(原创,但已废弃,仅供娱乐,未来会重构)色相环杂谈,RGB色相环,RYB色相环

作者:❄️固态二氧化碳❄️ (主页)
链接:(原创)用红黄蓝RYB色相环(伊登色相环)代替RGB色相环 - 固态二氧化碳的博客 - CSDN博客
来源:CSDN博客
发表时间:2019年05月28日 12:33:57
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⚠警告!

  该博文(原标题为"用红黄蓝RYB色相环代替RGB色相环")为本人以前不成熟的错误想法(之前的想法有点过于偏“传统主义”了),并不符合现代神经科学的结论,故已废弃,已经没有任何参考价值了。
  此文章将在未来,被本人根据目前神经科学界研究的结论构建的更符合大脑感知的,基于LMY(即dark-bright维度(暗-亮维度)/"aquamint"-magenta维度(这个中英文实在是缺乏合适的词去描述这个维度,只能用比较学术的说法“青-品维度”,英文由于缺乏生活常用词描述此颜色,故不得不生造一个"纯技术词"aquamint指代这种颜色(青色))/blue-yellow维度(蓝-黄维度)的缩写,稍长一些的缩写是DL/QM/BY)的色彩系统导出的色相环介绍文章所取代(不过神经科学研究也表明,RGB色相环肯定也不是人类感知色环的最佳模型,因此在这一点上还是和我以前的想法是一致的),敬请期待!
  附:根据这个模型,大脑真实的“感知互补色”和“光学互补色”(即RGB系统的互补色)其实是一致的,皆为红-"清"(cyan,"清"为生造颜色字,专用于指代这种技术上的#00FFFF色,造字逻辑是"比青更蓝的颜色",左侧"三点水"有偏浅蓝的暗示,右侧"青"则表示它也是一种偏青的颜色。之所以不叫“青”,是因为在LMY系统中青专指"aquamint",该色比cyan更偏绿),黄-蓝,绿-紫,青("aquamint")-品(magenta),但色环分布上与RGB色环存在一定区别,在后续文章中会详细说明。

构拟的模型结构如下(横向为青-品维度,纵向为蓝-黄维度,亮度维度不在此处体现):

绿—黄—红
|  |  |
青—白—品
|  |  |
清—蓝—紫


其中,位于上下左右的四个颜色(黄/蓝/青/品)被称为"感觉四原色",因为它们都是仅在一个色调维度上有刺激,另一个色调维度刺激则为0,是单一刺激色,而非复合刺激色。在这个框架下(注意区别于视锥细胞层面的RGB三原色,这个框架(四原色)是基于更深层次的大脑色觉处理层面),位于四个顶点的,红、绿、"清"、紫这四种颜色,则是典型的复合刺激色。
根据该模型,可以找到八个特征色(排除黑白灰),分别是红、黄、绿、青、"清"、蓝、紫、品。

提示:原文传统主义错误内容已大量删减!只保留客观描述性内容!

简介

  RGB三原色是发光的三原色(严格地说是RGI,I是Indigo,即靛色(类似于颜料中的群青),因为RGB中的B偏向紫色一端,虽然属于Blue,但不是最正宗的Blue,这是考虑到人眼的视觉特性而设计的(后文会提到)。在电子图像,计算机图形领域,由于显示器属于物理光学设备,因此RGB模型更加常见,这就导致了对应的RGB色相环更加常见(如Photoshop之类的许多软件的色环就是这样设计的)。

  注:RYB色相环又名伊登色相环,它是由著名的美术和色彩学大师美国籍教师约翰斯·伊登(Johannes Itten,1888~1967)所著"色彩论"一书而来。它的设计特色是以三原色作为基础色相,这种色相环中每一个色相的位置都是独立的,区分得相当清楚,排列顺序和彩虹以及光谱的排列方式是一样的。这些颜色相邻间隔都一样,共有6~12个互补色对,分别位于直径对立的两端,发展出12~24色相环。(但由于过度依赖传统主义和感知,尽管常见,但本人并不提倡这种传统色环)


错误的色相环

补充:现在广为流传的RGB色相环图,在颜色的命名方面,也存在诸多问题(bug),问题如下:
1.300°对应的紫色(如#FF00FF)写成了"品红"(备注1中会提到这个问题,品红的真实色相在330°附近,而不是300°)。
2.210°240°对应的颜色分别写成靛色和蓝色,事实上靛色应该排在蓝色的后面。这可能是受到三原色蓝的影响,三原色的蓝(240°)并不是最正宗的蓝,而是偏紫的靛蓝色(Indigo)。最正的蓝色,色相小于240°,240°则是靛蓝色。也就是说把这两个颜色的位置搞反了。
3.270°对应的靛蓝色(Indigo)(如#8000FF)(仅仅比240略微偏紫,但理论上仍然属于蓝色(靛蓝色)范畴)写成了紫色(Purple),这也是受到了"品红"这个误称的影响(详见备注1)。事实上270°的Indigo只是略微偏紫的蓝色(其实它和240°的Indigo十分相近,差别可以说十分微小),也就是像较短波长的蓝色激光笔,或紫外线灯里混入了蓝光的那种靛蓝色。其蓝色成分太多,与蓝色太接近,并不足以称之为"紫色",因此把它称为"紫色"肯定是错误的。而紫色(Purple)对应的是300°,也就是在1中说的被很多人误称为了"品红"的那个地方,而这里对应的其实并不是"品红",恰恰就是紫色(Purple)

相关链接:
#FF00FF(255, 0, 255)应该是紫色(Purple),把#FF00FF称为"品红"("洋红/Magenta")是一种误称 - 固态二氧化碳的博客 - CSDN博客


对传统主义色相错误命名的批判!

之前提到"现在广为流传的RGB色相环图,在颜色的命名方面,也存在诸多问题(bug)"。现在用简单易懂的表格展示命名错误问题,希望大家以后不要固守传统,改用更科学的理论命名!

RGB色相 理论上合理的色相名 传统民间常用名称(某些是错误名称,这些是批判对象,未来应该彻底废弃,传统色名分布在色相上其实极其不均匀) 传统命名与理论色相名是否一致
0 红(纯红)
20 红-橙 橙红
25 红-黄(橙)
30 红-黄(橙)
45
60 黄(RGB黄/柠檬黄)
70 黄-绿 黄绿
90 (偏黄的)绿 绿
120 绿(纯绿) 绿
150 (偏青的)绿 绿
170 青("aquamint") 无传统名称 不适用
180 "清"(cyan) 无传统名称 不适用
195 蓝(既不偏"清",也不偏紫的蓝色,较浅,因此也可以叫"浅蓝")
210 蓝(靛蓝,但稍浅)
240 蓝(RGB纯蓝/靛蓝)
270 蓝(也是一种靛蓝) "紫"(实际上是错的) 否!
276 蓝-紫(也可以归入靛蓝色系) "紫"(实际上是错的) 否!
280 蓝-紫(也可以归入靛蓝色系) "紫"(实际上是错的) 否!
300 较混乱,有人说是紫,但有的地方说是“品红/洋红” 否!
315 紫-品 较混乱,有人说是紫,但说成“品红/洋红”的频率更高了(甚至有人误称之为"粉色") 否!
325 较混乱,有人说是紫红/品(magenta),但说成“粉色”的频率更高了 否!
330 较混乱,有人说是紫红/品(magenta),但说成“粉色”的频率更高了 否!

结合表格,我们可以发现:

  1. 传统文化/语言对红-黄-绿区间的颜色称呼较为准确(尤其是红-黄之间甚至细分出了"橙")。
  2. 绿-青-"清"-蓝区间的颜色缺乏命名(事实上这几个颜色差异不小,理论上应该区分)。
  3. 而对蓝-紫-品-红之间的颜色,虽然存在区分,但区分普遍较混乱,与理论划分差异太大,且明显存在一定规律。
    规律是:命名存在明显"蓝移"现象,即:
    a. "紫色"指代范围往往不是真正的紫色(色相300),而是明显偏蓝,即靛蓝色(如色相270~280的颜色)很容易被误称为"紫色"。
    b. "品红"甚至"粉色"指代范围往往不是真正的品红(色相330),而是明显偏紫,即真正的紫色(色相300)很容易被误称为"品红",偏品的紫色甚至会被误称为"粉色"。

而这些现象,与传统文化红-黄-绿区间颜色染料较容易获得,普遍缺乏蓝-紫-品区间颜色染料密切相关,青-"清"区间颜色的物质更是极度匮乏和稀有。这种现象,其实明显体现了传统颜色命名存在的典型"经验主义"/"实用主义"倾向,而非"理性主义"/"理想主义"。(PS: 本人就是"INTP"(指"MBTI类型")理性主义者,所以才能如此轻松地说出这种话!哈哈!)

几个基本概念

色相(Hue):色相是反映颜色种类的心理量,一般用字母H表示,单位是度(°),取值范围一般是0°~360°(不包括360°)

纯色(Soild Color):颜色的三个分量只能为0或最大值(一般是255),即三原色+三间色+黑白
RGB色相环八纯色: 绿 蓝(靛蓝)

冷色暖色(Cool/Cold Color & Warm Color):
  冷色(Cool/Cold Color):使人感到寒冷,凉爽的颜色。主要包括清色,蓝色,紫色,因为自然界中天空,海洋,森林,水,冰,雪等透射的光倾向于这些颜色(在物理上它们主要吸收低频光(红黄光),反射高频光(青蓝紫光)),而它们与寒冷或凉爽相关联。在物理上,冷色指频率较高的光,或者对应着较高的色温。
  暖色(Warm Color):使人感到炽热,温暖的颜色。主要包括红色,黄色(也包括一些黄绿色和不偏蓝的绿色),因为自然界中太阳,火焰,熔岩,血液,大地,泥土等倾向于这些颜色(在物理上它们主要吸收高频光(青蓝紫光),反射低频光(红黄光)),而它们与炽热,温暖相关联。在物理上,暖色指频率较低的光,或者对应着较低的色温。
  中性色(Neutral Color):介于暖色和冷色之间的颜色,有时指黑白灰,也有时指绿色,或者紫红色。它们通常不会直接给人寒冷或温暖的感受,需要根据其他颜色的搭配来判断冷暖倾向,在不同的环境下,会呈现出不同的属性。

互补色(Complementary Color):色相差为180°的两个颜色
RGB三对互补色: 蓝(靛蓝) 绿 (左边是暖色,右边是冷色)

  光学互补色(Optical Complementary Color):RGB色相环上色相差为180°的两个颜色,两者叠加后可以得到白色,物质吸收其中一种颜色的光会呈现出对应的另一种颜色,如:红↔清,黄↔蓝(靛蓝),绿↔紫

声与光的物理学原理
  声音是一种机械波(Mechanical Wave),它有振幅(响度),频率,音色等属性,其中的频率决定着声音音调的高低(与冷暖,能量感等感觉成反比),频率越低,音调越低,听起来越有"温暖"的感觉(有时候也称为暖声(Warm sound)),频率越高,音调越高,听起来越有"寒冷"的感觉(有时候也称为冷声(Cool sound)。人耳对声音的感知存在一个范围,频率在6~20000Hz之间(注意,传统教材上写的20Hz(或16hz/15hz)其实是错误的,因为受实验条件的限制,更长的波长难以产生并验证,实际上6Hz人类是可以感知到的,这个在我以后的文章中会专门讨论的),超过这个范围便听不见,如果频率低于6Hz,则称为次声波(Infrasound),如果频率高于20000Hz,则称为超声波(Ultrasound)
  与声音类似,光波是一种电磁波(Electromagnetic Wave),它也有振幅(强度),频率,不同的频率决定了光线颜色的不同,频率越低(色温越低),感觉越温暖,频率越高(色温越高),感觉越寒冷。(色温指颜色对应的黑体辐射中黑体的温度,与频率成正比,不是感知上的冷暖温度,如蓝色色温比红色高)。人眼对光波的感知也存在一个范围,频率在385~790THz之间,超过这个范围就不可见,频率低于385THz为红外线(Infrared),高于790THz则为紫外线(Ultraviolet)
  类似于音乐中的音高(Pitch),反映了声音的频率高低,美术中的色相(Hue),反映的就是颜色的种类,也就是与之等价的可见光的频率高低。
  有关声音和光的冷暖感的详细介绍,可以参见我的一篇博文:
  链接:(原创)[联觉]震惊!声音也有温度和冷暖?什么是冷声和暖声?无处不在的联觉,色彩、声音的频率与温度之间的通感,色彩和声音的冷暖(类比冷色和暖色) - 固态二氧化碳的博客 - CSDN博客

可见光谱,光的颜色与频率,波长,色相对应关系表

可见光颜色 红(Red) 橙(Orange) 黄(Yellow) 绿(Green) "清"(Cyan) 蓝(Blue) 靛(Indigo) 紫(Purple)
中心频率 f/ν(THz) 450(极限385) 500 520 560 610 640 690 (极限)790(微弱)
中心波长 λ(nm) 660(极限780) 600 580 530 490 470 435 (极限)380(微弱)
色相(RGB) H(°) 0 30 50 120 180 210 270 300
←波长增加,频率降低,色调变暖波长减少,频率升高,色调变冷→


电子设备中的RGB三原色发光系统中的三原色波长分别是640nm,550nm,435nm,频率是470THz,545THz,690THz,对应的颜色是红色(Red)绿色(Green)靛蓝色(Indigo)

之所以选择红,绿,蓝(靛蓝)作为发光的三原色,是因为人眼内有三种视锥细胞,分别对低频(红色)中频(绿色)高频(蓝色)光波敏感,任何频率的光射入人眼后都会变成这三种细胞的响应程度,进而感觉到不同的颜色。比如强度为2的,频率为450THz的红光,和强度为1,频率为560THz的绿光共同射入人眼后产生的三种视锥细胞的响应,与强度为3,频率为500THz的橙光产生的三种视锥细胞的响应是相同的,所以人感觉到的颜色也是一样的,因此对于人而言,这两种光线几乎是等价的。所以我们可以用三种光线不同比例的混合,来代替不同频率的单色光,在硬件方面,设计起来也更加方便
(这里有一个细节要注意,对高频敏感的视锥细胞感受的颜色是靛蓝色(频率约690THz),而不是比较正宗的蓝色(频率约640THz),所以RGB中的蓝色(B)用的是靛蓝色(690THz),而不是正宗的蓝色(640THz))

  RGB三原色是计算机发光的三原色,符合物理光学原理。

备注

1.网页中标准紫色RGB为(128, 0, 128) (#800080 对应RGB色相300°),是一种深紫色,如果将明度提高,变成(255, 0, 255) (#FF00FF 对应RGB色相300°),则得到偏亮的紫色,也可以叫紫色(Purple)。而品红(Magenta)最初的含义是一种化学染料的名称,其名称源于意大利一次独立战争(1859年)的地名,这种染料呈紫红色,也就是现在印刷业中常用的CMYK系统中的颜色之一,其色值为(228, 0, 127) (#E4007F 对应RGB色相327°),是一种紫红色
  而有的人把亮紫色称为"品红"(Magenta)或"紫红"(Fuchsia),但是事实上这种所谓的"品红"与最初含义的品红,也就是和化学和印刷业中的品红相去甚远,有明显的差异,并非真正意义上的品红,实际上是一种误称#FF00FF与网页中的紫色(#800080)具有相同的色相,因此属于紫色的一种。如果非要将两者区分,则可以将#FF00FF称为「亮紫」(Light Purple)。在一般情况下,#FF00FF完全可以称为紫色(Purple),没有任何问题,但是称为"品红"会感觉十分突兀,违和感很强(这也是我第一次看到"品红"这个名字的时候感到比较奇怪的原因,因为我觉得它一点也不红,而是非常的紫,很标准的紫。而且明明可以用一个字描述的颜色,非要用两个字表示,有种舍近求远的感觉。后来了解了CMYK了以后才知道,真正的品红是CMYK里面的那个,那才是真正的"红",而这个所谓的"品红"(事实上是紫色)只不过是一个误称,一个以讹传讹的叫法罢了。当初这样叫的人,估计是为了偷懒,把RGB里的二次色和CMYK直接对应了起来,殊不知RGB里的二次色实际上是CPY,而并非CMY。所以我平时说#FF00FF的时候都会说成紫色,或者Purple,简称P)

  还记得我们高中时化学中检验二氧化硫的方法吗?就是把气体通入品红溶液,观察是否褪色,因为二氧化硫具有漂白性。还有高中生物里的醋酸洋红液和改良苯酚品红染液(低温诱导染色体加倍实验中的),它们的作用都是给染色体染色的。如果你亲自做过实验,就知道这些溶液的颜色是什么了,它们和印刷业中的品红颜色十分相似,然而和#FF00FF却完全不像。这也就印证了我刚才的说法,这实际上是一种误称,而并非化学中的,真正意义上的品红染料的颜色。

相关链接:
#FF00FF(255, 0, 255)应该是紫色(Purple),把#FF00FF称为"品红"("洋红/Magenta")是一种误称 - 固态二氧化碳的博客 - CSDN博客

2.RYB(红黄蓝)不等于CMYK,切记切记!虽然两者均为减法混色原理,但CMYK是印刷采用的四原色,其中的C是青色(实为浅蓝色,不带任何青色)(与RGB中的00FFFF("清色")有一定的差异),M是品红(紫红色),与纯正的蓝色和红色有所出入。而RYB是美术中使用的三原色,R是红色,B是蓝色,也就是最纯正的红色和蓝色。两者最主要的区别在于其二次色,CMYK中品红+=品红+"青色"(虽然名字叫青色,实际颜色并不带任何青色,既不是青色("aquamint"),也不是"清色"(cyan),而是一种浅蓝色)=蓝(靛蓝),而RYB中+=+=,有明显的区别。CMYK更符合印刷纸张的化学和光学特性,因此在印刷和化工行业被广泛采用。

posted @ 2020-02-19 21:46  固态二氧化碳  阅读(2330)  评论(0)    收藏  举报