Digital Color Design Fundamentals
色彩原理‧原色分類 放射光原色‧反射光原色‧生心理原色

Digital Color Systems, Wheels and  Palette

數位調色制度‧數位色輪‧數位調色盤

Color Design is one of 4 Elements in Visual Design.

色彩設計是「視覺設計」4大建構元素之一。以下先介紹數位色彩原理,示範實作,包括色輪與數位調色盤的應用;再介紹數位配色方法一定成功的TX選色與四大配色定律

人類接收色彩的途徑,傳統的分類有二:第一、放射光原色,包括自然光、電視、電腦螢幕等。第二、反射光原色,包括印刷品、塗料、染料等物質吸收自然光一部分色彩光源後,所餘反射回來的色彩。

而現代,又有了第三種以「生心理」分析,所定義的生心理原色

所以,色彩的原色有 3 組,而數位調色有3種制度:RGB, Hex, HSV。  


放射光原色

R, G, B 光的三原色制

自然光有三原色(Primary Colors):紅、藍、綠,簡稱RGB

三原色總加起來變成白色,因此,以三原色相加的配色法稱為「加色(additive)法」。

自然光的物理成因,是可見光的頻率與波長所形成以下的光譜:

spectrum

光譜是由牛頓所發現命名的,即大家熟悉的:紅橙黃綠藍靛紫。

但現代對光譜色彩的名稱則是:紅-橙-黃-綠-綠藍(cyan,或稱水藍(aqua))-藍-紫藍(violet),已取消「靛(indigo)」的名稱。

RGB Ring同時,許多科學實驗發現,肉眼往往無法分辨藍和自然的紫藍,覺得紫藍只是比較深的藍,而合稱為「藍」。

在波長上,紅、綠、藍正好居於長、中、短的地位,就把它們三者,以鼎足而立的基礎,發展為一圈「色輪」(如左圖),橙黃可以由紅綠調出,而「綠藍」可由綠、與藍調出。

而在紅與藍之間的洋紅(magenta)與紫(purple),則是人為使用紅、藍2色所調出來的色彩,並不存在自然的光譜中。

許多軟體採用的數位調色盤,就是以16位元製表現三原色的深度,把RGB各分作256種層次,從而調出各種顏色。

Hexadecimal Codes 16 位元 Hex

在電腦語言編碼上,以#加上16位元制的6位元組來表現,就是每位元的值由0至f,計16單位,而每2位元代表1原色,故每原色有16×16﹦256個層次。而以為順序,所以紅就是#ff0000,綠就是#00ff00,而藍就是#0000ff

These are the codes that define colors. They are groups of three hexadecimal (base 16) numbers that are from 0 to 9 then a to f..

The first number is red, the second green, and the third blue. Each hexadecimal number is an RGB triplet. 00 is the lowest hue, and FF is the highest. For example, red is ff0000, blue is 0000ff, green is 00ff00, and purple is 990099.

For the grey scale, White is written #ffffff while Black is written #000000. A light grey can be #dddddd.

Comparison of hexadecimal codes and RGB numbers.Comparison of hexadecimal codes and RGB numbers.

Hue, Saturation, Value (Brightness) 色相、彩度、亮度制

HSV而在電子技術應用上,則又發展了以色相、彩度、亮度制的色輪。

這種數位調色盤的優點,是有漸層式的視覺輔助,提供色彩選擇。

當前軟體,通常兩種數位調色盤都會提供。

HSV stands for hue, saturation, and value, and is also often called HSB (B for brightness).
HSV color spaces are based on the RGB color space, in which the twelve primary, secondary, and tertiary colors are spaced at 30 degree hue angles, corresponding to where one or two RGB coordinates is at the maximum (255), one or two is at the minimum (0), and in the case of the tertiary colors, one may be at half-scale (127). The saturation of these colors is at the maximum (1) in both HSL and HSV, and in HSV space the value is at maximum (1).
The six primary and secondary colors of this color wheel are named in the web colors and X11 colors. The additive primaries, red, green (web color lime), and blue, are the primary colors of this color wheel. The subtractive primaries, yellow, cyan (aqua), and magenta (fuchsia), are its secondary colors.

HSV為基礎的HTML 色輪

在當前網路設計,HTML語言所使用的色輪標準如下。

使用這種色輪,在網頁編碼時可以直接寫色彩的名稱,如 red,而不必寫代碼。

File:Hsv color circle.svg

HTML 色彩命名與原色組合表HTML 色彩命名與原色組合表


反射光原色

R, Y, B 以反射光三原色為基礎的色輪

人類對反射光的感受不同,在早期色彩教育、與繪畫觀念上,經常使用的是「紅黃藍(RYB)」三原色,理論上,此三原色總加起來變成黑色,因此,其配色法稱為「減色(subtractive)法」。

RYB色輪,分別表現三原色、第二級調色、與第三級調色。 

Primary Secondary Tertiary Colors

C, M, Y, K 現代印刷四原色

現代印刷隨著科技的進步,發現以調色,效果並不十分完美,逐漸發現了更佳的印刷三原色:水藍、洋紅、黃。此三原色才較易調出各種顏色,同時總加起來會變成黑色。但在實務應用上,通常不夠黑,而會加入第四色:黑色,簡稱印刷四原色 CMYK 制。

在印刷界,「彩通配色系統 PANTONE MATCHING SYSTEM, PMS)是制定和控制油墨色彩方面的權威性國際參照標準,以「色票」方式呈現,又分作4色比例,以及「特別色」:如加入金屬粉等。


生心理原色

Psychological Primaries 心理原色

生心理六原色生心理六原色/視神經相對處理(Opponent process)的色彩系統論

生理心理學發展後,與以上「物理取向」的分析不同,而發現視神經在相對處理時,有3組彼此互斥的顏色,故稱為生心理六原色。

所謂互斥,是指人類不會有「像綠色的紅色」「像藍色的黃色」的感覺。同時,也只會有白、灰、黑的區別,不會有「像白色的黑色」的視覺反映。

鴿子互補色實驗

生心理/視神經對色彩的認知,可由以下鴿子互補色實驗證明。

請盯著鴿子身上的黑點看30秒,再將眼睛移到白色的背景,會發現原來的紅色背景,會變成綠色,而不是物理上的水藍色。

鴿子互補色實驗

生心理色彩辨識

人類的生心理會影響對色彩辨識,和大腦的「色彩恆常性(color constancy)」機制有關,就是大腦中「自動白平衡」機制的結果,與數位相機的「白平衡」、或數位影像「後製的調光功能」相同,就是當物體受到外在光線影響時,可以讓照片的顏色看起來自然一些;但也有可能使人眼中的色彩,和真實物理色彩並不相同。

藍黑?白金?洋裝事件實例:藍黑?白金?洋裝事件延伸討論

2015年,知名網站Tumblr上出現一則訊息:「大家幫幫我!這件洋裝到底是白色跟金色,還是藍色跟黑色?我跟我朋友吵了半天都無法同意,我們已經快被搞瘋了!」成為全球瘋點,而其答案,就與生心理色彩辨有關。


經驗原色:五行、五色

統雄老師在學習過程中,也發現人類的許多傳統智慧,也是一種經由經驗累積,而形成的準科學知識。

中華傳統的「五行、五色」說,包括了生心理六原色的五色:,其實也就是反射光三原色再加上黑白2色。也反映人類對因反射光具備真覺性而較易被查覺,相對的,放射光須以分析方法才能被理解。

中華民國北洋時代的國旗五色旗五行、五色代表的意義如下:

水、黑色(代表潤下)

火、赤/紅色(代表炎上)

木、青/藍色(代表伸展)

金、白色(代表收斂)

土、黃色(代表中和) 

五行、五色在中華傳統智慧中,發展到醫學、玄學、宇宙、方位、眾多自然現象…與道德論述上,而五行乘上「陰陽」,就是10進位的由來。

中華民國北洋時代的國旗是五色旗,理由就是源於傳統五行學說、有五德「仁義禮智信」的教義,更代表漢、滿、蒙、回、藏五個民族而採用。

有趣的小歷史是,五色旗原來是滿清末年的海軍司令(提督)旗、海軍軍旗,中華民國成立後,臨時參議院延用五色旗為國旗,孫中山先生推薦的青天白日滿地紅旗,反而被作為海軍軍旗。一直到北伐成功後,青天白日滿地紅旗才再成為國旗。 


Palette Practice 數位調色盤習作

以Windows色盤為例,示範調色習作。

以上第一節,只是用二進位法表示第二節RGB分別的256(0+255)個數字,合計3組,故為16進位。

如果直接用程式寫網頁,必須使用16進位表示,但如果經由編輯軟體,就可以使用RGB數字調色。

由於自然光是「加色法」,亦即光愈多愈趨近白色,不同軟體的調色盤的原理一樣,但形式不同。以下以Windows色盤為例,示範調色習作。

選定一個顏色後,手動以比例調低其RGB值,其彩度(濃度)會提高,亮度會降低,而HSB值會自動變更。

印刷就是「減色法」註:相反的,印刷就是「減色法」,亦即顏色愈多愈趨近黑色。

線上調色盤線上調色盤

這個線上調色盤可以同時練習RGB, HSV,與 HTML的調色效果。


數位跨感官創作:聽見色彩‧看見聲音

色彩心理學 

TX選色與四大配色定律

數位繪圖/數位美工設計


Further Readings 延伸資訊

Primary and derived colors

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