色彩混合
1．三原色（三基色）
何謂三原色？就是說三色中的任何一色，都不能用另外兩種原色混合產(chǎn)生，而其他色可由這三色按一定的比例混合出來，這三個獨立的色稱之為三原色（或三基色）。
牛頓用三棱鏡將白色陽光分解得到紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光，這七種色光的混合又得白光，因此他認定這七種色光為原色。后來物理學(xué)家大衛(wèi)·魯伯特進一步發(fā)現(xiàn)染料原色只是紅、黃、藍三色，其他顏色都可以由這三種顏色混合而成的。他的這種理論被法國染料學(xué)家席弗通過各種染料配合試驗所證實。從此，這種三原色理論被人們所公認。1802年生理學(xué)家湯麥斯·楊根據(jù)人眼的視覺生理特征提出了新的三原色理論。他認為色光的三原色并非紅、黃、藍，而是紅、綠、紫。這種理論又被物理學(xué)家馬克思韋爾證實。他通過物理試驗，將紅光和綠光混合，這時出現(xiàn)黃光，然后摻入一定比例的紫光，結(jié)果出現(xiàn)了白光。此后，人們才開始認識到色光和顏料的原色及其混合規(guī)律是有區(qū)別的。色光的三原色是紅、綠、藍（藍紫色），顏料的三原色是紅（品紅）、黃（檸檬黃）、青（湖藍）。色光混合變亮，稱之謂加色混合。顏料混合變暗，稱之謂減色混合。
2．加色混合
從物理光學(xué)試驗中得出：紅、綠、藍（藍紫）三種色光是其他色光所混合不出來的。而這三種色光以不同比例的混合幾乎可以得出自然界所有的顏色。所以紅、綠、藍（藍紫）是加色混合最理想的色光三原色。加色混合可得出紅光+綠光=黃光；紅光+藍紫光=品紅光；藍紫光+綠光=青光；紅光+綠光+藍紫光=白光。如果改變?nèi)幕旌媳壤€可得到其他不同的顏色。如紅光與不同比例的綠光混合可以得出橙、黃、黃綠等色；紅光與不同比例的藍紫光混合可以得出品紅、紅紫、紫紅藍；紫光與不同比例的綠光混合可以得出：綠藍、青、青綠。如果藍紫、綠、紅三種光按不同比例混合可以得出更多的顏色，一切顏色都可通過加色混合得出。由于加色混合是色光的混合，因此隨著不同色光混合量的增加，色光的明度也漸加強。所以也叫加光混合，當(dāng)全色光混合時則可趨于白色光，它較任何色光都明亮（圖15）。
加色混合效果是由人的視覺器官來完成的，因此是一種視覺混合。
彩色電視的色彩影像就是應(yīng)用加色混合原理設(shè)計的，彩色景象被分解成紅、綠、藍紫三基色，并分別轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柤右詡魉停詈笤阢y屏上重新由三基色混合成彩色影像。①
如前所述，所有色物體（包括顏料）之所以能顯色，是因為物體對色譜中色光選擇吸收和反射所致。②“吸收”的部分色光，也就是減去的部分色光。印染染料，繪畫顏料、印刷油墨等各色的混合或重疊，都屬減色混合。當(dāng)兩種以上的色料相混或重疊時，相當(dāng)于照在上面的白光中減去各種色料的吸收光，其剩余部分的反射光混合結(jié)果就是色料混合和重疊產(chǎn)生的顏色。色料混合種類愈多，白光中被減去吸收光愈多，相應(yīng)的反射光量也愈少，最后將趨近于黑濁色。這就是減色混合。
過去習(xí)慣地把大紅、中黃、普藍稱為顏色的三原色，從色彩學(xué)上講，這個概念是不確切的。理想的色料三原色應(yīng)當(dāng)是品紅（明亮的玫紅）、黃（檸黃）、青（湖藍），因為品紅、黃、青混色的范圍要比大紅、中黃、普藍寬得多，用減色混合法可得出：
品紅+黃=紅（白光-綠光-藍光）；
青+黃=綠（白光-紅光-藍光）；
青+品紅=藍（白光-紅光-綠光）；
品紅+青+黃=黑（白光-綠光-紅光-藍光）。
從以上兩組疊色混色圖中可以看出一個問題：加色混合的三原色，恰是減色混合的三間色，而減色混合的三原色又恰是加色混合的三間色。（圖15、16）
根據(jù)減色混合的原理，品紅、黃、青按不同的比例混合，從理論上講可以混合出一切顏色。因此，品紅、黃、青三原色在色彩學(xué)上稱為一次色；兩種不同的原色相混所得的色稱為二次色，即間色，兩種不同間色相混所得色稱為第三次色，也稱復(fù)色。
4．空間混合
空間混合是指各種顏色的反射光快速地先后刺激或同時刺激人眼。我們說的先后，是指光在人眼中留下的印象在視覺中混合，或同時或幾乎同時將信息傳入人的大腦皮層，因此人們的感覺是混合型的。其試驗，可取一圓盤，一半紅、一半綠，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)后，可以看到盤中色是金黃③（圖17）。若一半紅、一半藍，當(dāng)盤高速旋轉(zhuǎn)后，可得藍紫，彩色電視就是這個原理，實際上熒屏上有許多比例不同的紅、綠、藍紫小色點，但因為過于細小，人眼不易分辨，待傳到人的眼中時，印象已在空中混合了，故稱空間混合。點彩派也是利用這種原理，電子分色套色印刷也是這個原理?？臻g混合，也可稱并列混合、色彩的并置，其明度是被混合色的平均明度，因此也稱為中間混合、中性混合。 
色彩的空間混合有下列規(guī)律：
1．凡互補色關(guān)系的色彩按一定比例的空間混合，可得到無彩色系的灰和有彩色系的灰。如：紅與青綠的混合可得到灰、紅灰、綠灰；④
2．非補色關(guān)系的色彩空間混合時，產(chǎn)生二色的中間色。如：紅與青混合，可得到紅紫、紫、青紫；
3．有彩色系色與無彩色系色混合時，也產(chǎn)生二色的中間色，如：紅與白混合時，可得到不同程度的淺紅。紅與灰的混合，得到不同程度的紅灰；
4．色彩在空間混合時所得到的新色，其明度相當(dāng)于所混合色的中間明度；
5．色彩并置產(chǎn)生空間混合是有條件的。a、混合之色應(yīng)是細點或細線，同時要求密集狀，點與線愈密，混合的效果愈明顯。色點的大小，
必須在一定的視覺距離之外，才能產(chǎn)生混合。一般為1000倍以外，否則很難達到混合效果。（參見彩圖24～34）
空間混合有三大特點：
（1）近看色彩豐富，遠看色調(diào)統(tǒng)一。在不同視覺距離中，可以看到不同的色彩效果；
（2）色彩有顫動感、閃爍感，適于表現(xiàn)光感，印象派畫家貫用這種手法；
（3）如果變化各種色彩的比例，少套色可以得到多套色的效果，電子分色印刷就是利用這種原理。
從以上理論可以看出，所謂減色混合，實際也是空間混合的一種形式，因為色料是由許多細小色微粒組成，只不過分子染料較顆粒顏料更細微些罷了。無論是染料的混合和顏料的混合，它們也都是由不同色料混合的顏色，只不過我們?nèi)庋鄯直娌怀?，但在放大鏡和顯微鏡下面一望便知，其規(guī)律是相同的。所以，也可以說，空間混合也是放大了顆粒的減色混合，它的色光，也是減色混合的平均值。
5．補色
凡兩種色光相加呈現(xiàn)白光，兩種顏色相混呈現(xiàn)灰黑色，那么這兩種色光和這兩種顏色即互為補色。補色的位置，在色相環(huán)上屬一直徑的兩端，也就是對頂角的位置（圖18）。 
這里要指出：從王愛軍先生將孟塞爾色立體中的互補色在二維坐標(biāo)中顯示（圖19）可以看出，這多對互補色的連接線在通過中心軸時，并沒有相交于5號灰的中心，而是相交在5～6號之間，出現(xiàn)有半度之差，這是為什么呢？其原因是孟塞爾色立體是在心理學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的，而沒有完全借助物理測定，這就是心理與物理之間差異之所在，感知并不能完全代替科學(xué)，況且心理也是因人而異的。按照歌德的理論，色料與色光有不同的明度，如果按平均色彩的面積作補色，不能混出五級灰，平均比量的色光也不能混出白光，所以他將各色比量改為黃3、橙4、紅6、紫9、青8、綠6，按這種的比量的色光才能混出白光，同樣按這樣比量顏料作補色混合而得到五級灰，按這樣坐標(biāo)補色交叉線才能通過5號灰的中心。
其次，互補色相混，原則上可得到中間五號黑灰，但互補色色料的混合實際上所得的黑灰是有彩黑灰，而不同于黑白二色料混合后所得到的中性5號黑灰。為什么？解釋是：因互補色色料混合后所得的黑灰是由無數(shù)細小的互補色顆粒組成，用赫林的四色對立學(xué)說去解釋，這些小顆粒對人眼視網(wǎng)膜中視錐細胞的補色感光視素（或紅—綠或黃—藍）作空間混合的感知。而黑白二中性色料的混合所得的五號中性灰，是由無數(shù)黑、白小顆粒，只對人眼視網(wǎng)膜上視桿細胞中黑—白視素作空間混合的感知，所以二者是有區(qū)別的。
色彩的分類與特性--明度
明度：明度是指色彩的明亮程度，對光源色來說可以稱光度；對物體色來說，除了稱明度之外，還可稱亮度、深淺程度等。
無論投照光還是反射光，在同一波長中，光波的振幅愈寬，色光的明亮度愈高。在不同波長中，振幅比波長的比數(shù)越大，明亮知覺度就越高。（見圖3）
白顏料屬于反射率高的物體，在其他顏料中混入白色，可以提高混合色的反射率，也就提高了混合色的明度?；烊氚咨?，亮度提高愈多。黑色顏料屬于反射率極低的物體。在其他顏料中混入黑色，可以降低混合色的反射率。稍混一些，反射率就明顯地降下來，也就降低了混合色的明度；混入黑色愈多，明度降低愈多?；疑珜儆诜瓷渎?5％以下與10％以上的色彩，即屬中等明度的色彩，黑白與不同明度的灰色，可以構(gòu)成有秩序的明度序列。
不同色相的光的振幅不同。紅色振幅雖寬，但波長也長；黃色雖然振幅與紅色相當(dāng)，但它的波長短。紅色的振幅比波長的比數(shù)小于黃色的振幅比波長的比數(shù)。所以紅色較黃色明度要弱。
我們可以將色散帶展開，即：紫紅、紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、綠、青綠、青、青藍、藍、藍紫、紫、紫紅。使紫紅居兩端，黃色居中央，向上逐漸加白，可以發(fā)現(xiàn)，黃色很快就可變成純白，而紫色最慢變?yōu)榧儼?。向下逐漸加黑，紫色很快即可變?yōu)榧兒?，其次為青色，而黃色最慢才變?yōu)榧兒凇Ｕ麄€表變?yōu)閃形，這說明黃色明度最強，而紫色最弱，其余類推。（見圖5） 
這種現(xiàn)象，通過電腦色譜即可明晰分辨，原理是：太陽光投射到大地上的七色色光中，實際上僅靠其中紅、綠、紫這三原色即可混合出自然界所有顏色。而這三原色中的綠色色光占50％，其余兩色紅光與紫光，約各占25％。但因為紫光光波短，穿透空氣時形成的角度大，在它穿越大氣層時，一部分藍紫色光被反復(fù)折射在大氣層中，這就形成了藍色天空。而紅光光波是可見光波中最長的光波，在它穿越大氣層時，與空氣形成的角度小，大部分紅色光波都能到達地面。所以，實際上到達地面的色光中紅光比紫光要多。黃光是由綠光與紅光加光混合而成。我們知道，加光混合后新產(chǎn)生的光，要比原兩種光的任何一種都亮。其原因是：640～750納米光波的紅光與480～550納米光波的綠光相混合時形成新的干擾波形，這些波形以不同色相呈現(xiàn)出來，那就是600～640納米的橙紅光，580～600納米的橙色光，560～580納米的黃色光，530～560納米的黃綠色光等。而這些新產(chǎn)生的波形，尤其是黃色光和黃綠色光，它們的振幅與波長之比，較紅光和綠光的振幅與波長的比數(shù)都大。這就是混合后的加色光要比混合前任何一種原色光亮的原因。所以，實際上我們看到的青光，也是由綠光與紫光加光混合而成，所以它也比混合前的任何一種原色光要亮。這是加光混合的原理。
再看減光混合：
黃光=白光-紫光 （減去一種原色光）
綠光=白光-紅光-紫光 （減去兩種原色光）
青光=白光-紅光 （減去一種原色光）
紫光=白光-紅光-綠光 （減去兩種原色光）
紅光=白光-綠光-紫光 （減去兩種原色光）
這樣，就形成帶形色譜的“W”型，這各色的明亮次序按“W”型排列為：紫＜紅＜橙＜黃＞黃綠＞綠＜青綠＜青＞青藍＞藍紫＞紫。
色彩的物理理論 色彩原理--物體色
物體色
人們在這個問題上爭論頗大，有人認為有固有色，有人認為沒有。主張沒有的人說：沒有光什么物體也不具備顏色，物體之所以有色，是因為不同物質(zhì)對七色光中不同的色光吸收或反射不同，所以呈現(xiàn)色彩不同。他們又說：綠葉這種物質(zhì)能反射綠光吸收其他色光，所以看上去是綠的，紅花這種東西是能反射紅光而吸收其他色光，所以看上去是紅的。而主張有固有色的人說：為什么紅花照上紅光會顯得更紅，這是因為它本身具有紅色素，它的紅色已飽和，所以全部反射出來，而將紅光照到綠葉上，綠葉會變成黑色，這是因為綠葉中沒有紅色素，它全部吸收，自然會成為黑色的，而白色紙上任何色素都不具備，照上任何色光它大部分都反射出來。另外白色的棉花因為它不具備任何色素，所以反射全色光，當(dāng)染上紅色素后，其質(zhì)地沒有多大變化，因而反射紅光，吸收其他色光。為了免其爭論，我們稱它是物體色，但要說明物體之所以反射不同色光的原理：
不同物體反射不同色光，為什么？因為不同物體具有不同的反光曲律，這種曲律，人們稱為色素。比如說，紅色物體，它的曲律能反射紅光，也就是說它的曲律是能反射640～750納米的電磁波，如果紅光照到上面，即可產(chǎn)生同步共振的效應(yīng)，使紅光反射回來，只有一部分紅光在共振時消耗其能量。所以我們看到它為紅色，也稱該物體反射紅光。如果是其他色光照到上面，因為曲律不同而產(chǎn)生波長的干擾作用，所產(chǎn)生的干擾波不一定是多少，如果是550～600納米的黃光照在紅色物體上，可能會產(chǎn)生類似600～640納米的干擾波，即類橙色，這就是所謂黃光被吸收。如果是480～550納米波長的綠光照在紅色物體上，可能產(chǎn)生較為紊亂的干擾波，這種干擾波大部分不在可視光波之內(nèi)，僅有一部分被反射出來產(chǎn)生視知覺，我們說這種綠光波吸收而產(chǎn)生黑灰色的視知覺。如果是白色光照在紅色物體上面，只有白光中640～750納米的光波產(chǎn)生同步共振，其余的光波產(chǎn)生干擾，我們說，這是紅光被反射出來，而其余光波被吸收。能反射不同波長的物體，因為其曲律不同而對不同色光產(chǎn)生同步共振，我們稱它能反射不同色光。如果是黑色物體，它不能純凈地反射某種色光，也就是說：不能使任何一種色光同步共振，只能反射干擾后的混合型較雜亂的電磁波，所以我們稱它為黑色吸光體。黑色之所以吸光，就是因為色光照到它上面不能產(chǎn)生同步共振的返回，所有不同波長電磁波被干擾，干擾后即將光能消耗在干擾之中，產(chǎn)生熱量，這就是黑色吸光的作用。而白色物體能將七色光的電磁波大部分同步共振地反射回來，僅有一小部分在共振時消耗其能量，所以，我們稱它反光率高，有涼爽感。
這就是物體反射不同色光的原理。
另外，我們知道，光波也是電磁波的一種，因而它同樣具備電磁波同性相斥、異性相吸的特性。這又是與色光相同的物體色反射相同色光的又一原因之所在。
任何物體對光都具有吸收、透射、反射、折射的作用。
在可見光譜中，紅色光的波長最長，它的穿透性也最強。比如說：清晨的太陽為什么是紅的？這是因為清晨的太陽光要照到我們身上需穿過比中午幾乎厚三倍的大氣層，而且清晨的空氣中含有大量水分子。陽光穿過它時，其他色光許多被吸收、折射或反射了，只有紅光以巨大的穿透力，頑強地穿過大氣層、水蒸氣來到地面，在此其間，大部分藍紫色光都被折射在大氣層及水蒸氣里，而到達地面上的太陽光大部分是紅橙色，所以太陽看上去是紅的。
在衛(wèi)星上看天空本來是漆黑一團，但為什么我們在地球上看天空是藍色的呢？這就是因為太陽光照到地球上，其中藍紫色的光因其穿透性最弱而被空氣吸收、折射、反射了，這些藍光散布在空氣中，看上去自然是藍的。而海水為什么是綠的呢？水不是無色透明的嗎？這也是因為陽光照入水中，大部分青綠色光折射在水中，所以看上去海水是青綠色的。在空氣污染極少的天山，我們發(fā)現(xiàn)，近山是綠樹，中景山是青藍色，而遠景山則是藍紫色，故人稱“青山綠水”。由于以上原因，我們繪畫中就出現(xiàn)了“色彩的透視”，即：近暖、遠冷，近實、遠虛，近純、遠灰，此處暫不多贅。
