【PS】2.1 颜色—本来身份

2018-04-17  本文已影响164人  蓝色922

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补充说明:楼主写颜色理论部分时,情绪比较低落,顺带着教程文字也变得冷静和无趣;甚至因为楼主曾经挺正儿八经的研究过颜色,所以扩展的知识也会比较多;再加上颜色理论理解起来很绕,有一定难度,所以要提醒大家:哪怕看起来非常枯燥,也不要放弃治疗。

楼主写的颜色教程可能很难,但还是想不要脸的说:如果你真的想了解什么是颜色,请好好读楼主的观点。如同分辨率这个概念一样,网络上有太多不负责任的教程,简直是胡说八道,其中不乏一些所谓大神著作。

另外,因为楼主要备战考研,所以颜色理论部分教程还不够完善,比如说,有很多配图都没来得及做,有很多不合适的地方没修改,第四节关于颜色的扩展部分才刚开始写,只好请大家先将就着看了。等楼主完成考研再来继续更新。

【关于颜色的那些事】

【一】、序言

楼主从小就不喜欢学校组织的体检,甚至到了一种厌恶的程度。因为每次到检查色彩辨别能力的时候,医生都会指着检查图一遍又一遍的警告我看好再说,仿佛我在捣乱似的。而我只想问,这都是些什么破图,里面究竟又是些什么鬼?

通过各种专业的、非专业的检查测试,楼主最终接受了自己是全色弱的事实。尽管听说色弱的人更加细心,能够看出事物的细微差别,但是楼主从来没有感受到这一点,只知道自己作为较罕见的全色弱很难具备调试色彩的能力。

既然如此,这章讲到这差不多可以结束了,让一个全色弱来讲颜色,那不是让牛来弹琴嘛,哪有断臂者教人舞剑的道理?好,本章到此结束,我们下期再见。

哈,开玩笑了,楼主不仅全色弱,还五音不全,既不着调也不靠谱,可不依旧活的好好的?颜色这么重要的概念,该讲的当然得讲,还要大讲特讲。

每个人对世界的感觉都不一样,倘若千篇一律,那会有多无趣!参差不齐,才是幸福的本源,楼主虽不能舞刀弄棒,但也可以和大家纸上谈兵啊。

话说回来,色弱虽然没色盲那么严重,不过对生活的影响也是挺大的。犹记得当年老师让看 PPT 上的红色字,我找了十分钟,愣是不知道红字在哪里 (┬_┬)

【二】、概念

一、颜色的本质

小时候,我姐问我,你知道为什么天空是蓝色的吗?沉思之后,我告诉她说,因为大海是蓝色的。理科生的姐姐却告诉我说,答案是瑞利散射。我觉得这个词太不够文艺,所以一直没当回事。

现在要开始讲颜色了,而颜色是一门深奥的学科,比较偏重理论,内容多且争论多。楼主一个文科生哪怕是对着维基百科也不敢直接复制下来给大家看,所以我决定从另外一个角度来讲,一个文科生的角度。

众所周知,光是我们体验这个世界的基础,正如我们恐惧黑暗,渴望黎明一样,我们需要光。可为什么会有光呢,光又从哪里来呢?

起初,神创造天地,万物混沌,永夜黑暗;神说,要有光,于是就有了光,从此,昼夜分明,万物化育,天地间开始了恢弘的气象。

世上有了光,可这和颜色又有什么关系呢?所谓色即是空,空即是色,所以万物本没有颜色,有的只是各种各样的光,正如我们在黑暗中看不到绿叶一般,没有光就没有颜色,是光带来的颜色。

如同酸甜苦辣咸一样,红橙黄绿蓝也只是人对各种各样的光所产生的不同感知。就像我们可以说糖是一种物质,而只能说甜是一种感觉一样,我们可以说光是一种物质,而颜色只是一种感觉。

有同学会问,光就是光,什么叫做各种各样的光?明明是同样的光进入我的眼睛,为什么我看到的颜色却是五彩缤纷的?我很想文艺的来给你解释,可出于负责,还请容许我冒充一会理科生。

世界上充斥着各种各样的电磁波,根据它们波长的不同,我们将其分为不同的种类,把能引起人眼产生视觉感受的电磁波称为可见光,把人眼不可见的红外线、紫外线,还有 Wifi 无线等等称为不可见光。

尽管直觉上我们认为光就是光,没有分类,但其实光有很多种,比如说 380 纳米的光、780 纳米的光,等等。尽管听起来怪异,可事实如此。波长在 380 ~ 780 纳米之间的电磁波能被我们看到,所以被称为可见光(下文中的光通常是指可见光)。

光进入人眼时,视网膜上的感光细胞把不同波长的光信号转为不同的电信号,视觉神经又把这电信号传给大脑,大脑会对不同的电信号做出相应的颜色判断,波长最短到波长最长的可见光在脑海中对应的感觉就是上图中下方的色谱。

那么,为什么不同的东西会有不同的颜色呢?既然可见光在脑海中对应的颜色是上面的七彩色谱,那按理讲,所有的东西不都应该是这样子的七彩色吗?为什么苹果多是红色的,香蕉多是黄色的?

事实上,并不是所有的光都进入了人的眼睛里。我们知道,人之所以能看到物体,是因为照在物体上的光反射进我们的眼睛里,而不是说我们的眼睛自带发光特效,像灯泡一般照亮或者说看见了物体。

当不同波长的光照射到物体上时,可能被物体反射进人眼,也可能被物体吸收不在反射,还可能会透过物体。不同的物体对不同波长的可见光的反射、吸收和透过的程度是不一样的,因此不同的物体反射进人眼的光也是不一样的。

举个栗子,光照在红色的衣服上时,衣服会吸收除红色光以外的其他颜色的光,而只反射红色的光,因此我们看到这件衣服是红色的。当然,准确的讲,是衣服吸收了各种波长的电磁波,只把特定的电磁波反射进人眼,而这种电磁波在脑海里对应的是红色。

需要注意的是,我们之所以看到这件衣服是红色的,是因为衣服表面材质对不同波长的光进行了选择性反射,是反射进人眼的特定波长的光让我们产生了红色的概念,不是因为衣服是红色的所以只反射红光,不要因果颠倒。

至于什么是电磁波,波长又究竟是怎么定义的,楼主讲不了,也没必要讲,有兴趣的同学还请自行翻阅相关资料。楼主能告诉你的就是:正如听觉是对声波波长的分析能力一样,色觉就是人对光波波长的分析能力。

回到最初的问题,很遗憾,楼主也回答不了颜色的本质是什么,只能告诉大家,这个世界本就是没有颜色的,有的只是不同波长的电磁波。能看到的电磁波被称作可见光,人能看见颜色是因为视觉系统对不同波长可见光的自我脑补。

顺带一提,可能有同学会疑惑为什么色谱的顺序不是小时候听过的红橙黄绿蓝靛紫,而是红橙黄绿青蓝紫。其实两个都对,因为如果用八种颜色来概括色谱,你完全可以说是红橙黄绿青蓝靛紫,靛色介于蓝色和紫色之间。

二、世界上有多少种颜色?

上面讲过,眼睛上的感光细胞感知不同波长的光后给大脑传递不同的信号,人脑把这些信号转成不同的颜色感觉,从而出现了颜色这个概念,也就是说,世界上的颜色就是各种波长的电磁波在脑海中对应的感觉。

可惜人眼能感知的波段很短,只局限在可见光部分,可见光部分在脑海中的感觉可以用类似七彩虹的色谱来描述。理论上讲,如果我们能看到其他波长的电磁波,大脑也会形成相应的颜色感受,也就是说,世界上有很多颜色,而人类只能看到其中一部分。

为什么人只能看到 380 ~ 780 纳米范围内的电磁波即我们常说的可见光呢?最直接的回答是,人没有感应其他电磁波即不可见光的感光细胞。如果只是这么讲,恐怕是给大家喂了迷糊药,不怕,接下来我们喝醒酒汤。

人眼是用视网膜上的感光细胞来感知光线的,不同的波长的光能被不同的细胞感知。如果需要感知其它波长的电磁波,那么就需要有与之对应的感光细胞才行,可人类没有那么多种感光细胞。

人的感光细胞分两类,杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞很灵敏但只能分辨不同的亮度,锥状细胞不灵敏却能分辨颜色。所以在亮度很弱的情况下,看什么都是灰灰白白的,因为此时只有杆状细胞起作用。

人类有三种锥状细胞,一种可以感应长波(偏红),一种可以感应中波(偏绿),一种可以感应短波(偏蓝)。如果我们有更丰富的视锥细胞,我们就能拓宽可见光的范围,脑海中就能形成更多的颜色概念。

蝴蝶有五种锥状细胞,皮皮虾有十六种锥状细胞,所以除了彩虹的颜色,它们还能感受到更多我们想象不出来的颜色。鸟类可以看到紫外线,所以孔雀眼里公孔雀的尾巴和我们看到的可能不是一个样子。

如果人的眼睛没有波段限制,你就可以看到 wifi 信号,你可以给它起个颜色名字,就叫 wifi 色好了。不同频道的 wifi 频率多少有点差异,你可以像说嫩绿色和深绿色一样,叫它们嫩 wifi 色、深 wifi 色,是不是听起来很有趣。

世界上有多少种颜色?楼主不知道。可能有一天科技进步到可以让人类看到更多的波段,从而打开更大的视界也说不定。楼主只能告诉大家颜色是什么,为什么世界上会有这么多颜色。大家理解不了也不要紧,毕竟这些内容和 PS 关系不大。

最后说点好玩的:上面我们是从科学的角度解答了为什么人看不见可见光之外的电磁波;如果是从哲学的角度讲,并不是人类看不见那部分电磁波,而是说能被看见的电磁波都被归入了可见光部分,所以人类永远看不见不可见光部分。

另外需要申明,wifi 色这个称呼来源于@ xh moon 的知乎回答,这真是一个超萌的颜色名称,感谢她的授权使用,想必她是一个内心超萌的姑娘。

三、颜色的三种属性

如同我们可以用酸甜苦辣咸去描述味觉一样,我们也有相应的特征去描述色觉。色觉可以有多种描述角度,但最常用的是以下三种属性,H、S、B 是其英文的首字母 。

(1)色相 H :决定是什么颜色

色相就是我们给色彩起的名字,比如红橙黄绿青蓝紫等,这些都是色相。色相是色彩最突出的特征,也是我们区别色彩最直接的标准。除黑白灰以外的颜色都有色相属性。

不同的色相会给人带来不同的感受,例如,红色给人激情、蓝色给人冷静、黄色给人温暖。有兴趣的同学可以去了解下色彩心理学,尽管我觉得那不算科学,但不可否认有一定的指导意义。

(2)饱和度 S :决定颜色的浓淡

饱和度是指色彩的纯度,也称为色度。颜色的饱和度越高就越鲜艳,颜色的饱和度越低就越接近灰色。之所以说大红比粉红更红,就是因为大红的饱和度更高。

我们提高饱和度就可以让画面更加鲜艳,也更能凸显出色彩的层次;颜色的饱和度降到最低为 0 的时候,画面就成了灰度风格,灰度风格就是我们常说的黑白风格。

(3)明度 B :决定颜色的亮度

明度是指颜色的明暗程度。同一种颜色有明暗之分,例如深蓝色比浅蓝色更暗;不同颜色之间也有明暗之分,例如黄色的明度就相对较高,褐色的明度就相对较低。

明度最高的颜色是白色,最低的颜色是黑色。人眼对明度的变化十分敏感,仅仅靠黑白灰,也能产出特别棒的作品,有兴趣的同学可以去看看铅笔画。

在日常生活中,我们认为明度(Brightness)和亮度(Luminance)是一个概念;在颜色理论中,明度(B)和亮度(L)略有区别,为了方便,我们将其等同看待。

综述色彩的三大属性,一图胜千言:

四、神奇的黑白色

黑白色是颜色吗?有人说是,有人说不是。其实我觉得无所谓,它是颜色怎样,不是颜色又怎样?我们可以偏执的去追逐黑白色的形成原理,但绝无必要去争论黑白是不是颜色,懂得比正确更重要。

黑色怎么形成的?没有光的时候就是黑色,就像漆黑的夜。我们说冬天穿黑衣服保暖,就是因为在理想状态下,这种衣服能够吸收掉所有波长的可见光,不会再把光反射出去,避免热量流失。

白色是怎么形成的?光最强的时候就是白色,就像强光下的白纸。我们说夏天穿白色衣服凉快,就是因为在理想状态下,这种衣服能够反射掉所有波长的可见光。这也说明白色是一种包含各种颜色光的颜色。

需要纠正的是,凉不凉快主要和红外线有关,防不防晒主要和紫外线有关。单纯从颜色讲,浅色衣服升温慢,深色衣服散热快,所以不能一口咬定白色衣服就避暑,真实情况下要考虑多种因素。

天这么热,就不扯什么红紫外线原理了,直接告诉大家一个结论,如果天气高温,但是有风且衣服透气性还不错的情况下,穿黑色的衣服更凉快一些。不过对楼主而言倒无所谓了,反正穿什么都热。

好像有点扯跑题了,我们还是回到正轨上来吧,毕竟出轨是很可怕的事情。接下来楼主要给大家介绍一种更神奇的颜色:灰色。灰色同黑白一样,都不包含色相,也就是说灰色也不算色相。

灰色是怎么形成的呢?前面讲到过,完全没有光进入眼里是黑色,光全部进到眼里是白色,而灰色则是黑白之间的过渡色。不严谨地讲:如果物体把所有种类的光都反射进人眼,但是这些光不够明亮时,就出现了灰色。

所谓灰色,其实就是明度不够的白色。严格讲,它不是一个颜色,而是一类颜色,因为不同的明度会产生不同程度的灰色。灰度不包含色相且又变化丰富的特性使我们在 PS 里可以用灰色来作为各种标准,以后楼主会提到。

顺带一提的是,任何颜色的饱和度降到最低后都会变成黑白灰的一种,你可以把降低饱和度看成是去色的过程。另外,只有黑白灰色的照片我们称之为灰度照片,灰度照片还有个别名叫做黑白照片。

五、三原色

三原色学说认为,任何一种颜色的光,都可以由红、绿、蓝三种光以适当的比例复合而成,而红绿蓝这三种颜色的光却无法通过其他色光调和出来。因此把 RGB 这三种彼此之间无法替代的颜色称为三原色或者三基色。

有人会问,为什么偏偏是红绿蓝这三种颜色能够成为原色?其实这并非是出于物理上的考量,而是出于生理上的原因。是否还记得我们之前讲过的概念:世界上所有的色光只是波长不同的电磁波,颜色只是人的自我脑补。

人眼中用来感应色光的锥细胞有三种,这三种细胞都能对各种色光产生反应,但是敏感程度不同。这三种锥细胞最敏感的光分别是红光、绿光、蓝光。比如照来一束红光,第一种锥细胞会产生强烈的感觉,而后两种细胞对其的反应就平淡得多。

人没有能直接对应红绿蓝以外颜色的感光锥细胞,可见光部分的电磁波都是对人类仅有的三种锥细胞产生刺激。也就是说,其他颜色都是不同波长的可见光对感红、感绿、感蓝这三种锥细胞不同程度的刺激复合后产生的感觉。

我们前面所说的『把三原色光以不同的比例复合到一起,可以形成各种颜色的光』其实并准确。真正的说法应该是『将三原色光以不同的比例复合后,对人的眼睛可以形成与各种波长的可见光等效的刺激,大脑会产生等效的色觉』。

不同波长的光对感红、感绿、感蓝这三种细胞的刺激程度不同,从而产生了不同的颜色。按照这个逻辑,人类就萌生了原色的概念,即将不同程度的红绿蓝三色光混合在一起,就能让人产生不同的色觉。这么解释,大家是不是能清醒一些。

需要提醒大家的是,费曼物理学讲义里色视觉一章讲过:理论上说,任何颜色都是可以用任何三种颜色来调配的,任何颜色都可以作为原色,只是因为我们的生理特征以及出于计算方便的考量,我们人为的把红绿蓝定义为三原色。

六、红绿蓝和红黄蓝的纠纷

估计前面讲红绿蓝是三原色的时候就有很多同学忿忿不平了,你们可能会说,小学老师讲的三原色明明是红黄蓝,楼主你瞎说什么红绿蓝。这个问题说来话长,楼主尽量长话短说。

很久很久以前,人们认为将红黄蓝三种颜色的颜料根据不同比例混合后可以得到其他颜色的颜料,而且红黄蓝这三种颜料却无法通过其他颜色的颜料混合出来,于是,人们就把红黄蓝称为三原色。

随着科技的进步,人们逐渐发现,原来红黄蓝三种颜料并不能混合出所有的颜色,反而青品黄三种颜料却可以,而且没有任何颜料能混合出来青品黄(严格讲是能混合出的)。于是,青色代替了原本的蓝色,品红代替了红色,新一代的三原色出现了。

至于为什么不够严谨的红黄蓝能比更准确的青品黄更广泛的流传于民间,大概是因为,人们觉得红黄蓝比青品黄更容易分辨,不信你可以考虑一下,品红到底是个什么颜色,而青色又是什么颜色?品红就是洋红,青色接近靛色。

楼主上小学的时候,课本里讲的颜料三原色还是红黄蓝,现在的小学生课本里已经改为青品黄了。这也验证了一个事情:红黄蓝本身就是不精确的认知,更好的说法是青品黄。也请大家注意自己的说法,不要误导他人。

打住,打住,不对啊,我们之前花了那么多的篇幅才讲清楚三原色为什么是红绿蓝,怎么到这又成了青品黄?是不是说,后来人们发现青品黄也不如红绿蓝精确,所以又把青品黄放弃了?

不是这个样子的,不知道你们有没有意识到:我们讲红绿蓝的时候,说的是这三种色光通过不同比例的混合能够让人产生不同的色觉;讲青品黄的时候,说的是这三种颜料通过不同比例的混合能够让人产生不同的色觉。

为什么颜料的三原色和光的不同?我们忽略了一个重要的问题:颜料之所以能够呈现出特定的颜色,不是因为它本身发出了这种颜色的光,而是它通过对环境里各种光的吸收、透过和反射后,以色光的形式在人脑中形成了色觉。

举个栗子,黄色颜料其实是反射了红光和绿光,红光和绿光复合后在脑海中的色觉就是黄色 。如果说颜料本身就能发光,那颜料的三原色就是红绿蓝,可问题是,颜料只能反光。现在你是否明白了,红绿蓝和青品黄其实都对。

你要非得分出来个对错,那严格的看法是红绿蓝才是三原色,因为青品黄三种颜料反射的还是红绿蓝三种色光。另外,三原色还叫三基色,表示这是最基础的颜色,有人说青品黄是三基色,红绿蓝是三原色,简直是说瞎话不打草稿。

另外提一下我们日常接触的液晶显示器。它的原理是自身发出光进入人眼,从而形成视觉。所以显示器上只要有红绿蓝三种色光,通过不同强度的混合,就可以在人眼中形成各种色觉。事实上,通常液晶显示器确实就是这么制造出来的。

也不得不提到我们日常接触到的印刷或者打印。事实上,我们通常也确实是通过青品黄三种油墨和黑色油墨根据不同的比例混合后产出了各种各样的颜色,从而制作出五彩缤纷的印刷品。至于为什么会加入黑色油墨,以后会给大家解释。

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