三大色彩系统对比论简析

张磊

摘要：色彩体系化是色彩学家及设计师们所研究的重要内容。本文从结构特性和使用功能的角度对比分析了在色彩学界被人们所熟知的三大色彩系统——“奥斯特瓦尔德”、“孟塞尔”、“PCCS”。力求帮助各领域的设计工作者各取所需地选用合适的色彩系统。

关键词：色彩系统；奥斯特瓦尔德；孟塞尔；PCCS；

1.色彩系统

1.1色彩的体系化

人们很早就从日常生活的经验中注意到，色彩的变化是逐渐进行的。早在13世纪就有研究者提出要把全部色彩的连续性变化组成一个体系，使色彩之间的各种关系趋于条理化。但直到17世纪初才有人着手将这个设想付诸实施。以某种色彩理论为基础，将各种色彩的连续性变化组织成一个完整的体系，就称为色彩体系。就像阿格斯顿所说，颜色是三维的。

1666年，牛顿通过色散实验展现了由太阳光分散而得的七彩色光，揭开了探索色彩原理的序幕。19世纪中叶，随着生理学的发展，人们明白了人眼是因为受到色光的刺激而能感知色彩。此后，许多色彩学家、艺术家甚至科学家，都以这些知识为理论基础，尝试着进行色彩体系化的研究。随着着色剂种类的不断增多，色彩表现的范围也迅速扩大，对色彩的研究也从理论的局限走向了实践的拓展，发表了各种色彩体系的模型。

1.2色立体

在庞大而复杂的色彩体系中，有必要建立一项有效的色彩秩序。色彩的影响要素是多元化的，平面结构只能表示最多两个要素的变化，而多项要素的变化必须依靠立体结构来表现。为了便于更直观地观察色彩的变化，色立体应运而生。它是将所有可见色彩按其色相、明度和纯度所组成的系统化的三维立体模型。设计者可以通过不同色彩在立体模型中的位置准确、快速地确定它们之间的属性关系。

统一的色立体的建立，对于色彩的管理和运用都具有不可替代的作用。但这样的色彩标准也有很多不可避免的缺点。首先，现有的制作色谱的色料受到生产技术上的限制，不可能印刷出所有色彩；其次，印刷出来的颜色不可能长期保持不变色，数据显示的色彩也会受到硬件的影响，这给色彩运用的标准化带来了一定的困难。目前常用色谱的色彩体系都不及设计活动所需的色彩那么细腻丰富。不同光照条件下的肉眼色感与色彩模型的色彩感受也是有差别的。

1.3色相环

在对色彩规律进行深入研究之后，一些研究者将色彩按一定的顺序排列成圆环状，这就是色相环。色相环是色立体的横断面，其有助于方便地找出色彩之间的色相关系。牛顿色相环和伊顿色相环是早期两种简单又科学的色彩表示方法。

牛顿色相环中的红、黄、蓝三原色正好位于一个等边三角形的三个顶角处。橙、绿、紫三间色位于同心倒置的另一个等边三角形的三个顶角处。伊顿色相环则表现了色彩之间的互补关系。伊顿本人曾这样描述过成对的补色：两种这样的颜色组合成奇异的一对，它们既相互对立，又相互需要，当它们靠近时能相互促成最大的鲜明；但当它们调和时就会像水与火那样互相消灭，变成一种黑灰色。

2.三大色彩系统

为了在设计中更方便地选用色彩，必须将各种色彩按照一定的规律排列起来。历史上有很多色彩学家和机构长期致力于色彩系统的研发，成果中较著名的有德国的“奥斯特瓦尔德”色彩体系，美国的“孟塞尔”色彩体系，日本的“PCCS”色彩体系。

2.1“奥斯特瓦尔德”色彩体系

德国化学家奥斯特瓦尔德在染料化学领域做出过巨大贡献，曾于1909年获得过诺贝尔奖。他于1917年发表了这个在20世纪上半叶极具代表性的混合色法的色彩系统。奥氏认为黑色吸收所有的光，白色反射所有的光，纯色反射特定波长的光。将不同比例的纯色、白色、黑色分别在旋转圆盘上涂成扇形，然后将其高速旋转，由于人眼的视觉特性和各色块的交替刺激，得到的色感便是色盘上各种色按面积比例混合后的效果。再用颜料尽可能一致地复制出旋转所得的混合色，最后将调制出的色彩制成色标。奥氏色立体中各色标之间的连续变化就是通过调整色彩圆盘上纯色、黑色、白色之间的比例而得到的。

奥氏从色彩视知觉的4个原始色相——红、黄、蓝、绿出发，两两等量混合共得到8个主色，每两个主色之间再插入两个等分色，组成24色色相环，构成色相环。其中每个色都可以用色相号+含白量+含黑量来表示，比如8ga色代表8号色（红色），g是含白量，a是含黑量。在明度的划分上，均分为8个层次——a、c、e、g、i、l、n、p，a代表最明亮的纯白色，p代表最暗的纯黑色。以明度标尺为垂直中心轴形成等色相三角形，并以此轴作为三角形的一条边。三角形的侧顶点为纯有彩色，上顶点为纯白色，下顶点为纯黑色，中间为含仄浊色。三角形内色块的坐标关系是混合色法色彩体系的共同特征。各色的比例关系满足：纯色+白色+黑色=100%。将每一种颜色按序组装在一起，就形成了一个中间粗两头细的陀螺状色立体。

在这个色立体中，一些具有相同要素特征的色标被安排在了能用规则几何形连接的位置上。在此色彩系统中按照一定的间隔规范选出若干色彩，理论上讲都可以取得配色的调和。这种运用数比尺度进行选色搭配的方法是严谨的德国色彩体系的传统。奥斯特瓦尔德的色彩系统完全是他所倡导的“调和等于秩序”的色彩理论在视觉上的具体实现。虽有不少艺术家对这种看似过分刻板的调和论颇有微辞，但正是由于该体系可以方便合理地选择出调和的配色，因此它仍受到各界的广泛支持。但奥氏色相环并不具备视觉上的等间隔性，色彩表达的细致和均匀程度也不够。所以，现在没有权威的机构将它作为色彩表示和运用的标准。即便是在德国，也是把对其改造后所得的DIN色彩表示系统作为该国的工业规范。

2.2“孟塞尔”色彩体系

孟塞尔色彩系统是显色法色彩系统的代表，它将人眼可见的色彩按色相、明度、纯度三要素进行一定间隔的变化，并将此连续变化制作成色彩系统。它由美国画家、色彩学家、美术教育家孟塞尔于1905年首创。早在1915年美国就出版过《孟塞尔颜色图谱》，1929年和1943年又分别由美国国家标准局和美国光学会两次修订出版了《孟塞尔颜色图册》，这就是现在的孟塞尔色彩系统。endprint

孟塞尔把人对色彩的三个视觉属性进行了尺度化，并以此为原则构筑了三维的色立体，呈现了色彩均匀的连续性变化。色立体的垂直轴是明度，周围的圆周是色相，自垂直轴中心延伸的放射线是纯度。他以独特的用语选择为色彩三属性命名：常规的“Hue”代表色相，美术用语“Value”表示明度，表示色彩强度的“Chroma”描述纯度。任何一种颜色都可以用色相/明度/纯度（H/V/G）值来表示，比如“5R/4/14”色即代表明度值为4纯度值为14的5号红色。

在孟塞尔色相环上，原始色相为红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）5种。两两等量混合后，构成10个色相，新生成的5个色相为：黄红（YR）、绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。为了使渐变更为细腻，每个色相再细分出10个等级。将每5种主要色相和中间色的等级定为5，每种色相都分出2.5、5、7.5、10四个等级，因此实际常使用的色标共有40个。在明度的划分上，黑色为0，白色为10，然后在黑白之间作10等分分割。现实中并不存在理想的黑与白，所以色标的明度为以1为间隔的1～9，或是以0.5为间隔的0.5～9.5。纯度划分上，无彩色的纯度为0，有彩色的纯度尺度以同明度的无彩色为标准，从1～10逐渐增大。孟塞尔色彩系统立足于心理学角度，依据色彩的视知觉特点所制定。它被广泛运用于色彩表示和管理上，同时也作为一种标准与工具去界定色彩关系，评价配色效果，记录色彩形态。

2.3“PCCS（日本色彩研究所）”色彩体系

日本色彩研究所色彩系统（Practical Color Coordinate System）于1964年发表于日本，在日本被作为色彩教育体系以及配色设计和相关市场调研的工具而广泛使用。它是显色法色彩体系的独特变种。PCCS将当时大量色彩研究的最新成果纳入其中，为国际色彩界所熟知。该系统具有24个色相，明度值从黑色的1.5到白色的9.5共设9个层次，各色相的最高纯度均为10，所有的纯色离无彩色轴心的距离都相等。

PCCS色相环中各色相的纯度在肉眼视觉上明显不同。各色相的最纯色都具有各自不同的明度。黄色相明度最高，其次是其两侧的发红的黄色与发绿的黄色，依此类推，离黄色越远明度就越低，与黄色成补色关系的蓝紫色明度最暗，这与自然界当中真实的色彩明暗相吻合。但这种色彩的本身属性在观察时往往会受到实际情况的影响。比如仄暗的黄与明亮的紫在明度上就没有太大的差别。鉴于这种情况，PCCS色彩系统引入了“色调”这一概念，它能够表述出这种单由明度与纯度无法表示清楚的对色彩的直观印象，色调其实就是明度与纯度的综合概念。PCCS简洁实用的构造是它与前两种色彩体系相比最大的优势所在。

该色彩系统不仅正确地构建了色彩三属性的尺度关系，而且在色立体中的等色相面上用色调来划分色彩的变化，从而成功地利用色相与色调这两个色彩的基本概念描述出了全部色彩的连续性变化。几乎所有具有代表性的配色都可以通过色相与色调的不同组合和变化进行设计。因此，PCCS色彩系统也被称为“色调系统”（Hue Tone System）。

3.结语

一个理想的色彩系统，应至少具备两个方面的功能：（1）准确地标定全部人眼可见的色彩；（2）按照其设定的秩序能够选择出调和的配色。包括上述三者在内，至今还没有一个色彩系统能同时满足这两个要求。各种色彩体系在共存中各自炫耀着自己的理论与优势，而这更增加了用芦根据自己的要求选择合适的色彩系统的难度。现在，包括印刷、图像处理、色彩教育在内的各领域的专家们都在着力研发各自的色彩系统。这正是一个真正的色彩学家所应该做的。endprint