23. 印刷格物致知
          23.7. 色彩
 23.7.1. 原色

基礎概念

物質切割到不能再切割的元素稱為原子,色彩分離到不能再分離的便稱為原色 (primitive colours);原色是指不能透過其他顏色的混合調配而得出的「基本色」。

那原色是固定的嗎?可以說是,也可以說不是;使用不同的分割辦法得到的原色不同,就像是平面座標可以用線性的XY直角座標系統定位,也可以使用的半徑與角度組合的極座標系統定位,發展不同座標系統的目的是為了各種不同計算時的便利運用;色彩也需要不同的計算或表示運用,因此也有不少的色彩座標系統,例如:RGB、CMY、LAB、CMYK、...,RGB 系統下的原色是 RGB,CMY 系統下的原色是 CMY。

色彩空間

以不同比例將原色混合,可以產生出其他的新顏色,就像是 XYZ 向量空間可以標示三度空間的任一點,RGB 或是CMY 也可以用以標示色彩系空間的任一點,也就是任一顏色,而任一顏色也可以在原色在空間用一組基底向量來表示,並且能組合出一個「色彩空間」。 

在最初時「原色」並非是一種物理概念,反倒是一種生物學的概念,是基於人的肉眼對於光線的生理作用。人的眼球內部有椎狀體,能夠感受到紅光、綠光與藍光,因此人類以及其他具有這三種感光受體的生物稱為「三色感光體生物」。雖然眼球中的椎狀體並非對紅綠藍三色的感受度最強,但是肉眼的椎狀體對於這三種光線頻率所能感受的頻寬最大,也能夠獨立刺激這三種顏色的受光體,因此這三色被視為原色。

有些物種的眼球具有四種不同的「感光體」,例如許多鳥類及有袋動物都屬於這類生物,甚至於有人提出部分女性人類的眼球也具有第四種感光體,除了紅綠藍之外還多了黃色。另一方面,大多數的哺乳動物都是屬於「雙色感光體生物」,牠們的眼球只有兩種感光體。

「原色」的指定並沒有唯一的選法,因為就理論上而言,凡是彼此之間無法替代的顏色都可以被選為「原色」,只是目前普遍認定「光的三原色」為紅綠藍。最著名的例子就是在 1907 年法國魯米爾兄弟所發明的天然彩色相片技術(Autochrome)進入量產時,他們所選定的三原色其實是橙色(Orange)、綠色(Green)、紫色(Violet)

所以色彩與數學座標空間有一些基礎上的不同,各個數學座標空間都有絕對的客觀量測法,例如長度可以有客觀的絕對標準;反之,色彩的座標系統完全是個人主觀眼睛與大腦的標準來標定;根源是來自統計一群人對不同顏色的主觀認(判)定後所得到的歸納結果,因為那是西方人做的,雖然地球上中國人很多,但沒做過這種實驗統計,所以今天的色彩量測標準是根源於假設所有的人類對色彩的感知都與當年的美國人一致。

因應不同需求,有很多種的色彩座標系統,不是所有的色彩座標系統都有很直觀理解方式,最容易理解的兩個典型代表例子分別是:加色法的 RGB 與減色法的 CMY,以下以此二例子說明原色。

原色的加減性質

原色以不同比例混合時,會產生其他顏色。在不同的色彩空間系統中,有不同的原色組合。可以分為「疊加型」和「消減型」兩種系統。

疊加型原色

一般來說以光源投射時所使用的色彩是屬於「疊加型」的原色系統,此系統中包含了紅、綠、藍三種原色,亦稱為「三原色」。使用這三種原色可以產生其他顏色,例如紅色與綠色混合可以產生黃色或橙色,綠色與藍色混合可以產生青色 (Cyan),藍色與紅色混合可以產生紫色或洋紅色 (Magenta)。當這三種原色以等比例疊加在一起時,會變成灰色;若將此三原色的強度均調至最大並且等量重疊時,則會呈現白色。

這套原色系統常被稱為「RGB色彩空間」,亦即由紅 (R) 綠 (G) 藍 (B) 所組合出的色彩系統。

色光加色混合法
色光加色混合法

消減型原色

一般來說以反射光源或顏料著色時所使用的色彩是屬於「消減型」的原色系統,此系統中包含了黃色、青色 (Cyan)、洋紅 (Magenta) 三種原色,是另一套「三原色」系統。當這三種原色混合時可以產生其他顏色,例如黃色與青色混合可以產生綠色,黃色與洋紅色混合可以產生紅色,洋紅色與青色混合可以產生藍色。當這三種原色以等比例疊加在一起時,會變成灰色;若將此三原色的飽和度均調至最大並且等量混合時,理論上會呈現純黑色,但實際上呈現的是濁褐色。

正因如此,在印刷技術上,人們採用了第四種「原色」——黑色,以彌補三原色之不足。這套原色系統常被稱為「CMYK色彩空間」,亦即由青 (C) 洋紅 (M) 黃 (Y) 以及黑 (K) 所組合出的色彩系統。

在消減型系統中,在某顏色中加入白色並不會改變其色相,僅僅減少該色的飽和度。

顏料減色混合法
顏料減色混合法
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