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奧斯特瓦爾德顏色系統(tǒng)——“公式化”的顏色

文章出處:tpdpb.cn 人氣:1420發(fā)表時間:2022-12-13

又是一個炎炎夏日,正是時尚出街的季節(jié),走在路上的你可能會注意到那些五彩繽紛的發(fā)色,它們有著各種好聽的名字:檸檬黃,霧霾藍,熱辣粉……人們好像總是習(xí)慣于聯(lián)想相同色的物品或者通過是一種感覺來命名顏色。那你能否想象,顏色這種“通感”,其實也是可以用理性公式來表述的呢?奧斯特瓦爾德顏色系統(tǒng)(Ostwald Color System),又稱奧氏色立體(Ostwald’s Color Solid),便是最具代表性的顏色系統(tǒng)之一。

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奧氏色立體三維彩色模型

奧氏色立體三維彩色模型 Ostwald's Color Solid, 圖片來自wiki


說起顏色系統(tǒng),想必按照思維慣性大家會覺得創(chuàng)造它的人是一位藝術(shù)家,然而奧斯特瓦爾德(Wihelm Ostwald)卻是一位化學(xué)家。他于1909年因在催化劑的作用、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率方面的研究有突出貢獻而獲得了諾貝爾化學(xué)獎,也被視作現(xiàn)代物理化學(xué)的創(chuàng)始人之一,藝術(shù)與繪畫是他的業(yè)余愛好。盡管奧斯特瓦爾德在科學(xué)領(lǐng)域已達到了絕大多數(shù)人一生都無法企及的高度,他卻堅持認為,退休后創(chuàng)建出的顏色測量理論才是自己“有幸完成的最高成就”。

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奧氏色立體三維彩色模型2

奧氏色立體三維模型 Ostwald's Color Solid, 圖片來自wiki

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奧斯特瓦爾德可不是頭腦一熱才去研究色彩理論。許多化學(xué)家其實都是色彩大師,無論是色彩的合成還是天然染料和顏料的分析,都需要化學(xué)專業(yè)的學(xué)生掌握一些色彩理論的基本知識;而藝術(shù)恰恰也是奧斯特瓦爾德“化學(xué)”生活的起點之一,兒時的他,正是在制作油畫、粉彩、煙花以及攝影的時候被化學(xué)所吸引的。

通過繪畫,奧斯特瓦爾德注意到,顏色及其相互之間的和諧與平衡其實是不曾被量化記錄的,這種困難為他運用科學(xué)公式創(chuàng)造顏色奠定了基礎(chǔ)。在與美國畫家孟塞爾(Albert H. Munsell)會面并看到他的“色彩圖集”(color atlas)后,奧斯特瓦爾德受到啟發(fā),開始研究并開發(fā)出了自己的色彩分類系統(tǒng)。

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奧斯特瓦爾德顏色系統(tǒng) 黃藍縱截面3

奧斯特瓦爾德顏色系統(tǒng) 黃藍縱截面, 圖片來自wiki


1917年,由奧斯特瓦爾德編寫的第一版顏色系統(tǒng)圖集/色譜《Die Farbenfibel》(The Color Primer)正式出版。在這個系統(tǒng)中,他認為所有顏色都可以通過“黑(B——black)“,“白(W——white)”和“純色(F——full color)”三種成分按照一定的面積比例混色得到,即W+B+F=100%。所以在描述一個特定顏色時,不再需要使用模糊的、主觀性極強的形容詞,只要給出三種變量的具體數(shù)值就可以了。這種不必完全依靠視覺調(diào)配顏色,較為科學(xué)的定量化方法,使得整個系統(tǒng)秩序嚴密,在配色時極為方便。

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色相環(huán), Die farbenfibel, 1921  4

色相環(huán), Die farbenfibel, 1921, Wilhelm Ostwald, 圖片來自wiki


奧氏色立體在三維空間中是一個圓形底座的雙錐體而不是球體。奧斯特瓦爾德將純色、理想黑和理想白作為三個頂點建立了“等色相三角形”,黑白邊是這個色彩空間中最重要的坐標,以其為固定中心軸改變色相,也就是三維意義上旋轉(zhuǎn)三角形能得到一個上下左右皆對稱的雙錐體。基于此,色立體的縱截面便是由兩個“等色相三角形”組合成的菱形,每一面上它們的純色頂點都是一組對比色,在橫截面的圓形色相環(huán)上彼此相對。這個系統(tǒng)中的色相環(huán),是由紅色、黃色、綠色和藍色四個基礎(chǔ)色,及它們的四個中間色橙色、紫色、黃綠色和藍綠色,最后再各自分成三個色,共計24色;而從頂部/北極的白色到底部/南極的黑色共有八個值(明度),用小寫字母代替;剩余區(qū)域的顏色按照固定的黑白純色比例混色,將通過純色數(shù)字在前,明度字母在后的編號表示。

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色相環(huán), Die farbenfibel, 1921  5

“等色相三角形”混色比例示意圖, 圖片來自wiki

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奧斯特瓦爾德的色彩學(xué)說提供了一種極簡而科學(xué)的,兼?zhèn)涿枋鲂耘c實用性的理論。它最大的優(yōu)點就是各色相除代表純色的數(shù)字外,位置編號均相同,容易記憶和說明。這一套關(guān)于色彩標準的理論在藝術(shù)界受到了同時期的風(fēng)格派(De Stijl)和包豪斯(Bauhaus)的熱烈歡迎;而在他去世后不久,就有不少后續(xù)者著手改良了這套系統(tǒng),使其在第二次世界大戰(zhàn)期間完備后成為了德國彩色系統(tǒng)的主流范式。

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奧氏色立體680色實物模型6

奧氏色立體680色實物模型 Ostwald's Color Solid, 1918, 圖片來自wiki


它的局限性也在使用中慢慢凸顯出來。擅長使用嚴格的定量實驗研究方法與數(shù)學(xué)表達形式的奧斯特瓦爾德,對顏色也是基于基本法則與秩序展開系統(tǒng)建構(gòu),但這其實是一種極端理性和理想化的方式,某種意義上忽略了部分人的視覺習(xí)慣和心理感知。奧氏色立體的結(jié)構(gòu)存在著一些缺陷:不同的色相在完全同比例混合黑白后,實際所得出的顏色盡管編號與位置均相同,視覺上感知到的明度與彩度/飽和度(心理顏色元素)多少存在著出入;而三角形的結(jié)構(gòu)也限制了每個明度的最高彩度,自然界的彩色異常豐富,很多鮮艷顏色都超出了這個三角形的色域范圍,在這種體系下調(diào)色無法體現(xiàn)這一部分,很容易誤導(dǎo)使用者。因此它只適用于建筑、常規(guī)工業(yè)品等不需要大量鮮艷色的行業(yè),印刷、紡織服裝等對鮮艷色需求量大的行業(yè),一般不用這種結(jié)構(gòu)的色立體色卡。

盡管隨著現(xiàn)代更明亮的新染料及顏料的出現(xiàn),奧斯特瓦爾德顏色系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)和擴展,已被更廣泛使用的孟塞爾顏色系統(tǒng)和瑞典 NCS(自然色彩系統(tǒng))所取代。但在幾何學(xué)與數(shù)據(jù)傳達的精準應(yīng)用方面,它仍然是色彩現(xiàn)代化的重要科學(xué)表征,被視為當(dāng)今色彩系統(tǒng)的早期藍圖。

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奧氏色立體實物模型  7

奧氏色立體實物模型 Ostwald's Color Solid, 圖片來自溫莎牛頓官網(wǎng)

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文章來源:中科院物理所,文 Ivy

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