產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開CMF（色彩、材料、工藝）
有關色彩設計基礎的知識，很多院校延用的是色彩構成課程教學。其目的是培養(yǎng)學生對抽象色彩的認識，例如色彩間的相互作用、人對色彩的知覺和心理效果、色彩重組搭配的普遍規(guī)律等。從而提高學生抽象色彩思維能力、構成色彩思維能力、立體色彩思維能力。
對于色彩設計來說，色彩構成的訓練是非常有必要的。然而對于更為專業(yè)的CMF中的色彩設計，色彩構成只是認識色彩的基礎。而色彩感知原理、色彩與形體、色彩與形體、色彩與面積、色彩與肌理、色彩與空間、色彩與位置、色彩與材料、色彩與工藝間的相互變化和相互作用對消費者（用戶）感知系統(tǒng)帶來的情緒和情感上的心理效應是CMF色彩設計的重點。
目前CMF設計軍團成立了產(chǎn)品色彩交流微信群，誠邀設計師及對色彩愛好者們加入，長按如下二維碼或加群主微信18927421646，備注“色彩”，加入產(chǎn)品色彩交流微信群，與行業(yè)人士一同交流。
一、人眼的色彩感知原理
人對色彩的感知是建立在視覺生理特征上的光學效應。之所以能夠看到色彩是建立在自然界色光混合與顏料混合原理的基礎上視覺感知現(xiàn)象。我們能夠看到物體的顏色一方面取決于外界的光，另一方面取決于人眼的視覺屬性。人眼的視網(wǎng)膜上大量存在一種光敏細胞，按其形狀不同可分兩大類：桿狀細胞、錐狀細胞。
“桿狀細胞”對射入光的強度很敏感，它具有分辨亮度差別的能力，但對顏色的分辨能力極差；而“錐狀細胞”對亮度的靈敏度卻不高，但它卻具有很強的分辨顏色的能力。白天人眼主靠“錐狀細胞”產(chǎn)生視覺感知，夜間人眼主靠桿狀細胞產(chǎn)生視覺感知。所以白天看到的色彩更豐富，晚上則顏色感知較低。
作為人眼的“錐狀細胞”由于對光譜感受性能的不同可分為三種：一種對紅光的感受性最靈敏，叫紅色錐狀細胞；一種對綠光的感受性最靈敏，叫綠色錐狀細胞；一種對藍光的感受性最靈敏，叫藍色錐狀細胞。三種細胞在某種光的刺激下，分別產(chǎn)生不同程度的興奮，便產(chǎn)生相應顏色視覺的感知變化。如果三種細胞都興奮，便會產(chǎn)生白色的視覺．如果三種細胞都不興奮，便會產(chǎn)生黑色的視覺。
可以看到人的視覺錐狀細胞對紅、綠、藍三色光最敏感，所以紅、綠、藍三色光成為了合成自然界所有顏色的三原色（基色）。
除了人類視覺光敏細胞的色彩感知屬性外，人類對色彩的感知還存在著視覺時間和空間的混色效應現(xiàn)象，也就是說人眼存在著視覺功能上的暫留現(xiàn)象。因此，當兩種不同的色光間隔時間很短，先后對視網(wǎng)膜刺激，視網(wǎng)膜就分不出刺激的先后，只能產(chǎn)生一個總體的刺激知覺，這便是視覺的時間混色效應。同時，由于人眼存在一定限度的分辨本領，因此，當兩束不同的色光同時對視網(wǎng)膜極小的范圍刺激時，視網(wǎng)膜在某一極小范圍中就無法分辨兩種刺激，也只能產(chǎn)生總體的刺激知覺，這便是視覺的空間混色效應。
彩色電視就是利用了視覺的這一特性．在彩色電視機熒屏上，規(guī)則地密集排列著許多能發(fā)出紅、綠、藍光的熒光粒，這些紅、綠、藍熒光粉粒在畫面要求的統(tǒng)籌下由代表紅、綠、藍的三束電子束分別激活，從而在熒光屏上就產(chǎn)生了一系列的紅、綠、藍發(fā)光點，人的視覺錐狀細胞在發(fā)光點的同時刺激下，由于視覺的空間混色效應（無法分辨出三色刺激點），于是便在視覺上合成出總體的彩色圖像。
圖 超大尺寸彩色電視，拍攝于AWE三星展臺
二、色彩體系與混色原理
CMF色彩設計是為了更準確、更快速地掌控和組織色彩方案在產(chǎn)品上的有效實施，對色彩的準確化認知、標準化解讀和合理化應用，色彩的體系分類是色彩學的重要基礎，到目前為止，常用的色彩體系主要分為兩大類：
- 一類是以色光為基礎的混色體系，其原理是色光混色，稱之為色彩的表色體系；
- 另一類是以色料為基礎的混色體系，其原理設計調(diào)色混色，稱之為色彩的顯色體系。
色光的紅、綠、藍三原色與色料的紅、黃、蘭三原色是兩種截然不同色混合原理。色光的紅、綠、藍光的三原光混合成無色，而色料紅、黃、蘭卻混合為黑色。色光混色屬于加法混色原理，色料混色屬于減法混色原理。色光相加會變亮，色料相加會變暗。無論是彩色顯示屏、攝影、繪畫、油漆還是彩印等其實都離不開色光或色料兩種不同混色原理，人類對色彩的感知其實就是人眼所接收到的當時混色（或是色光混色，或是色料混色）的結果。色光表色體系是一種加法混色原理。色光表色體系指的是人們見到的顏色是在一定光的條件下所表現(xiàn)出的色彩，例如蘋果的紅色其實并不存在，而蘋果的紅色感知其實是來源于為光線、蘋果表面的反射和眼睛。所以，在光色表色體系中，所有的色彩其實是一種表象色，沒有光，沒有物體發(fā)射、沒有人眼就沒有顏色。當然由于光的存在，色彩才有可能被感知。1802年英國生理學家托馬斯·楊根據(jù)人眼的生理特征，提出了色光理論，發(fā)現(xiàn)了色光三原色的R（紅Red）、G（綠Green）、B（藍Blue）的原理，即色光三原色（RGB）按比例相混能夠生成其它任何一種色光，而其他色光卻無法生成這三種色光。所以托馬斯將紅綠藍這三種色光稱之為色光三原色（RGB）。隨后的實驗證明，色光相加會越來越亮，而色光三原色等量光相加會變成白光。這種有關色彩與光的共生關系就是RGB色光表色體系?，F(xiàn)如今各類顯示屏就是RGB色光表色體系實際應用的產(chǎn)物。例如，彩色電視畫面顏色的合成便是這種。不同原色光的混合規(guī)律為如圖所示。圖 英國生理學家托馬斯·楊1802年提出的色光的三原色原理圖（圖片來源：李亦文繪）對于色光表色混色系統(tǒng)的色彩測定是通過相關儀器對可見色光三原色刺激量的測定，也就是在CMF界所稱的“三刺激值”，我們通過三刺激值把色光刺激與色彩感覺對應起來進行準確的定量和標識。目前對色光色彩測試的重要系統(tǒng)是國際照明委員會確定的CIE測色系統(tǒng)。該系統(tǒng)就是采用色光三原色刺激量的測定把觀察者的色彩感覺數(shù)字化，具體的測試方法是通過光源、物體、觀察者三方因素的集合，對色刺激與色彩感覺進行有機對應，從而對色彩進行確定。測定的共性條件為：光線射在物體上的角度是45°角，觀察色彩的方向為垂直方向。CIE系統(tǒng)用百分比的方式，把三原色之間的刺激值分別用X、Y、Z表示。圖 國際照明委員會確定的CIE測色系統(tǒng)。（圖片來源：CMF設計軍團資料）就目前而言，CIE所使用的表色法，是最科學的，誤差額最小的色彩表示法，這種測色法要依賴復雜的測色儀器設備，所以目前主要用于工業(yè)方面的專業(yè)測色。因此，CMF的色彩設計所考慮的色彩不光是抽象顏料色彩，而是物體反射光線到人們眼內(nèi)所產(chǎn)生的視覺色彩，應該說是在環(huán)境因素影響下的視覺色彩。從人眼的感知原理看，紅綠藍是人眼的在可見光下的三原色。人眼是利用三原色色光的疊加從而感知到大千世界的絢麗多彩，這就是著名的光學三色原理。而這種方法所產(chǎn)生的色彩感知叫做加法混色。屏幕顯像和攝影等都是這種混色方法的具體應用。色料顯色體系是一種減法呈色原理。色料顯色體系指的是繪畫、彩印等的顏料混合呈色原理，是一種與色光加法混色方式完全不同的方式。在顏料色中，理論上說藍C（Cyan），紅M（Magenta），黃Y（Yellow）是可以混合出其他色彩的基本色，也就是色料的三原色。對于色料的三原色而言，色料混合后，光亮度低于原來色料的光亮度，混合色料數(shù)量愈多，被吸收的光線愈多，最終會趨于黑色。所以，色料的調(diào)配次數(shù)越多，純度就越低，就會失去色料三原色原有的單純性和鮮明性。原理上CMY三原色混合會變成黑色。圖 色料三原色。理論上說藍，紅，黃，是可以混合出其他色彩的基本色。（圖片來源：李亦文繪）但是由于油墨原料生產(chǎn)的局限，青墨的純度不及洋紅的純度，這樣做出來的灰色總是偏紅的。為了彌補油墨工藝的不足，在彩色印刷中引入了黑墨來加強灰色的效果，使印刷品能表現(xiàn)出較佳的層次感，這就是我們在印刷中從色料的三原色（RGB）增加了黑，形成了今天大家所熟悉的四色（CMYK）印刷。不過CMYK四色色彩混合仍然存在著不夠理想的地方，因此我們在專色色料技術上開始從黑色（灰色）開始向其它的色彩拓展，從而獲得更高的色效品質(zhì)。例如在Pantone的HexChome6色高保真印刷色中就增加了專綠及專橙這兩種專色，專綠及專橙的加入，大大提升了印刷中綠色及橙色的品質(zhì)。不管怎么說，今天的染料和油墨主要還是根據(jù)CMYK四種色料油墨相互組合的原理進行合成的，這種用CMYK四色混色的方式也就是我們俗稱的色料減法顯色方式。繪畫、彩印、油漆、攝影等用到的都是減法顯色的混色方式。顏料本身不發(fā)光，顏料的色彩是在白光射入時的把自身色彩的色光反射或透射出去，把其它成分的色光，尤其是該種顏料色彩中的補色光吸收掉的結果。顏料是色料透明微粒均勻地與無色透明的溶質(zhì)液體的混合物，這些色料的透明小微粒起到的是如同小濾色片的作用。當繪畫或油漆時，在基片表面涂上一種顏料的薄膜后，白光穿過顏料層，經(jīng)過顏料的第一次吸收，如果基片透明，則經(jīng)第一次吸收后透過基片的光的顏色，便為透明體的顏色。濾色片和彩色燈泡就是這種原理。如果基片不透明，基片將把第一次吸收后的色光進行反射，穿過顏料層的被再次吸收，最后只有與顏料本身相同的色光被成功反射，這便是不透明體我們所感知到的表面顏色，這相當于減色混合法中只含有一種濾色片的情況。當兩種顏料混合后，就會出現(xiàn)既不被第一種顏料吸收，又不被第二種顏料吸收的色光被透射或反射，所呈現(xiàn)的色彩就是該透明體或不透明體不被吸收的色光的顏色。這就相當于減色混合法中含有兩種濾色片重疊的情況。顯然，當多種顏料混合后，所有的色光都被吸收掉，不管基片透明與否會顯黑色的原因。色彩表色色立體系統(tǒng)是指色彩標準、色彩管理和色彩檢測為一體的綜合系統(tǒng)。色彩表色色立體系統(tǒng)主要是從色彩的明度、色相和純度三個屬性出發(fā)，按照色光和色料的顯色規(guī)律、顯色秩序進行排序、分類和命名，從而形成的較為科學的、完整的和直觀的色彩表色系統(tǒng)。目前常見的有創(chuàng)建于1892年的孟塞爾（Munsell）色彩表色色立體系統(tǒng)、創(chuàng)建于1921年的奧斯特瓦爾德（Ostwald）色立體系統(tǒng)、創(chuàng)建于1964年的日本色彩研究所（PCCS）的色立體系統(tǒng)和創(chuàng)建于1930年的自然色色立體系統(tǒng)（NaturalColourSystem，簡稱為NCS）。雖然這四種色彩表色色立體系統(tǒng)存在著一定的差異性，但它們都是以色相、明度、純度三個色彩的基本屬性作為構架，所以對于CMF設計師而言，色立體系統(tǒng)只是一種顯色和管理的方式，具體地說，只是為CMF色彩設計提供了直觀感受抽象色彩世界的不同視角，只是拓寬了CMF色彩設計的用色域，只是把原本復雜的色彩關系以標準化的方式可視化，方便CMF設計師對色彩進行管理和使用，因此，對于色立體的色彩系統(tǒng)CMF設計師不需要專門去研究，選擇一種合適自己行業(yè)特征的系統(tǒng)加以應用就可以了。a/孟塞爾（Munsell）色立體系統(tǒng)：孟塞爾（Munsell）色立體系統(tǒng)是由美國藝術家阿爾伯特·孟塞爾在1898年創(chuàng)制的，在1930年代為USDA采納為泥土研究的官方顏色描述系統(tǒng)。至今仍是比較色法的標準。它是第一個根據(jù)色彩視覺特征所制定的顏色分類和標定系統(tǒng)。將色彩明度、色調(diào)、飽和度作為視覺感知尺度，并通過一個類似球體的模型把各種表面色的明度、色調(diào)、飽和度全部按特定的標號表示出來的色立體系統(tǒng)。應該說孟塞爾（Munsell）開創(chuàng)了一個“描述色彩的合理方法”，他采用的十進位計數(shù)法要比顏色命名法更為優(yōu)越。無論是什么樣的色彩都可以在該色立體模型上的色調(diào)、明度和純度這三項坐標點來標定。孟塞爾色立體模型像個雙錐體，它的中央軸代表中性色（無彩色）的明度等級。從底部的黑色過渡到頂部的白色共分成11個在感覺上等距離的灰度等級，稱為孟塞爾明度值。某一特定顏色與中央軸的水平距離代表飽和度，稱為孟塞爾彩度（飽和度），它表示具有相同明度值的顏色離開中性色的程度。中央軸上的中性色的彩度為0，離開中央軸越遠，彩度數(shù)值越大。由中央軸向水平方向投射的角代表色調(diào)。孟塞爾顏色立體模型水平剖面是孟塞爾顏色立體模型的水平剖面，它的各個中心角代表10種色調(diào)。其中包括5種主要色調(diào)紅(R)、黃(Y)、綠(G)、藍(B)、紫(P)和5種中間色調(diào)黃紅(YR)﹑綠黃(GY)﹑藍綠(BG)﹑紫藍(PB)、紅紫(RP)。每種色調(diào)又可分成10個等級，每種主要色調(diào)和中間色調(diào)的等級都定為5。任何顏色都可以用顏色立體模型上的色調(diào)、明度值和彩度這3項坐標加以標定，標定方法是先寫出色調(diào)H，然後寫出明度值V，在斜線後寫彩度，即：/=色調(diào)；明度值/彩度。1915年美國最早出版《孟塞爾顏色圖譜》。1929年和1943年分別經(jīng)美國國家標準局和美國光學會修訂出版《孟塞爾顏色圖冊》。1943年美國光學會的孟塞爾顏色編排小組委員會對孟塞爾顏色系統(tǒng)作了進一步研究，發(fā)現(xiàn)孟塞爾顏色樣品在編排上不完全符合視覺上等距的原則。他們通過對孟塞爾圖冊中的色樣所作的光譜光度測量及視覺實驗，制定了“孟塞爾新標系統(tǒng)”，修訂後的色樣編排在視覺上更接近等距，而且對每一色樣都可給出相應的CIE1931色度學系統(tǒng)的色度坐標。目前美國和日本出版的《孟塞爾顏色圖冊》都是新標系統(tǒng)的圖冊。1974年美國新版本包括1450塊顏色樣品及37塊中性色樣品。由于孟塞爾色彩體系所強調(diào)的視覺色差和色空間方面更為科學，是目前應用最為廣泛的，也是目前國際上作為分類和標定物體表面色采用最廣泛的方法。幾乎所有的圖象編輯軟件的顏色處理部分采用的都是孟塞爾色彩體系的標準。圖 孟塞爾體系的球體空間模型，圖中的中間軸是以白色、黑色等無彩色系的明度等級來分布的。頂部為白色，底端為黑色，這個被稱為孟塞爾的明度值。（圖片來源：CMF軍團資料；畫面編輯：劉銳）b/奧斯特瓦爾德（Ostwald）色立體系統(tǒng)：奧斯特瓦爾德（Ostwald）色立體系統(tǒng)，簡稱奧氏色立體系統(tǒng)，創(chuàng)建于1921年，對后面幾個色空間有深遠影響。奧氏利用顏料調(diào)色的原理，將飽和度最高的單色顏料，嚴格按照1：1.6的步長變化添加等比例的白色和黑色，形成不同明度、飽和度的等色相三角形（色空間的縱向剖面）。對于初學色彩構成者按照奧氏色彩體系做色彩練習非常好，但是缺陷也很明顯，和其他色彩體系相比，奧氏的明度-飽和度的分級最少，只有8級，色標數(shù)量最少，只有幾百個，后續(xù)的色彩體系都至少上千，等色相三角形的建立限制于顏色的數(shù)量，如果又發(fā)現(xiàn)新的、更飽和的顏色則在圖上難以表現(xiàn)出來，太過理論化，與心理色彩也不符，現(xiàn)在比較少用。圖 左圖為奧斯特瓦爾德色立體系統(tǒng)。右圖為著名物理化學家弗里德里?！ねW斯特瓦爾德日本色彩研究所配色體系PracticalColorCoordinateSystem創(chuàng)建于1964年，它是在Munsell色立體基礎上發(fā)展而成的，在色立體的整體造型上采用的是橫臥蛋狀，原理上是根據(jù)色彩三屬性加以尺度化，并形成等距離的配置。PCCS體系的最大特點是將色彩綜合成色相與色調(diào)兩種觀念來構成各種不同的色調(diào)系列，它集合了孟塞爾和NCS、奧斯特瓦爾德各自優(yōu)點的色空間，各方面都最成熟，在配色上也下了很大的功夫，特別是加入了色調(diào)的概念，比較適合設計師用。圖 日本色彩研究所配色體系PCCP。（圖片來源：百度圖片；畫面編輯：劉銳。）d/自然顏色系統(tǒng)（NaturalColorSystem）自然顏色系統(tǒng)簡稱NCS色彩系統(tǒng)，是根據(jù)人的色覺特點并按顏色的自然表現(xiàn)所制定的一種顏色分類和排列體系。由瑞典的斯堪的納維亞顏色研究所于1981年提出。簡稱NCS。自然顏色系統(tǒng)把6種顏色作為純色或原色，即白、黑、黃、紅、藍、綠。白、黑為非彩色，其他4種為彩色。自然顏色系統(tǒng)根據(jù)各種顏色與黃、紅、藍、綠4種彩色原色的相似程度，以及與白和黑非彩色原色的相似程度，用一個三維的模型來表示各種顏色之間的關系。顏色立體的頂端是白原色，底端是黑原色。立體的中間部位由黃、紅、藍、綠4種原色形成一個圓環(huán)。在這個立體系統(tǒng)里，每一種顏色都占一個特定的位置，并且和其他顏色有準確的關系。色相環(huán)上的色感是通過視覺黑白感受量來定級，沒有“等比序列”，沒有數(shù)學公式，更接近與人的心理感受。在1979年瑞典標準化研究所（SIS）出版了自然顏色系統(tǒng)的《SIS/NCS顏色圖譜》。圖譜上包含1412種色樣。圖 自然色彩系統(tǒng)（NCS）和瑞典標準化研究所（SIS）出版了自然顏色系統(tǒng)的《SIS/NCS顏色圖譜》卡。（圖片來源：CMF軍團資料；畫面編輯：劉銳。）由于自然色彩系統(tǒng)簡單易懂，是瑞典、挪威、西班牙等國的國家色彩查驗規(guī)范，也是歐洲運用最廣泛的顏色體系。自然色彩系統(tǒng)保留了表述的簡潔性，色域更寬，色標更多，它的顏色分級基本和視覺感覺一致。如果對畫畫調(diào)色熟悉的話，會非常容易上手，所以，它在今天依然是一個很實用的顏色空間。常用于歐洲的工業(yè)、商業(yè)、設計行業(yè)，如宜家就是采用自然色彩系統(tǒng)（NCS）進行色彩管理。綜上所述，物體表面的色彩或表面顏料的色彩都是遵從色料顯色體系中的減法混色原理。而色光（光源發(fā)出的光）的色彩卻是遵從加色法三原色混合原理，這也就是加色法三原色又稱做色光三原色的原因。或者說，光源發(fā)出的色光直接混合時，遵從色光表色體系中加法混色原則。而在CMF色彩設計中，設計師要特別注意的是自己的設計將在哪種色彩混色原理的載體上展示，以確保色彩的準確性。因為屏幕上顯示與實物顏料的色效是截然不同的。所以在實物顏料的色效確認中專用的色表（色卡）是重要的標準道具。由于篇幅有限，關于《干貨|產(chǎn)品CMF色彩設計的幾大重要基礎詳解（上篇）》，就介紹到這里了，下篇將于近期在公眾號推送發(fā)布，將重點介紹色彩三要素與CMF色彩設計、色彩冷暖、無彩色和有彩色等干貨內(nèi)容，敬請期待！還未關注的盡快點擊下方關注哦~~
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