颜色是如何产生的？色彩模型及其描述方法

使用染料为产品着色是工业中常见且显而易见的做法。几乎所有制造业都使用该调色板。颜色的使用旨在识别产品与品牌，增加产品吸引力，并唤起情感或理想的客户行为。

了解颜色在消费者和生产者生活中的重要性，我们准备了大量有关该主题的信息。

光作为颜色的来源
说到色彩，就不能不提到光。这是最重要的问题之一，该领域的知识将帮助您了解颜色创造的机制，并找到我们如何看待事物的问题的答案。那么让我们从头开始吧。

多年来，光的本质一直是神秘且难以理解的。今天，我们知道光既表现为波又表现为粒子流。这种现象称为波粒二象性。

长度为380-780纳米的电磁波称为可见光。白光是通过混合七种简单的单色（称为基色）产生的。分解后，可以以众所周知的彩虹七种颜色的形式观察到它们。这种现象在晴天下雨时会出现在天空中。落下的水滴充当棱镜，将白光分解成其组成部分，即颜色。七种颜色中的每一种都对应于特定的波长范围。波长最长（635-770 nm）的电磁波呈红色，而最短波长（380-450 nm）的电磁波则呈现紫色。

我们看到的基本颜色如下所示。如果波的长度处于两个相邻范围的中间，则会创建过渡颜色。

为什么我们会看到颜色？
现在我们知道某些电磁波长具有特定的颜色，让我们考虑一下为什么我们会看到彩色物体。

色觉直接取决于眼睛中各个受体对光波长的敏感性。我们可以看到不同物体（例如蜡笔或花朵）的颜色，因为它们反射并吸收落在其上的光线。这些物体本身并不发光，而是吸收可见光范围内的特定电磁波长，反射其余的电磁波长。我们看到某种颜色是因为从物体表面反射的部分辐射到达了我们的眼睛。

为了更好地理解这个机制，最好用一个例子来解释一下。红罂粟吸收所有波长的电磁射线，除了与红色相对应的波长。这种长度的波会被反射，当波到达眼睛时，眼睛会看到红色。当物体是白色时，意味着所有白光都从该物体反射。另一方面，黑色物体吸收可见光范围内的所有波长。

颜色感知的生理学——我们看到的东西是如何发生的？
电磁波的吸收和反射现象使我们能够看到周围的世界的颜色，如果没有眼睛，这是不可能的。它们是视觉极其敏感的器官，参与图像的创造，俗称视觉。

为了找出为什么我们将电磁波视为颜色，我们需要观察眼睛的结构。视觉器官配备有光敏受体，即视杆细胞和视锥细胞。感光细胞位于眼球后部，称为视网膜。杆状细胞负责感知形状和运动。它们非常敏感，甚至可以捕获单个光子。另一方面，视锥细胞负责看到颜色。人眼中有三种类型的视锥细胞，它们对不同的波长做出反应，因此可以看到红色、蓝色和绿色。如果受体记录到中间波长，所有三组视锥细胞都会对刺激做出反应，在大脑中产生由三种基本颜色组成的中间颜色的印象。

图像创建机制
可见光只不过是380-780 nm范围内的电磁波。落在物体上的光部分被物体吸收，部分被物体反射。然后，从物体反射的电磁波被引导至眼睛中的感受器，即视网膜中的视锥细胞和视杆细胞，在此处创建缩小且倒置的图像。在下一阶段，受体将脉冲传输到大脑，大脑对数据进行解释，并在此基础上生成物体的图像。一切都发生得非常快，你环顾四周就可以看到。我们看到的颜色会立即被注册和处理，从而创建图像。

眼睛是令人难以置信的视觉器官，可以区分大量的颜色。据文献记载，其数量有数百万。值得注意的是，颜色并不是光的特征，而只是一定长度的电磁波在大脑中产生的印象。

看到颜色是短暂的，不会记录在我们的记忆中。因此，再次识别相同的颜色是极其困难的，因为我们没有可以比较颜色的模式。知道色觉是主观的，重要的是要记住不同观察者对颜色的解释可能是模糊且不精确的。

颜色描述和评估方法
人眼无法客观地评估颜色，但有一些设备可以精确测量颜色。仪器方法允许基于使用色度计或分光光度计的标准化计算以数字形式定义颜色。数学色彩记录由国际照明委员会（CIE）制定，与视觉评估一致。

颜色可以用三个属性来描述：色调、亮度和饱和度。

色调是一种颜色特征，取决于特定波长的辐射，该波长由眼睛中的受体捕获。然后，我们可以看到特定的颜色，例如绿色、红色或蓝色。具有色相的颜色称为彩色。

亮度或颜色强度是对导致颜色显现的辐射强度的敏感度。颜色亮度的衡量标准是亮度，在白天，波长为 555 nm 的黄绿色具有最高值，而在夜间，对应于蓝绿色的波长为 510 nm，其值最高。

饱和度是指将彩色与白色、灰色或黑色混合。柔和的颜色被称为不饱和颜色，因为它们含有大量白色。
所呈现的颜色属性也由 CIE 系统标准化，这使得使用三个变量完全描述颜色成为可能。

明暗度、亮度和色彩饱和度

色容差
鉴于工业规模上的理想色彩匹配模型无法实现，因此设置色彩容差范围是一种常见的做法。缺乏100%配色可能是由于多种原因造成的，其中包括已染色的生产原材料供应的差异。另一个原因是后续生产过程中颜色的变化。事实上，每批产品都有一定的颜色偏差。这种误差的程度是指颜色可以被认为是可接受的并且几乎与既定图案一致的范围。颜色可接受性的定义通常由承包商之间单独确定。

RGB模式
描述颜色的另一种方法是 RGB 模型。它是在坐标系中表达色彩空间的一种方式，由源自英语颜色名称的 RGB 缩写来描述：R – 红色、G – 绿色、B – 蓝色。它基于人眼看到的任何颜色的印象，这些颜色是通过以特定比例混合这些颜色的三束光而产生的。只有这个模型才能解释人脑中的颜色印象是如何产生的。不幸的是，该模型有一些缺点 - 例如，它没有解释为什么当明亮的颜色混合在一起时不会产生较浅的颜色或纯白色。重要的是要记住，RGB 模型只是一个理论上的模型，其再现取决于特定的设备。

CMY 或 CMYK 模型
实践中现有的CMY颜色模型并不足以获得人眼区分的所有颜色。将模型的成分（即蓝色（青色）、红色（品红色）和黄色）混合在一起永远不会产生黑色。这就是为什么我们经常谈论 CMYK 模型，它辅以称为 K 的黑色——主色（黑色）。它是创建多色印刷品或计算机图形最常用的颜色模型。CMYK 模型的各个颜色可以通过使用适当的比例组合四种主要颜色来获得。

理论与实践颜色描述和评估
现在您已经了解了最流行的颜色评估模型，可以说将 RGB 模型颜色与 CMYK 模型颜色混合就足够了，理论上，我们应该获得所有可能的颜色。然而，事实并非如此。为什么？因为人眼的反应不是线性的，染料和彩色材料也不是完美的。因此，在实践中使用不同的方法来掩盖缺陷。补偿这些缺陷的方法称为色彩生产，其中包括印刷、工业染色或蜡笔、油漆和清漆的生产。

事实证明，问题不在于产生一种特定的颜色，而在于表达它——它到底应该是什么样子。如何定义和命名一种颜色，以便每个人都能以同样的方式理解该名称？这个问题还没有答案，但也许将来会开发出通用的颜色编码系统来解决这个问题。