从底层原理了解色彩

一、色彩是如何产生的 

了解色彩，首先要明白色彩形成的原理。

    人们对于光的认知还要追溯到1666年物理学家牛顿做的一个著名实验。 为了研究光的物理性质，发明了三菱镜来研究光的结构，曾在暗室内引入阳光，使阳光通过三菱镜发现光的分光有不同的折射率。

    因为光的产生是也要介质的，光遇不同的介质会产生不同的波长。三菱镜导致折射率不同，从而光进入介质中产生了不同的波长，不同的波长会使光呈现不同的颜色。即经三菱镜折射后的波长呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，七种光谱。

    光是电波的一种形式，波长的不同会导致光的属性不同。电磁波中只有极少的一部分是能被人眼所感知到的。

如下图是人眼可见光的一个范围，按照波长从短到长依次为蓝紫色、蓝色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色。即彩虹色，也被称为光谱。

综述：色彩的产生，是由于光照在物体上进行的反射。也就是说物体本身是没有颜色的，颜色只是物体对光的反射，而物体反射的光在大脑中形成的反映就是颜色。

 

光源色：

发光体发出的光，形成了不同的色彩，称之为光源色。不同光源色呈现出的颜色是不一样的。

固有色：

物体本身的颜色，在常态光源下我们能看见的颜色。

 

环境色：

主要是光照对环境的照射，环境进而反射光线影响物体的色彩。

二、色彩模式：

    色彩模式是数字世界中表示颜色的一种算法。在数字世界中，为了表示各种颜色，通常将颜色划分为若干分量。由于成色原理的不同，决定了显示器、投影仪、扫描仪这类靠色光直接合成颜色的颜色设备和打印机、印刷机这类靠使用颜料的印刷设备在生成颜色方式上的区别。

    常用的色彩模式有：HSB、RGB、CMYK、LAB、灰度、位图、双色调、索引颜色和多通道等，每个颜色模式都有其特殊的用途，最常用的是RGB模式、CMYK模式、HSB模式。

1.HSB色彩模式

H: hue（色相）

S:  saturation（饱和度）

B:  brightness（明度）

H: hue（色相）

a. 色相（色度）就是纯色，即组成可见光谱的单色；

b. 用角度进行表示，在0°—360°的角度来表示。红色在0°/360°，绿色在 120°，蓝色在 240°；

c. 黑白灰没有色相。

d. 每一个色相角度下，会根据饱和度，明度不同呈现不同的颜色值

 

S:  saturation（饱和度）

a. 饱和度代表色彩的纯度即鲜艳程度；

b. 用百分比进行表示，百分比越高，饱和度越高。

c. 为零时即为灰色，最大饱和度时是每一色相最纯的色光；

d. 黑白灰没有饱和度；

 

B:  brightness（明度）

a. 明度是指色彩的明亮度；

b. 用百分比进行表示，百分比越高，明度越高。

c. 百分比为0即为黑色

UI 的色彩使用 RGB 模式，但是拾色器主要的选色原理遵循的是 HSB 模式的逻辑，也就是色相（H）、饱和度（S）、明度（B）。

2.RGB色彩模式

R: red（红色）

G: green（绿色）

B: blue（蓝色）

 

    1802年英国物理学家托马斯·杨根据人眼的生理特征，提出色光三原色由朱红光、翠绿光、蓝紫光组成，这三个色光都不能用其他的色光相混而生，但却可以混出其他任何色光。

    RGB模式称为光源色模式，也是一种加色模式。通过RGB三种颜色的混合能生成自然界里的任何一种颜色。一般RGB模式只能用在电子屏幕上显示。

a. RGB模式中，每一个像素由24位的数据表示，其中RGB三原色各用了8位，因此这三种颜色各具有256个亮度级，能表示出256种不同浓度的色调，用0-255之间的整数值来表示。

b. 三种颜色叠加就能生成1677万种色彩

c. RGB模式可通过叠加产生不同的颜色，因此又称为：加色模式

3.CMYK色彩模式

C: cyan（青色）

M: magenta（洋红）

Y: yellow（黄色）

K: black（黑色）

    CMYK模式是一种色彩模式，当阳光照射到一个物体上时，这个物体将吸收一部分光线，并将剩下的光线进行反射，反射的光线就是我们所看见的物体颜色的减色 色彩模式，同时也是与RGB模式的根本不同之处。CMYK模式也称为印刷模式，媒介一般是打印机、印刷机等设备。

a. 这四种颜色都是以百分比的形式进行描述的，每一种颜色所占的百分比可以从0%到100%，百分比越高，颜色越暗。

b. CMYK模式是多数打印机用作打印全色或者四色文档的一种方法，打印机按比率一层叠一层地打印全部色彩，最终得到想要的色彩

4.LAB色彩模式

L: Lightness（明度），取值范围0-100

A: A分量（绿色到红色的光谱变化）

B: B分量（蓝色到黄色的光谱变化）

    Lab颜色模型它是一种设备无关的颜色模型，也是一种基于生理特征的颜色模型。是由一个亮度通道（channel）和两个颜色通道组成的。弥补了RGB和CMYK两种色彩模式的不足。

a.RGB在蓝色与绿色之间的过渡色太多，绿色与红色之间的过渡色又太少，CMYK模式在编辑处理图片的过程中损失的色彩则更多，而Lab模式在这些方面都有所补偿。

b. 在表达色彩范围上，处于第一位的是Lab模式，第二位的是RGB模式，第三位是CMYK模式。

c.LAB模式也是中间转换模式，当将RGB模式转换成CMYK模式时，Photoshop将自动将RGB模式转换为Lab模式，再转换为CMYK模式。

三、色彩心理学

    色彩在客观上是通过对人视觉上的刺激，而引发人情感和感官上的变化，日常生活中人们对应用色彩的经验积累而归纳总结出人类对色彩心理上的预期感受。在生活中，色彩心理学对人们对颜色的认知有很大的影响。

黑色：代表着品质、高端、庄重、严肃、性感和神秘

白色：纯洁、简单、纯真、信任、干净、简约

灰色：睿智、老实、低调、压抑、沉稳

银色：新颖、现代、前沿、科技

红色：大胆、热情、喜庆、欢乐、危险力、力量、自信

橙色：热情、阳光、活力、创造性、积极

黄色：快乐、青春、明亮、乐观

绿色：健康、生命、清新、安全、和谐、舒适

青色：坚强、古朴、清爽、柔和、优雅、希望

蓝色：稳定、安全，平静、信赖、科技、自由、放松

紫色：奢华、高贵、激情、优雅、性感、梦幻、时尚

粉色：浪漫、柔软、女性

四、色系类别

 

同类色 ：

在色相环上为30°之间的色彩，同类，必然是非常相近的颜色，比如柠檬黄与中黄，就是同类色。

 

类似色 ：

指在色环上相距0°～60°之间的色彩，一定要区分清同类色与近似色的区别，近似色相较于同类色，在色相环上的角度范围更大一些，一般在60°之内，也就是说，同类色属于近似色。我们可以举一个是近似色但不是同类色的例子：柠檬黄与橘黄。

对比色：

在色环上相距120°～180°之间的两种颜色，也是两种可以明显区分的色彩，包括颜色三要素的对比、冷暖对比，彩色和消色的对比等。对比色能使色彩效果表现更明显，形式多样，极富表现力。需要注意的是，互补色一定是对比色，但是对比色不一定是互补色。

互补色：

互补色是指在色相环上对立（180°）的两个颜色，色相环上夹角呈现一条直线。互补色有着非常强烈的对比度，在颜色饱和度很高时，可以产生许多十分强烈的视觉效果，就会使这两种颜色都显得更加鲜明，也将视觉冲击力强度提升至峰值。常给人一种潮流、刺激、兴奋的感觉。

 

五、正常色与色盲色

    色盲是一种先天性色觉障碍疾病。全色盲者完全不能分辨颜色。红绿色盲者不能分辨红色或绿色。色弱者辨认颜色的能力迟缓或很差，在光线较暗时，有的几乎和色盲差不多。大约8％的男性和0.5％的女性患有不同程度的色盲。为了避免色盲人群的困扰，设计师更应该关注他们的需求。

 

正常/色盲颜色识别：

    设计来源于生活，色彩源于生活。人们对大自然的感受、蓝色的天空、绿色的草地、黄色的沙漠等等。大自然就是最好的配色师，善于发现生活中的美～