德写的，但现在普遍认为是他们逍遥学派 (Peripatetic school)的其他成员所著。根据观察颜色在自然中的直观呈现，文章中说所有颜色都存在于一个亮和暗之间的光谱中，并且四原色来自于四种元素：火，空气，水和土地。这种推测今天看来非常不靠谱，但是当时的这些观察还是很有意义的：植物的地上部分是绿色的，地下部分是白色的，因此颜色必须来自太阳。同样干燥的植物将失去鲜艳的颜色，因此水也可以提供色彩。这个理论是几个世纪以来颜色理论家用颜色构建宇宙理论的典型代表。尽管理论是错的，但《论色彩》（On Colors）有一系列重要的发现，例如通过观察云层变厚就会变暗[2]“黑暗根本不是一种颜色，只是没有光线罢了。”[1]

像许多其他科学领域一样，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）在1704 年出版第一版《光学》（Opticks）时，完全颠覆有关光的传统理论。牛顿并没有把光当作虚空，而是发现白光是色谱中所有颜色的结合。他的实验是一个众所周知的现象：当白光通过棱镜时，会散射成多种颜色。但是，牛顿发现他可以重新组合这些光谱色，再次将它们变成白光。

牛顿还发现。如果他将色谱中的第一种颜色（红色）和最后一种颜色（紫色）混合，将会出现一种彩虹中不存在的颜色——洋红色。这使他将色谱图做成了一个圆环，开始了用基本形状表示颜色之间关系的传统。把色谱做成圆形，使得牛顿可以用两种颜色在色环上的中间色来预测两种颜色光混合的结果。牛顿画出的色环上每种颜色相隔的距离都不一样，因为他希望有和每周天数一样多的颜色数。[3]

牛顿的色环使用从音乐中的D调映射到乐理中八度的七种颜色。

当牛顿对色彩的科学解释感兴趣时，德国诗人沃尔夫冈·冯·歌德（Wolfgang von Goethe）将他的《色彩理论》(Theory of Colors）用于以人为中心的色彩感知分析。通过一系列测量眼睛对某些颜色的反应的实验，歌德创造了有史以来最著名的色环。该色环具有三种原色：洋红色，黄色和蓝色。他认为可以通过三原色混合出色谱中的所有颜色。

歌德的色环

这本书在许多方面与牛顿的理论背道而驰，因为歌德认为棱镜是产生颜色的原因而不是光，并且黑暗并不是因为没有光。尽管牛顿最终赢得了有关光的本质的争论，但歌德的工作对我们而言却同样重要，因为它着重于色彩对人类认知的作用。他对残像和视错觉的研究特别有趣，它指向了约翰尼斯·伊滕（Johannes Itten）和约瑟夫·阿尔伯斯 ( Josef Albers) 后期的作品[4]。

牛顿和歌德的色环似乎相互矛盾，其实它们在某种程度上都是正确的，因为它们说明了不同材料中的颜色行为。牛顿描述了他的光谱颜色如何混合，这是正确的，因为光以加法的方式混合：混合不同颜色的光最终会产生白光。歌德描述了他的三原色如何混合，这也是正确的，因为颜料以减法得方式混合：组合不同颜色的颜料最终会黑色颜料。

RGB颜色模式是加色混合。

CMYK颜色模式是减色混合

为了创建统一的颜色符号（就像音乐符号那样），艺术家很快就开始将色谱描述为3D的实体。托拜厄斯·梅耶(Tobias Mayer）在1775年死后出版的《颜色的亲和力》（The Affinity of Color Commentary）中可以找到类似的例子。梅耶（Mayer）试图准确定义人眼可以看到的各种颜色的数量，这要求他增加另一个维度来代表每种颜色的亮度变化。梅耶用绘画中的三种传统原色（红，黄，蓝）绘制了三角形，并通过将对立的颜色混合在一起来连接这些角。与传统的色环不同，他通过将不同亮度的三角形相互堆叠而创建了色彩三角形的许多变体。这样就可以通过其在3D空间中的位置来定义颜色，这一方式至今仍在使用。梅耶最终并未创建出完美渐变的颜色模型，因为他不了解人眼的不规则之处。[5]

梅耶的色彩三角形。

德国画家菲利普·奥托·朗格（Philipp Otto Runge）在创建球形的色谱时也采用了相同的方法，这个色彩球发表在1810 年的《彩色球形》(Color Sphere manuscript)手稿中。但是，与之前的许多其他颜色模型一样，该模型无法区分亮度和饱和度，这意味着模型的颜色饱和度几乎没有变化。该球体与Mayer三角形具有相同的问题，色阶在感知上并不统一（the steps were not perceptually uniform）[6]。

菲利普·奥托·朗格（Philipp Otto Runge）的彩色球。

米歇尔·欧根·雪佛勒(Michel Eugène Chevreul)从1839年开始尝试在他的半球形色彩系统中解决此问题。他不是通过专注于所用颜料的数量来混合颜色，而是仅根据感觉来决定。受歌德作品的启发，·雪佛勒使用残像测试了颜色混合的有效性。当一个人长时间盯着一个绿色的正方形然后看着白色的墙壁时，会出现一个洋红色的正方形。发生这种情况是由于眼睛中绿色感光细胞的疲劳，·雪佛勒以此在他的模型建立了互补色。[7]

米歇尔·欧根·雪佛勒的色球

美国画家阿尔伯特·亨利·孟塞尔（Albert Henry Munsell）在1900年代初期创造了最具历史意义之一的色彩模型。像许多前辈一样，孟塞尔想要创建一个具有感知统一的模型。虽然孟塞尔是一个画家，但他的方法却非常的科学：他请了许多人来当他的实验对象并和他发明的一系列仪器结合创建了非常精确的模型。这个模型的重点是，他将颜色划分为了三个新的维度：色相，确定了颜色的类型（红色，蓝色等），明度确定了色彩的亮度（浅色或者深色），以及纯度，决定了颜色的饱和度。至今为止，这些标准还在RGB颜色模型的某些形式中使用。

从1943年的表示方法中直观地看到阿尔伯特·亨利·孟塞尔的色彩空间。

孟塞尔首先尝试将颜色排列在一个球体中，但要注意的是“他在努力寻找合适的形状时，例如三棱锥，圆锥或者立方体，以及缺乏相应的测试，导致了许多颜色关系的错误。”[8]本质上来讲，孟塞尔意识到颜色模型必须具有不规则的形状才能适合所有的颜色。原因很简单，暗色在最小饱和度与最大饱和度之间的可见颜色相比亮色要少得多（亮度为零的颜色只有一种黑色）。同样某些色调具有更大色彩的范围，红色与白色混合出的颜色要比黄色多得多，因为黄色是较浅得颜色。孟塞尔得颜色系统的另一个重要细节是他跟喜欢用数学的方式而不是颜色名称来表示颜色在色彩空间中的位置。这和我们今天在编程语言中定义颜色的方式类似。孟塞尔的色彩体系有其缺陷和矛盾之处，但它设法以前所未有的方式将艺术与科学联系在了一起。

20世纪初期许多的欧洲艺术运动都对艺术的主观体验产生了浓厚的兴趣，尽管德国的包豪斯是一所专注于现代艺术，设计和建筑方法的学校，但有两本关于色彩的重要著作Johannes Itten [9]撰写的《色彩的艺术》( The Art of Color )和Josef Albers [10]撰写的《色彩的互动》 (Interaction of Color)。

作为马兹达斯南 (Mazdaznan religion) 宗教的追随者，伊藤的艺术观在很大程度上受到其精神信仰的影响。严格素食后，他以与学生一起进行有节奏的呼吸运动以使他们充分发挥创造力而闻名[11]。他的观点与歌德类似，重要的是色彩的主观体验，他的书着重于如何将搭配色彩来唤起观众的感受。伊藤的中心思想是颜色存在七种对比，艺术家必须掌握七种色彩对比才能了解颜色选择的效果。有些对比非常简单，例如当不同亮度的颜色彼此相邻时会出现明暗对比，或者当色调不同的颜色一起使用时会有色调对比[12]。设计师可以使用这些结论来指导他们对颜色的决策，因为这为我们提供了一种颜色进行分类并系统地思考的方法。伊藤甚至使用与上文提到的朗格极为相似的RYB色球进行试验，来解释这些想法。伊藤的其他对比理论相当武断，例如他的同时对比度定律 （ law of simultaneous contrast） 规定了某些颜色一起使用时产生的视觉效果。伊藤经常利用自己的主观经验来建立关于色彩和感知理论，如下面引用所示。

在许多问题上，客观的结论要胜于主管的偏爱。因此可以用浅绿色和蓝绿色调装饰肉类市场，从而使各种肉类看起来更红更新鲜。如果一名商业艺术家要设计一个带有黄白条纹的咖啡包装，或者是带有蓝色原点的意大利面的包装，那就会出现问题，因为这些颜色和主体物冲突。

约翰内斯·伊滕[13]

其中，伊藤对颜色的个人喜好导致了对颜色和对象的不必要限制。谁说在设计食品标签时不能合理的使用黄色条纹或者蓝色圆点?

约瑟夫·阿尔伯斯（Josef Albers）是伊藤的学生，他在1963年的《色彩的互动》(Interaction of color)中采用了更具示范性的方法。阿尔伯斯使用不透明的彩色纸片，展示了色彩的高动态性。特别是人类如何感知色彩，感知的颜色取决于它周围的颜色。阿尔伯斯没有尝试建立这种色彩性质的统一理论，而是描述了学生如何重复这些实验来体验色彩。这使得《色彩的互动》在成为色彩构成领域的经典著作。下图是他最著名的例子之一，在彩色背景上有两个小方块。观看者自然会觉得画面中间的正方形颜色不同，而实际上它们是完全相同的颜色。

如上所述，我们的艺术史充满了关于原色的争论，这是由于对减色和加色模型的困惑所致。众所周知，很难将黄色与深色混合，所以歌德和其他艺术家将黄色视为一种“纯”色。今天我们知道，原色实际上是一个相当随意的概念，并且没有颜料的“纯”原色之类的东西。可以选择任意三种颜色来混合出色谱的一个子集。尽管某些原色可以混合出广泛的颜色，但是不可能在减色模型中混合整个可见色谱。

结论是原色只是一种实用的假设。它们要么是色彩数学模型中采用的虚构变量，要么是在对灯光、油漆、染料或者油墨进行特定的色彩混合时采用的经济上的折中方案。

布鲁斯·麦克埃维（Bruce MacEvoy）[14]

这些理论已经深深集成到我们每天使用的设备中了。台式打印机和其他减色模式的颜料打印机的行业标准是CMY，它具有三种基本颜色：青色，品红色和黄色。这组特定颜色的墨水可以混合出大部分的颜色。打印机还另需黑色的墨水，因为这些原色不能混合出纯黑色。专业的打印机会有跟多的墨盒，以获得更好的颜色精度。数字印刷技术的领导者爱普生（Epson）在其UltraChrome®HDR技术中使用了十种墨水颜色。

计算机屏幕和其他具有加色模式的光学显示技术的行业标准是RGB颜色模式，每个像素具有三个基色：红色，绿色和蓝色。这三种颜色可以混合出大部分可见光的颜色。如今任何的数字设计工具都允许设计师基于这三种原色来定义颜色。RGB和CMY颜色模式的一个好处是，即使它们的原色不同，它们颜色之间的补色还是一样的。

RGB和CMY共享补色。

就像今天对色彩的科学性质达成共识一样，人类对色彩的体验是一种高度复杂和主观的现象。普遍认为，不可能创建一种简单、可预测的色彩和谐理论，即歌德和伊滕所信奉的那种方法。许多因素决定了你对特定色彩组合的反应，包括性别，年龄，情绪，个人背景和当前社会趋势[15]。从某种意义上说，这应该是设计师的一种解脱。首先，他们不必参与有关哪个色环具有“正确”互补色的讨论。而且，由于没有简单的理论来寻找合适颜色，学生别无选择，只能用自己的眼睛。

阅读有关艺术家和科学家的文章时，看到他们将自己的人生奉献在创建颜色模型上，以帮助其他艺术家做出有关色彩构成的决定。那么应该很清楚，当今的设计师与色彩交互的方式（拾色器）还有很多可以改进的地方。拾色器在它出现后就无处不在：过去的十年中，拾色器没有任何重大变化，即使这种模型已经存在了300多年，他无法提供完善的色谱可视化图像。它用了一个矩形区域，一次显示单个色调，设计师无法可视化所选颜色之间的关系，甚至无法理解在感知上统一的颜色模型与其选择颜色之间的差异。

幸运的是，本书并不局限于数字设计工具。在以下各章中，我们将研究颜色模型，颜色空间以及用于在代码中生成颜色方案的多种技术。为了避免与前辈们犯同样的错误，这些章节不会提出一种统一的理论，即哪种颜色最适合某些情况。相反，我们将了解调色板，并学习如何查看不同颜色组合的效果。希望这能学生们建立扎实的理论基础，以此为基础进行实践。

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1. Loeb Classical Library (1936) Aristotle’s Minor Works, p. 7. London
2. Gottschalk, H. B. (1964) The De Coloribus and Its Author, p. 59-85. Hermes 92. Bd..H. 1: JSTOR. Web. 11 Jan. 2017
3. Ball, Philip (2003) Bright Earth: Art and the Invention of Color, p. 25. University of Chicago Press
4. Sloane, Patricia (1967) Colour: Basic Principles New Directions, p. 28-30. Studio Vista
5. Lowengard, Sarah (2006) The Creation of Color in Eighteenth-Century Europe New York, para. 129-139, Columbia University Press)
6. Ball, Philip (2003) Bright Earth: Art and the Invention of Color, p. 48. University of Chicago Press
7. Ball, Philip (2003) Bright Earth: Art and the Invention of Color, p. 175-176. University of Chicago Press
8. Munsell, A.H (1912) A Pigment Color System and Notation, pp. 239. The American Journal of Psychology. Vol. 23. University of Illinois Press
9. Itten, Johannes (1973) The Art of Color: the subjective experience and objective rationale of color. Van Nostrand Reinhold
10. Albers, Josef (1963) Interaction of Color. Yale University
11. Droste, Magdalena (2002) Bauhaus, p. 25. Taschen
12. Itten, Johannes (1970) The Elements of Color, p. 33-44. Van Nostrand Reinhold
13. Itten, Johannes (1970) The Elements of Color, p. 26. Van Nostrand Reinhold
14. MacEvoy, Bruce. Color Vision Handprint : Colormaking Attributes. N.p., 1 Aug. 2015. Web. 11 Jan. 2017.
15. O’Connor, Zena (2010) Color Harmony Revisited, p. 267-273. Color Research and Application. Volume 35, Issue 4

本文译自Programming Design Systems

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