设计色彩学：探索色彩感知空间模型

每一种颜色都具有色相、明度和饱和度三个色彩心理属性，因此为了使各种颜色能按照一定的排列次序并列容纳在一个空间内，就必须使用三维空间的几何模型，即将三维坐标轴与颜色的三个独立参数对应起来，使每一个颜色都有一个对应的空间位置。反过来，在空间中的任何一点都代表一个特定的颜色，这个空间称为色彩空间。

色彩空间是三维的，作为色彩空间三维坐标的三个独立参数可以是色彩的心理三属性：色相、明度、饱和度，也可以是其他三个参数，如RGB（色光三原色：红绿蓝）、Lab（均匀色空间）或者CMY（色料三原色：黄、品红、青），只要描述色彩的三个参数相互独立都可以作为色彩空间的三维坐标。色彩空间几何模型一般有双锥形模型、柱形模型、立方体模型及空间坐标模型。

（一）双锥形模型

双锥形色彩空间模型是用立体双锥形来描述色彩的色相、明度和饱和度三个基本属性，如图5.2所示。在此色彩空间模型中，垂直的中间轴代表明度的变化，顶端是白色，底端是黑色，中间是各种非彩色中性灰。色相由水平面的圆周上点的位置来表示，如图5.3所示，其描述方法与常规的色轮图完全相同。

图5.2　双锥形色彩空间模型示意图

图5.3　双锥形色彩空间模型明度横剖示意图

双锥形色彩空间模型是一个理想模型，目的是使人们更容易理解色彩三属性的相互关系。在真实颜色关系中，各种色相的最大饱和度并不完全在颜色立体的中部，而且同一明度平面上的各饱和色相离开垂直中性灰轴的距离也不一样，因此各圆形平面并不是真正的圆形。

（二）柱形模型

图5.4所示的柱形色彩空间示意图表示了色彩心理三要素色相、明度与彩度之间的关系。色相和明度的表示与双锥形色彩空间模型一样，不同的是用彩度取代了饱和度。等量彩度的颜色，距离中心轴的距离相同，可用同心圆来表示。在这个模型中，色彩明度的变化并不会影响色相和彩度。这个模型描述的色彩三要素与人眼实际感知是不一致的。(www.xing528.com)

（三）空间坐标模型

在空间坐标模型中，垂直轴表示明度，与前两种模型一样，黄—蓝色轴、红—绿色轴则与明度轴相互垂直。黄、蓝、红、绿是判断色彩的心理原色。其他任意一种颜色的三属性，都可以用类似于心理原色的程度来唯一确定。例如，紫色的色相可以用类似于红—蓝的程度来确定，而它的明度则可以用类似于白—黑的程度来确定。这样就可以在三个相互垂直的心理色彩空间中用唯一的空间坐标点来确定某一色彩。空间坐标模型典型的代表就是Lab色彩空间（图5.5）。

图5.4　柱形色彩空间模型模示意图

图5.5　空间坐标模型色彩空间示意图

（四）立方体模型

立方体模型也是应用得比较广泛的一种色彩空间模型，最常见的是以色料三原色“黄、品红、青”为基色建立的模型。三维空间对应三原色均匀变化，组成理想的色彩立方体，如图5.6所示。

图5.6　理想的立方体模型色彩空间示意图

在立方体模型色彩空间中，任何一点的颜色都可以用一组数字来表示，这组数字就是色料三原色“黄、品红、青”的分量（每个分量从0～100%变化）。例如，颜色863为黄8成（80%）、品红6成（60%）、青3成（30%）混合后的颜色。