以英国火车为例浅析铁路客车外部色彩设计
近几十年来，我国的高铁发展取得了巨大的成就
产业的发展离不开CMF（色彩、材料、工艺）
清华大学 CMF设计军团号
清华大学 美术学院 王鸿烨 张园园
摘要：近几十年来，我国的高铁发展取得了巨大的成就，在客运量与运载速度大幅度提升的驱动下，铁路客车设计上的审美要求也需要相应的发展。本文以历史悠久、发展较为成熟的英国火车为例，以孟塞尔色彩科学体系入手简要介绍客运车厢外部的色彩设计，结合色彩设计学、美学理论与色彩和谐对人的心理感受对英国火车外部的色彩设计进行探讨，为设计既具有功能性要求和审美要求的列车色彩方案提供参考依据。
关键词：英国火车 孟塞尔色系 色彩和谐
中图分类号：J05 文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2018）07-0014-04
Abstract：In recent decades，the rapid trains have been burgeoning significantly in China. With the development of passenger capacity and speed，aesthetic of trains requires advances. This article，based on the British Rail and Munsell color system，combined with design science and aesthetic theories，the outside color of British rail will be thoroughly interpreted for further design of artistically functional trains.
Keywords：British Rail Munsell color system Color harmony
引言
英国铁路（British Rail）于1825年开通第一条客运铁路，是世界上最古老的铁路系统。现如今，英国的铁路长度在世界中排名第18位，其较小的国土面积使得英国成为世界上铁路密度最大的国家之一。从客流量方面来说，2015年英国铁路系统的繁忙程度位居世界第五位，并且处在不断的扩建和升级中（如图1）。
英国铁路无论从铁路密度、运行时速等硬性指标还是从客运车厢内外的美学设计上都达到了较高的水平，其中车厢外部的色彩设计尤为突出（如图2）。各条铁路线在不同运营商的管理之下，其列车外部的色彩设计可谓众彩纷呈，在满足乘客愉悦的乘坐体验同时，形成了具有本国特色的配色体系。
色彩不仅是客观上的物理量，人们对色彩和谐的感受往往赋予了色彩更多重的定义。从水性与矿物颜料之间的融合搭配，到油彩与水彩的不同技法表达，色彩的和谐自古就是艺术家们所追求的真理之一。英国火车在色彩设计上的成功，也离不开色彩学理论与实践的支持。当今，学界将颜色和谐定义为“当两个或多个颜色在一起产生令人愉悦的反应” ，而颜色和谐的背后理论的支撑也必不可少。
一、孟塞尔色彩系统及其配色理论
（一）孟塞尔色立体
在现有的色彩理论中，孟塞尔色系是目前常用的，同时也是形成理论体系较早的色样系统。（如图3）所示，孟塞尔的颜色立体模型像个双锥体，中央轴代表无彩色，即中性色的明度等级。从底部的黑色过渡到顶部的白色，分成11个等距的灰度等级成为孟塞尔明度，而某一特定颜色与中央轴的水平距离则代表饱和度，即孟塞尔彩度。孟塞尔彩度、孟塞尔明度、孟塞尔色相是孟塞尔色系内区别各个物体表面色彩的量化指标。
（二）孟塞尔色环
孟塞尔色立体的水平剖面（如图4）所示，孟塞尔色系的色环中划分为十个色相域，以逆时针方向为序分别是R（红色），RP（红紫色）、P（紫色）、PB（紫蓝色）、B（蓝色）、BG（蓝绿色）、G（绿色）、GY（绿黄色）、Y（黄色）、YR（黄红色），而色环中的每个区域再被100条同等距离的色相半径细分。 而在孟塞尔的色彩调和理论中，获取不同颜色之间的和谐必须使所选颜色在孟塞尔的色彩体系中存在理性规律性的关系，并且色彩的调和也要与孟塞尔色彩体系的七种色彩间的分布相关联。也就是说，孟塞尔体系规定了严苛的色彩间的和谐与秩序的关系，而这种严格的限定从某种程度上来说影响了孟塞尔色彩理论在实际设计过程中的运用。
（三）孟塞尔的调和理论
孟塞尔色系中，调和理论将分布在色立体中的规律分布的不同色彩按照色立体中色彩的分布位置分为七种，各个调和种类中，和谐的色彩在色立体中的总是按照一定的逻辑相对应，如在色立体中处于同一横切面的圆周调和等。举例来说有如下几种 ：
（1）垂直调和：属同一色相的明度变化。颜色之间的明度不同但色相和纯度不变。
调和特点：色调温和而稳定
（2）水平调和：即不同颜色之间色相与明度相同，但纯度不同。
调和特点：色调统一而有韵律
（3）非对称倾斜调和：即穿过色立体的中心店与明度轴相倾斜的斜线上的颜色。各个颜色之间的纯度有轻微的变化，明度变化与纯度相比变化较大，属于邻近色彩类调和。
调和特点：色调丰富、多样
（4）圆周调和：即色立体圆周上的色彩调和。纯度与明度没有改变，有色相上的变化。
调和特点：色相间隔的选择尤为重要
（四）色彩和谐
理论研究中的色彩和谐大多是从不同颜色系统的色立体或是色相环中提取按照理性逻辑分布的不同色彩，如此提取出的和谐的色彩虽符合了调和理论的基本要求，但缺失了色彩之间微妙的和谐关系。无论是如何搭配出的和谐的色彩，其根本的判断标准还是取决于是否能够给人以美感上的要求，因此色彩的和谐虽有一定的理论框架，但人的主观感受在色彩表达中的影响也不可缺失。同时，色彩在设计中始终是服务于人心理上的愉悦感受，并考虑色彩设计主体的客观要素（如火车中的造型、材质、客流量等），诸多因素共同构成人们所观察与感受到的色彩和谐。
二、英国火车的外部色彩
（一）英国火车外部色彩概览
英国火车的外部色彩在一个统一的色系呈现出多种不一样的颜色搭配，（如图5）的14种颜色是英国火车外部主要的颜色，在这14种颜色的基础上，派生出各辆列车不同的主色调，加上局部的纹饰和小色块的点缀，形成了英国火车外部种类繁多的色彩搭配。如维珍铁路的东海岸列车（Virgin Trains East Coast）（如图5）就是以Rail red（铁红色7.5R 4/12）作为车厢的底色（与维珍公司一贯使用的红色相呼应），局部搭配Golden yellow（金黄色 2.5Y 8/12），再补充上车厢外部银白色的流线型图案构成了车厢外部主要的颜色搭配。
英国火车缤彩纷呈的外部色彩并非偶然，其成体系的、具有标志性的配色系统是通过不断的实地地理环境与历史文化环境的考察与基于人心理感受的实验总结提炼而成的。多种不同的色彩搭配又被限制在一个具体的色彩平衡的理论之下。
（二）以孟塞尔的色彩调和理论解析英国火车外部色彩搭配
在分析案例的具体色彩关系之前，建立简单的孟塞尔色立体三维模型（如图6），并用示例颜色表示常见颜色（如图7）在孟塞尔色立体中的位置，便于后续的色彩分析。
在建立模型的过程中，将颜色与原点的距离设置为每在Z轴增加100mm视作一个灰度等级，而纯度值依据与中心点的距离变化，同样每100mm视作一个纯度等级，例如5G 3/6 在模型中表示为在5G（绿）轴上垂直方向距离原点600mm，水平方向上距离原点300mm。
1.First Group`s Dynamic Lines
英国2005年开始实行的First Group`s Dynamic Lines（如图8）的外部色彩设计曾在英国广受好评，其车身以深蓝色为主色调，给乘客带来沉稳、冷静的乘坐体验。并且在车厢的位置设置了等距的洋红色色块，与深色的车窗在车身的外部形成色块之间的韵律，同时洋红色也能在深蓝色的背景之中也能够较为醒目地划分车厢的长度与车门的位置。在孟塞尔的色彩调和理论中，由车身提取出的两种颜色（洋红5R4/10与深蓝7.5PB 4/10）在孟塞尔色立体的模型中按照色值定位出两种颜色之间的位置关系（如图9），可以看到两种颜色在色立体中处在同一个横截面的圆周上，得出两种颜色在孟塞尔调和理论中属于圆周调和，即颜色之间只有色相上的变化，其明度与纯度近似相等。
色彩调和理论之外，外部颜色在经过处理后相互之间的色彩关系与对比关系变得更加有趣而微妙，例如First Group`s Dynamic Lines的车身赋予了洋红与深蓝之间更为显著的明度差距，这使得整车的色彩效果变得更加活跃而不失统一，抵消了部分由原本圆周调和所带来的明度上的单调，使得整车的色彩效果更接近Dynamic（活力与动态的）的名称，并且也能给人带来新鲜愉悦的乘车体验。同时在车身外部的纹理上，First Group`s Dynamic Lines也采用了波浪形的曲线设计来点缀车身，同样属于圆周调和的两种颜色曲线的交织能够很好地融入到车身背景的色调中，同时线条的设计也富有动感，列车在运行时车身的运动能够使得流线型给人一种动态的错觉，综合颜色与图案给人以美的享受。
2.Eurostar`s E320 欧洲之星E320
欧洲之星是一条连接英国与法国巴黎及比利时的高速铁路，其最高时速可达300公里/小时，而其中E320（如图10）车身外部的色彩设计在整个欧洲之星车组中最为突出。其车身以大面积的条状的浅灰和深灰为主，局部搭配明黄色的条带。明黄色条带在纯度偏低的背景下显得尤为突出并带有动感，车身整体低彩度的色彩搭配也使得整体显得更加沉稳，给人以舒适的乘坐体验，同时车头全流线型的设计感也得益于车头处色块适当的分割。整车在色块的划分上都以统一的水平条带为主，给人列车向两端延伸的视觉上的错觉。
在E320车身外部，紧贴明黄色条带的还有一组车窗位置与顶部的墨蓝色条带，两个颜色之间明度与色相上分别较大，纯度较为接近，从颜色在模型上的位置分布（如图11）我们可以看到，两个色块之间的连线穿过孟塞尔色立体的中点，这在孟塞尔的色彩调和理论中属于倾斜调和，即穿过色立体中点与明度轴相倾斜的斜线上的颜色。这类调和纯度有微量的变动，明度变化较大。给人的直观感受为明度较高的一方更为显眼和突出。
通常情况下，大面积不同明度的灰色给人的感觉往往是带有科技感的、冷静的、单纯的、寂寞的、暗淡的以及潜在的力量感，而明黄色的加入则一定程度上舒缓了大面积灰色所带来的单调、暗淡与缺乏活力。同时，小面积的明黄色在灰色的衬托中能够给人在旅途上带来一定的跳跃感与新鲜感，使得色彩的和谐能够服务于功能本身。
小结
本文通过构建色立体模型，运用色彩和谐理论分析英国火车色彩配置内容，总结出客车外观配色方案需要相应的理性论据支撑。铁路客车外观的设计无论在体现客车形象还是塑造乘坐体验上都尤为重要。因此，针对目前国内铁路客车的色彩设计研究有以下几点建议：一是色彩调研方面应基于对当地人文环境与自然环境的充分考察，以设计与自然环境、人文环境相协调为原则，做到产品、使用人群与使用地点三者色彩上的内在联系与统一，配色方案从而体现独特的地域文化特征。
二是色彩实验方面应进行有关人群的色彩科学偏好调查，得出人们对不同色彩产生的情感反应与联想内容，进一步结合美学理论为具体的设计过程提供科学依据，更好地践行以人为本的理念。三是在色彩设计过程中确定车体的主题色调后辅以色彩和谐理论，紧密结合人的色彩审美并考虑微妙的色彩关系。另外，具有一国特色的标志性铁路客车色彩需要经过色彩设计的理论与实践相结合，不仅要符合大众审美，还要能够经受住时间的考验。
本论文属于清华大学美术学院《交通工具内部空间照明与色彩的心理感知探究》学生科学训练SRT项目阶段性成果。
参考文献
[1] 支锦亦. 铁路客车外观色彩设计探讨 [J] . 中国铁路，2007（3）：66-69.
[2] Holtzschue L. Understanding Color： An Introduction for Designers [M] . Wiley，2006.
[3] 李建中，任玉姣，韩怡. 孟塞尔色立体色彩纯度的表达探讨 [J] . 天津美术学院学报，2012（2）：66-67.
[4] 王丽君. 孟塞尔表色系及调和论简析 [J] . 河北建筑工程学院学报，1999（4）. 47-50.
[5] Birren，F. （1969）： Munsell： A Grammar of Color. Van Nostrand Reinhold，New York，N.Y.A. Munsell，A Grammar of Colors. Van Nostrand Reinhold Co.，1969.Munsell AH.
[6] 宋文雯 色彩——景观的外衣 TU986[A] 2015，1
[7] 张婧，姜峰，王文江.基于色彩意象的板壳工装设备涂装设计研究 [J]. 设计，2017，30（3）：17-19.
[8] 王松华，袁艺，朱凯.海林市横道河子镇铁路工业遗产地景观设计思考 [J]. 设计，2017，30（14）：126-127.
推荐阅读：
推荐活动：
第二届CMF色彩设计大会暨渐变色创新趋势论坛
2019年5月11日
深圳观澜格兰云天国际酒店
人数规模：350
会议信息：
时间：2019年5月11日
地点：深圳观澜格兰云天国际酒店（龙华区观澜大道环观南路(近龙华区居委会)）
规模：350人+
主办方：萨米设计研究 CMF设计军团
参会人群：品牌终端、设计公司、研究机构、高校、代工及加工厂商、材料设备供应商等流行色、渐变色行业相关的产业链人群
为探索CMF深度与广度，提升行业水平，军团邀请到：
海尔、美的、格力、西门子、奥克斯、小天鹅、海信、康佳、TCL、松下、奥马、长虹、飞利浦、创维、莱克、科沃斯、苏泊尔、史密斯、美菱、九阳、海派、仁宝、罗技、华硕；Apple、华为、小米、三星、OPPO、联想、中兴、vivo、酷派、魅族、乐视、Motorola、传音、努比亚、奇酷360、一加、美图；微软、intel；宝马、大众、广汽、北汽、上汽、一汽、长安、长城、吉利、海马、江淮、比亚迪、奇瑞、现代、中车、陕汽、东风、潍柴、蔚来、泛亚、小鹏、宝沃、伊狄达、开云、同捷科技；佳普、老板、正大、模德、奥普、樱花、欧普、欧派、顾家、华帝；杜邦、库尔兹、巴斯夫、陶氏、PPG、苏威、阿克苏诺贝尔、3M、艾文德、LG；武汉大学、天津大学、东南大学、湖南大学、吉林大学、江南大学、东华大学、同济大学、中央美院、天津科技、天津工业、广州大学、南京艺术学院、浙江理工、浙江工业、中国地质、南京理工、南京航空航天、北京理工、西南交通、广东工业、华南理工、华南工业、华南农业、安徽农业、哈尔滨理工大学；北京服装学院色彩设计研究中心、中国流行色协会、中国色彩中心、爱色丽&潘通、丽华创新制造、江南大学&卡秀堡辉联合创新实验室、荣格、YANG DESIGN等诸多业界同仁，分别来自家电、3C、汽车、家居、资源方、学术界、第三方平台、设计企业等，共同探索CMF，助力行业发展。
用心研究分享
设计、材料、工艺、趋势、文稿、资讯
CMF设计军团免责说明：本文仅代表作者本人对于行业的个人看法，作为分享交流。本文引用的图文、数据等其它内容，来源于网络或公开资料，版权归原作者及原出处所有，仅用于学习之用。任何商业盈利目的均不得使用，否则产生的一切后果将由您自己承担。如需转载，请与军团联系。
