藝術與科學「色」的歷史

2020-10-05 孫紹清

牛頓用稜鏡驗證了光色混合的原理，破解了困擾了人類幾千年的顏色之謎。可惜他只摸到了第一把鑰匙。他後半生一直困擾於，按照自己的理論，何以用顏料怎樣都混不出白色。無數失敗的實驗一直做到去世。

因為他沒有意識到光色混合和減色混合的區別。一直在相反的方向上在尋找答案。

第二把鑰匙在他死後的幾年後被一名德國版畫家 Le Blon 拿到。他第一次確定了減色混合的三原色是紅藍黃，此三色可以混合出黑色以及所有顏色，以此成功實驗了最低成本的套色印刷。且首次提出了加色混合 impalpable color 和減色混合 material color 的區別。

別說後者，僅將原色縮減為三種就已是革命性的裡程碑。上述兩個顏色理論裡最重要的發現都發生於1700s~1730s年間。往前退三四百年，首次提出的原色是Aristotelian：五種，紅橙紫綠藍。

然後最接近的是達文西：白黃綠藍紫黑。可惜他黑白也算在原色裡，否則他就能發現色輪（將原色按環形排列）

綠色不再被認為是原色，依賴於色料工藝的進步，因為它很難混得直到今天，藝術家們也需要下功夫學習如何混出自己想要的綠色。這裡有一個關鍵性知識點。

畫家們通常用六原色來混色（三原色分別有冷暖版本）相對靠近的原色混出來intense間色，相對遠離的原色混出來 muted 間色。這裡綠色的兩個版本差距最大。只有冷黃+G藍能混出鮮亮的綠色，暖黃+R藍只能混出韭菜花

甚至比韭菜花還難看的醬泥色。而純的藍色是貴而難得的。如果用群青普藍是基本不可能混出正綠的。即使是鈷藍天藍這種偏冷的藍，顏料不好（透明度不高，色料不純）也混不出來。

顏料不發達的年代，人們會認為綠色屬於原色（無法通過混合得到）是很正常的

水彩混綠色尤其難。我做了一些混色試驗，DS 家的群青PB29和鈷藍PB28，與冷黃PY150，都只能混出很灰很灰的綠。這是世界上最好的水彩廠商的最常用藍色。

我還有一個韓國牌子的水彩，以過度妖豔的合成色料著稱。用它家的 Cerulean Blue PB15:3，是我唯一成功能混出了鮮亮的綠色。

人類認識顏色的兩大工具，一個是色輪，解決了Hue的所有謎團。

另一個是 HSL（Munsell color system）一直到1930s 才被發明。簡直是天才。

往水彩顏料裡加水，降低的到底是飽和度還是明度這個困擾我很久的問題，我看了這張圖才明白

補一下基礎背景。

加色混合（光色混合）越多顏色疊加越接近白色。就是牛頓稜鏡的反推。RGB顏色體系就源於此，顯示器的顯色原理。

減色混合（顏料混合）越多顏色疊加越接近黑色。因顏料呈現顏色靠的是反射光，沒吸收的波長就是我們看見的顏色。只反射綠色人眼看見的就是綠。CMYK、繪畫、印刷的基礎。

色彩理論或者說彩色視覺的發展，離不開物理學家，跟人類對光(波)的認識同步。牛頓走出了第一步。然後是提出了電場和磁場以波在空間中傳播的Maxwel，他提出了RGB三原色，拍出了世界上第一張彩色照片（用濾色器拍的）。然後是雙縫實驗的託馬斯楊（波粒二象性的基礎），因他同時也是眼科醫生，提出了假設

HSB和HSL的H代表Hue色相。孟塞爾把hue按紅黃綠藍紫分成十個大格，100個小格。說到色相該怎麼劃分區間，這裡的莫名其妙跟音樂差不多。傳統上把彩虹分為7色，但有的版本是青(cyan)藍紫，有的版本是藍靛(indigo)紫。音階八度也劃分為7區。實際是不同文化裡，有四音的，五律的，鋼琴調音用的還是12平均律

S都代表Saturation，譯法有飽和度、彩度、純度、色度 chroma。

B是brightness，L是lightness，或V(value/tone)，相關譯法是明度、亮度、灰度。

HSB（HSV） 和 HSL (HV/C) 的關鍵區別在於對飽和度的定義，對亮度的測量標尺。

映射到三維色彩模型的話，前者是倒三角錐，後者算是個球型。

我隨便找了兩個顏色。左圖是high chroma 極值的 Cyan。右圖是個飽和度和亮度都中等水平的藍色。HSL和HSB這兩個模型描述它倆的數值是很不一樣的。

Cyan在HSL裡亮度是50%，在HSB裡是100。

因為HSL裡L的0~100是從白到黑。HSB裡B的0~100是從純黑到該色色相的最高純度。

反正知道兩者不能完全互換就行了

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