從物理學角度如何理解色彩

A. 色彩之所以能夠產生的物理學原理有哪些方面組成呢

一是光的色散形成的(太陽光通過三棱鏡發生折射)，二是光的干涉形成的(薄膜干涉肥皂泡等)

B. 色彩三要素的物理含義

色彩的三要素： 明度、色相、飽和度。
明度：
表示色所具有的亮度和暗度被稱為明度。計算明度的基準是灰度測試卡。黑色為0，白色為10，在0—10之間等間隔的排列為9個階段。色彩可以分為有彩色和無彩色，但後者仍然存在著明度。作為有彩色，每種色各自的亮度、暗度在灰度測試卡上都具有相應的位置值。彩度高的色對明度有很大的影響，不太容易辨別。在明亮的地方鑒別色的明度比較容易的，在暗的地方就難以鑒別。
色相：
色彩是由於物體上的物理性的光反射到人眼視神經上所產生的感覺。色的不同是由光的波長的長短差別所決定的。作為色相，指的是這些不同波長的色的情況。波長最長的是紅色，最短的是紫色。把紅、黃、綠、藍、紫和處在它們各自之間的黃紅、黃綠、藍綠、藍紫、紅紫這5種中間色——共計10種色作為色相環。在色相環上排列的色是純度高的色，被稱為純色。這些色在環上的位置是根據視覺和感覺的相等間隔來進行安排的。用類似這樣的方法還可以再分出差別細微的多種色來。在色相環上，與環中心對稱，並在180度的位置兩端的色被稱為互補色。
飽和度：
用數值表示色的鮮艷或鮮明的程度稱之為飽和度，也稱為純度、彩度。有彩色的各種色都具有彩度值，無彩色的色的彩度值為0，對於有彩色的色的彩度（純度）的高低，區別方法是根據這種色中含灰色的程度來計算的。彩度由於色相的不同而不同，而且即使是相同的色相，因為明度的不同，彩度也會隨之變化的。

C. 色彩的三屬性在物理學上的解釋是什麼

只有色相與光譜有關，明度與光強有關。
色相一樣，光譜實驗時偏轉角就一樣，明度高低對光譜偏轉角沒有關系，只能是觀察到到的更亮或更暗而已。
純度又是另外一個概念，純度不高，說明摻雜了其他光譜的光，或光譜波段太寬，造成顏色不純。

D. 色彩的物理現象

電磁波的波長和強度可以有很大的區別，在人可以感受的波長范圍內（約312.30納米至745.40納米），它被稱為可見光，有時也被簡稱為光。假如我們將一個光源各個波長的強度列在一起，我們就可以獲得這個光源的光譜。一個物體的光譜決定這個物體的光學特性，包括它的顏色。不同的光譜可以被人接收為同一個顏色。雖然我們可以將一個顏色定義為所有這些光譜的總和，但是不同的動物所看到的顏色是不同的，不同的人所感受到的顏色也是不同的，因此這個定義是相當主觀的。
一個彌散地反射所有波長的光的表面是白色的，而一個吸收所有波長的光的表面是黑色的。
一個虹所表現的每個顏色只包含一個波長的光。我們稱這樣的顏色為單色的。虹的光譜實際上是連續的，但一般來說，人們將它分為七種顏色：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫；每個人的分法總是稍稍不同。單色光的強度也會影響人對一個波長的光所感受的顏色，比如暗的橙黃被感受為褐色，而暗的黃綠被感受為橄欖綠，等等。
另外，色彩的產生與物質分子間距離的關系最密切。若物質的分子間距離近（密度高），距離近的話束縛力就強，導致振動較慢，於是呈現暗色調；反之是暖色調。物質的色彩變幻是由於世界上不同物質間的互相振動干預導致的，色彩是光芒的低級狀態。
此外，宇宙之所以是黑暗的是由於其周圍沒有星羅棋布的高密度物質，好比你可以想像你周圍空無一物就一個電燈泡和空氣以及你自己，那麼也是如同宇航員在宇宙中一般黑暗的。我們並沒有看見空氣的顏色，只不過在隔著空氣的另一邊有個顏色物質填充了我們的視覺。這也難怪讓古代歐洲人討論了半天到底透明的空間里有沒東西，其實是有的；這又好比現代人討論宇宙間是否有填充物？至少教科書中給出了否定的答案。（按這樣的類比思維，宇宙肯定有填充物）

E. 色彩的基本原理

色彩的基本原理

一、 光-形-色

二、 固有色 光源色 環境色 條件色

三、 色的混合

四、 色彩三要素

五、 色彩的感情

六 色彩視覺生理特徵

七、 色彩的感情效果

八、 色彩設計

一、 光-形-色色彩是人對眼睛視網膜接收到的光作出反應,在大腦中產生的某種感覺。

眾所周知,我們所見到的大部分物體是不發光的,如果在黑暗的夜裡,或者說是在沒有光照的條件下,這些物體是不能被人們看見的,更不可能知道它們各是什麼顏色人們之所以能看見色彩,是因為來自發光光源,如太陽、電燈光、燭光、火光等;或是發光光源的反射光,即發光光源照射在非發光物體上所反射的光,如月亮、建築牆面、地面等,再散射到被觀察物體上所致。由此可見,光和色是分不開的,光是色的先決條件,反映到人們視覺中的色彩其實是一種光色感覺。

光

雨過天晴後的彩虹這一自然現象也許正是啟發英國科學家牛頓發現色彩的成因,揭示光色原理的起因。1666年牛頓在劍橋大學的實驗室,把太陽光從一小縫引進暗室,通過三棱鏡後,在屏幕上顯現出一條美麗的綵帶,為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色光,這種現象稱作光的分解,形成的綵帶 即光譜。光譜現象的出現,說明太陽光是由光譜中的色構成的。光從空氣透過三棱鏡再到空氣,在不同的介質中產生兩次折射,由於光波的長短不同,三棱鏡各部位的厚薄不同引起的時差,經過折射的作用,將太陽光分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色光,如果在光線分散的途中加一塊凸透鏡,,使分散的光線集中,集中的一點又成為白色光。經三棱鏡分解過的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫任意一束色光再經三棱鏡不能再分解,投射至屏幕上仍是原來的色光。含有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫所有波長的色光叫全色光。含有兩種以上波長的色光叫復色光。只含有一種波長的色光叫單色光。簡單地說,光是能量的一種形式,是一種電磁輻射能。我們肉眼所能看的光線稱為可見光。可見光的振幅大小產生明暗的變化,光波的長短產生色相的區別,光波長在400~700毫微米之間的為可見光,即用三棱鏡分解太陽光形成的光譜,紅色光的波長最長,紫色光的波長最短,相應地在色彩中,紅色傳遞的訊息最遠,而紫色傳遞的訊息最近。因此波長在400毫微米以外,可使人體皮膚變黑的光線稱之為紫外線,波長在700毫微米以外,能產生熱量的光線稱之為紅外線。另外,在不可見光中還有可以透過物體(金屬除外)的X光線、迦瑪線、有輻射作用的電磁波等其他射線,這些都是肉眼看不見的光,要通過儀器才能觀測。

二、固有色 光源色 環境色 條件色⑴關於"固有色"

在日常生活中,通常我們認為顏色是有物質性的,即"固有色"是存在的、不變的。春天的樹葉是綠色的,雪是白色的,小王的手套是黃色的,我新購的一件新衣是粉綠色的,這些顏色的確定當然是以標准日光的照射為前提。 有趣的是,當光源改變為人工燈光、月光、星光,或是將這些物品放在櫃子里時,一般並不會認為它們的顏色也隨之改變了。在偏黃色光的自熾燈下觀察白天日光下看慣了的物體時,我們差不多總要按同樣的方式來感覺其顏色。夜晚在光線很弱的情況下,我們也不會將身穿白襯衫的人說成是穿深灰色的襯衣,即使在紅燈照射下,看到的雪仍是白色。這種習慣性的色彩認識,稱之為色彩恆定性。

固有色是存在的,顏色是物質的一種不變性質,這一觀點滿足了日常生活中許多實際需要,在科學和技術上也有不少實用之處,但值得注意的是,在藝術、設計上,這一觀點並不總能令人滿意。例如,我們取明度相同的兩張紙,在紙的中心各塗上直徑5cm的圓形綠色塊,如果這兩張紙一張是中性灰色,另一張是紅色,那麼塗上去的兩塊綠色看起來就不會有相同的綠色感,這種視覺現象稱為同時色對比。顯然,為了正確地辨別物體的顏色,須在特定的條件下觀察物體。

有關物質的顏色與光的顏色的這些觀點,和認為太陽每天升起又落下的觀點一樣,從科學的角度上來說是根本錯誤的。但在日常生活中,卻有必要認為它們是正確的。因為在我們的生活中,需要有一個相對穩定的、來自以往經驗中的色彩印象來表達某一物體的色彩特徵,就像在繪畫中固有色的特徵也具有很大的象徵意義和現實性的價值一樣,當畫面的色彩以固有色的關系存在時,往往給人以現實主義的印象,而某種固有色被單獨抽取出來使用時,會具有象徵的意義。如綠色是春天、農作物和樹葉的色彩,因此它常常被作為和平的象徵用在許多具有象徵意義的設計中,在具體的實用設計中,例如,咖啡的外包裝盒的設計上,用上咖啡的固有色是非常必要的,這樣能引起觀者對咖啡香味的聯想,並產生想喝它的慾望。若是咖啡的固有色用在椅子汁、綠茶或牛奶的外包裝上那是絕對不可以的。因此,對固有色這個問題的認識要掌握相應性,不可一概論之。

⑵．光源色

光源色是指照射物體的光源的光色。在色光中，光譜成分的變化，光色就要變化。太陽光一般是呈白色，但清晨的太陽光呈偏冷的紅色，黃昏時呈偏暖的金黃色，這就是太陽光光譜成分的變化所呈現出的不同光色。其他，如月光呈青綠色，日光燈呈冷白色，白熾燈（鎢絲燈）呈橙黃色等，都體現了不同顏色的光源色，舞台上的各式聚光燈，通過各種顏色的玻璃片或玻璃紙蓋罩，射出的光就是各種色彩的光源色。

⑶．環境色

物像置身於某種環境中，環境所呈現的顏色叫做環境色。綠色的森林，金黃色的麥田，各具有不同的環境色象。距離較近的物體之間，彼此形成了環境，這種物與物自身呈現的色彩氛圍也稱環境色。

⑹．條件色

某種顏色的物體，在不同的光源、環境的影響下，物體所呈現出的色彩，叫做條件色。生活中的一切物像，都呈現它的固有色，而任何物像都置身於某一具體環境中，它既受光源色的影響，也受環境色的影響，所以物像一般呈現的色彩既有光源色，也有固有色和環境色。

通過以上的理論表明，我們在對產品的色彩設計的時候應該將產品固有色、光源色、環境色三者聯系起來，多觀察、多思考、多記憶，切實弄清楚產品所需要的色彩條件和成因，方能在設計實踐中靈活的運用。

三、．色的混合

牛頓用實驗將太陽分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光，這七種色混合一起又產生白光，因此他認定這七種色光為光原色。後來，物理家大衛?伯魯斯特通過實驗，進一步發現原色只是紅、黃、藍三種顏色，其他顏色都可以由這三種原色混合而成。從此，紅、黃、藍作為三個原色的理論被人們公認。

經過科學家的實驗證明，色光和顏料的混合是有區別的：色光的三原色是：紅、綠、藍

顏料的三原色是：紅、黃、藍色光混合顏色變亮，顏料混合顏色變深。色光混合又稱加色法混合，顏料混合又稱減色法混合。

加色法混色效果，是由人的視覺器官來完成的，因此是一種視覺混合。彩色電視機就是根據色光混合的原理而設計的。原色?間色?復色

繪畫用的是顏料，採用減色法混合。

三原色

所謂的三原色，是指這三色中的任意一色，都不能由另外兩種顏料混合產生，而其他色可由這三色按一定比例混合出來，這三個獨立的色稱為三原色（又稱三基色）。

三原色是：紅（品紅）

黃（檸檬黃）

青（湖藍）

品紅、檸檬黃、青三原色在色彩學上也稱為第一次色。

間色 兩種不同的原色相混合所產生的另一個色稱第二次色，也稱有間色。

間色有：紅（橙紅）

藍（青紫）

綠

一般稱為橙、紫、綠。

復色 將一個間色與一個原色相混合，或兩個間色相混合，所得的另一個色，則稱第三次色，也稱復色。

由於復色的混合次數增多，顏色就變灰，綠灰、紫灰、紅灰```````等均是復色。

空間混合

四.色彩的三要素⑴.無彩色與有彩色

無彩色是黑色、白色及二者按不同比例混合所得到的深淺各異的灰色系列。從物理學的角度上來說,當光源、反射光與透射光在視知覺中並未顯出某種單色光的特徵時即為無彩色系列,無彩色系列給人的印象是表情深沉、抽象、缺乏生命力的色彩效果。無彩色系的顏色只有一種基本性質——明度，它們不具備色相和純度，也就是說它們的色相與純度等於零。

有彩色是指可見光譜中的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種基本色,及它們之間的混合色,即視覺能感受到某種單色光的特徵,我們所看到的就是有彩色系列,這些色彩往往給人以相對的、易變的、具象的心理感受。無彩色系與有彩色系形成了相互區別而又休戚與共的統一色彩整體。彩色系具有三個特徵：色相、純度、明度。這三個基本特徵色彩學上稱為色彩的三大要素。理解、熟悉和掌握這三大要素，對於認識色彩和表現色彩是極為重要的。

色相 色相：即色彩的相貌和特徵。它是色彩的最大特徵。是指能夠比較確切地表示某種顏色的

名稱。自然界中色彩的種類很多，色相指色彩的種類和名稱。如；紅、橙、黃、綠、青、藍、

紫等等顏色的種類變化就叫色相。

明度 明度：指色彩的亮度或明度。顏色有深淺、明暗、濃淡的變化。比如，深黃、中黃、淡黃、

檸檬黃等黃顏色在明度上就不一樣，紫紅、深紅、玫瑰紅、大紅、朱紅、桔紅等紅顏色在度

上也不盡相同。這些顏色在明暗、深淺上的不同變化，也就是色彩的又一重要特徵一一明度變

化。色彩的明度有兩種情況：一是，同一色相不同明度。即一個顏色在強光照射下，顯得明

亮，弱光照射下顯得灰暗。二是，各種顏色的不同明度，太陽所含的七個純色中，黃色明度最

高，蘭紫色明度最低，紅、綠色為中間明度。

任何色加入白色明度就提高，純度降低，加入黑色明度降低。純度也降低。色彩的明度變化有許多種情況，一是不同色相之間的明度變化。如：白比黃亮、黃比橙亮、橙

比紅亮、紅比紫亮、紫比黑亮；二是在某種顏色中加白色，亮度就會逐漸提高，加黑色亮度就會

暗，但同時它們的純度(顏色的飽和度)就會降低，三是相同的顏色，因光線照射的強弱不同也會

產生不同的明暗變化。

純度 純度：指色彩的純凈程度，也叫飽和度。它表示顏色中所含有色成分的比例，原色是純度最

高的色彩。顏色混合的次數越多，純度越低，反之，純度則高。原色中混入補色，純度會立即

降低、變灰。物體本身的色彩，也有純度高低之分，西紅柿與蘋果相比，西紅柿的純度高些，

蘋果的純度低些。

F. 為什麼會有顏色顏色的物理本質是什麼

牛頓三棱鏡實驗
人類關於色彩的研究，其實是從牛頓才開始的，在此之前，人們一直認為白色是一種沒有其他顏色的光，而色彩，則是另外的一種光。

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1665年，剛剛畢業的牛頓，因為鼠疫不得不躲在向下的家裡。在家裡時，牛頓利用三棱鏡做了著名的三棱鏡色散實驗。

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具體操作手段很簡單，牛頓把一個三棱鏡放在太陽底下，陽光透過三棱鏡後，本來沒有顏色的白牆上被分解成了不同的顏色，這些顏色正好對應著彩虹的顏色。

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牛頓對此的結論是：太陽光是由不同顏色（即不同波長）組成的混合光。

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雖然牛頓解決了光是由不同顏色組成的，但為什麼是同一束光線照射的物體，我們看到的花是紅色，而葉子是綠色呢？

物體的色彩
之所以我們看到同一束光照射的物體，有的是藍色，有的是紅色，其實和這些物體本身有關。

我們知道，物體雖然不會發光，但它們卻會吸收光線，比如，當一個物體呈現出」紅色「時，是它吸收了其他不同的顏色，只讓紅色光通過，因此我們看到的物體才呈現出紅色。

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顏色與眼睛
以上內容，是顏色形成的外部原因，事實上，我們之所以能夠感知到顏色，還和我們的眼睛結構有關。我們知道，我們的眼睛有一個呈凸透鏡的晶狀體，光線進入眼睛後，會通過晶狀體倒映在視網膜上，而視網膜相當於人眼睛的大屏幕。

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物體投影在視網膜上後，並不意味著人類可以觀測到物體以及顏色了，事實上，視網膜後面，還有兩種細胞在工作，一種是視桿細胞，一種是視錐細胞。

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我們之所以能感知到顏色，其實和視錐細胞有關。

正常人類的眼睛，一共有三種視錐細胞：紅色，藍色和綠色。

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我們之所以可以看到物體的色彩，其實正是利用紅色和藍色以及綠色的不同比例，才會看到了五彩斑斕的色彩。

比如，我們眼睛中沒有紫色的視錐細胞，但紅色和藍色按照一定比例混合，就可以得到紫色，這一點和繪畫其實很相似。

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之所以說是正常人的眼睛，是因為有一些色盲患者，可能缺少其中一種或者兩種細胞。他們看到的世界，就和我們看到的世界，在色彩上有差異。

文章圖片13所以，顏色的來源離不開兩個條件：

不同波長的電磁波進入到人的眼睛。
經過眼睛裡的視錐細胞「翻譯」後，人類可以感知到不同的色彩。
存在人類尚未發現的顏色嗎？
不知道你有沒有注意到，其實「顏色」在客觀世界裡並不存在。

我們知道，顏色其實是一種電磁波，在電磁波里，只有一小段波長范圍，是可以被我們感知到的，這段波長范圍就是可見光范圍。還有一些我們感知不到的波長范圍，叫做不可見光，比如X光，紫外線，紅外線，這些電磁波的波長范圍是我們感覺不到。

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在可見光范圍內，電磁波的波長不同，對應的顏色也不同，就像聲音一樣，人類也只能聽到特定分貝范圍內的聲音。

而由於我們視錐細胞的限制，我們永遠也不能感知可見光之外的電磁波。

還有，同樣波長的電磁波，在不同人眼裡，可能看到的色彩就不一樣，如果一個人眼睛裡沒有視錐細胞，那麼世界在它眼裡就是黑白灰，沒有顏色。但在我們眼裡，就是繽紛多彩。

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同樣，如果一個人擁有第四種視錐細胞，比如：紫色，那麼他可能看到紫外線的顏色，而紫外線的顏色對我們來說，就是尚未發現的顏色，可悲的是我們一輩子也看不到這個顏色。

下圖從左到右的順序分別是：左1：人眼；左2：紫外線下；左3：模擬的蜜蜂視覺；左四：模擬的四色視錐人類視覺。

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所以，從自然界來說，並不存在顏色，因此也就不存在人類尚未發現的顏色。

但如果從人類的感覺來說，那麼可見光之外的電磁波，都是人類尚未發現的顏色，可惜我們永遠也不會看到這些顏色。

G. 色彩是什麼

能引起我們共同的審美愉悅的、最為敏感的形式要素。

豐富多樣的顏色可以分成兩個大類無彩色系和有彩色系，有彩色系的顏色具有三個基本特性：色相、純度（也稱彩度、飽和度）、明度。在色彩學上也稱為色彩的三大要素或色彩的三屬性。飽和度為0的顏色為無彩色系。

彩色是指紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等顏色。不同明度和純度的紅橙黃綠青藍紫色調都屬於有彩色系。有彩色是由光的頻率和振幅決定的，頻率決定色相，振幅決定光強。

色彩的特性：

1、色相

色相是有彩色的最大特徵。所謂色相是指能夠比較確切地表示某種顏色色別的名稱。如玫瑰紅、桔黃、檸檬黃、鈷藍、群青、翠綠……從光學物理上講，各種色相是由射入人眼的光線的光譜成分決定的。

對於單色光來說，色相的面貌完全取決於該光線的頻率；對於混合色光來說，則取決於各種頻率光線的相對量。物體的顏色是由光源的光譜成分和物體表面反射（或透射）的特性決定的。

2、純度

色彩的純度是指色彩的純凈程度，它表示顏色中所含有色成分的比例。含有色彩成分的比例愈大，則色彩的純度愈高，含有色成分的比例愈小，則色彩的純度也愈低。可見光譜的各種單色光是最純的顏色，為極限純度。當一種顏色參入黑、白或其他彩色時，純度就產生變化。

當參入的色達到很大的比例時，在眼睛看來，原來的顏色將失去本來的光彩，而變成摻和的顏色了。當然這並不等於說在這種被摻和的顏色里已經不存在原來的色素，而是由於大量的參入其他彩色而使得原來的色素被同化，人的眼睛已經無法感覺出來了。

H. 學好色彩搭配，追尋色彩的物理根源——干貨

作為UI設計師，平面設計師，或者說要作為UI設計師和平面設計師，對色彩的敏感度也是要有的，今天誠築說帶大家追尋一下色彩的物理根源。

色彩的產生，這是一個初中物理學知識，跟大家回顧一下。

世界之所以五彩繽紛，全都是因為有了光。光是認識一切視覺現象的要素之一。

光是色彩產生的原因，色是光感覺的結果。也就是說「只有無色的光，沒有無光的色」。

大概就是這樣啦，也不算科普，讓大家了解一下設計配色的知識吧。

I. 如何理解「雖然色彩看起來是屬於物體的，但實際上不是」「物體本身並沒有色彩」

1、色彩看起來是屬於物體的，但實際上不是
實際上，物體的色彩是通過反射光線的不同所造成的，反射紅光，我們看見便是紅色，反射藍光，我們看見便是藍色，所以說，物體本身並沒有色彩，只是通過反射的光來決定的。
2、這個 ，我也不知道怎麼說

J. 從光學物理學的角度出發，顏色有哪三個特性

從光學物理學的角度出發，顏色的三個特性分別為：主波長（Dominant
Wavelength），純度（Purity）和明度（Luminance）。
再看看別人怎麼說的。