2008年5月10日 星期六

Munsell's Color

In the early 1900s, the American Albert Munsell developed a system of color analysis based around hue, value and chroma. These elements form a three-dimensional model: Starting with a circular relationship of hues, Munsell established a decimal notational system to describe the transitional relationship as one color is identified from another.

Munsell's Color Sphere


In Munsell's system, hue is arranged around the perimeter of a sphere, value as it moves from the top pole (light) to the bottom (dark), and chroma as it moves toward the center. Munsell also developed nomenclature that made it easy to identify any color in his system. R 5/10 would be red, value 5, chroma 10.

Hue, Saturation and Brightness

In most software applications, color can be chosen using Hue, Saturation, and Brightness (HSB) model ( also referred to as Hue, degrees from 0-360; saturation determines the vibrancy as the color moves toward white; and brightness changes the darkness of a color, Saturation and brightness are measured in percentages.

Munsell also limited the nomenclature of his color system, referring to orange as red-yellow to avoid confusion. His second term, value, describe the light or dark qualities of a color, on a scale from 1(dark) to 10(light). His final term, chroma, identifies a color as it moves inward from hue band to the value pole. Other color models refer to this as saturation.
To account for variation in strength of a color ( red is considered to be twice as strong as in chroma as blue-green), Munsell developed what he called the color tree.

These systems serve as a starting point in understanding the complex relationship of balance, proportion, harmony, and effect that combinations of colors can produce.
Each has its merits and applications for an interior design practice. Furthermore, their translation to a three dimensional design space needs to be tested in-situ to observe the results.

Reference URL: http://www.georgehernandez.com/h/xzMisc/Color/Systems.asp

The Munsell Model

(Munsell Color System) 孟塞爾顏色系統

圖示孟塞爾顏色系統之中中等明度(5)而中等略偏高色度(6)的色相環、明度由全暗(0)到全亮(10)的黑白漸變色柱、中等明度(5)的紫藍色(5PB)色度漸進帶。

色彩體系 (color order system)是指依據某種色彩理論,以某些準則將色彩作系統化的組織,如:色彩的知覺、色彩的感覺或是色票、色樣等。

在色彩體系中,我們可以運用準確的數字或是符號來表示不同的色彩;這種表示色彩的方法,稱為色彩體系的「表色法」 (color notation)

色彩體系通常分成:

1. 以色光混色的表色系(或稱為混色系)

2. 以色料調色為準的表色系(或稱顯色系)

 

混色系-以光學儀器測量顏色,表示色彩非常精確,但是設備昂貴,CIE 表色法即是代表性例子。

顯色性-以色票、色樣為比對的標準,例如曼塞爾和奧斯華德表色法。

早期的色系圖為平面幾何形狀,十八世紀時立體化。自古至今有資料可考察的表色系大約有80個,而其中廿世紀發展出且較具影響力者有9個。在色彩科學研究上首要者為國際照明委員會訂定的CIE色度空間(CIE Colour Space) ,為現代測色學(colorimetry)的基礎,但它並非色彩次序體系;在設計應用上首推孟賽爾(Munsell)色彩體系及自然色彩體系(NCS),它們分別在美國系統國家及歐洲地區成為工業標準。

  

◎廿世紀重要色彩體系

年度

色彩次序系統名稱

創建者

1905

Munsell System

Albert H. Munsell [Munsell 1905, 1969;

 

 

Graves 1951]

1916

Ostwald System

Wilhelm Ostwald [Ostwald 1916, Evans 1948]

1947

OSA-UCS

Optical Society of America

(Optical Society of America-

Judd, MacAdam, Nickerson, Newhall, Wyszecki

Uniform Color Scale)

[MacAdam 1974, Nickerson 1977, 1979]

1955

DIN System

Manfred Richter [Richter 1955, 1986]

 

 

German Standardization Institute

1968

Natural Colour System (NCS)

Anders Hård & Lars Sivik [Hard & Sivik 1981]

 

 

Swedish Colour Centre Foundation [Swedish

 

 

1979]

1962

Coloroid Colour System

Antal Nemcsics [Nemcsics 1980, 1987]

 

 

Technical University of Budapast Experimental

 

 

Technique

◎常見的顯色系統有以下幾種:

一、Munsell color system(曼塞爾表色系)

Munsell color system是在1905年由Munsell所創立的,於1915年確立其表色系,並於1927年出版Munsell Book of Color1940年,美國光學會之測色委員會為了測色起見,將此書加以修正,於1943年發表「修正曼塞爾色彩體系」,成為國際通用的色彩體系。

曼塞爾的色相分為10個,每色相再細分為10,共有100個色相,以5為代表色相,色相之多幾乎是人類分辨色相的極限。曼塞爾的明度共分為11階段,N0(黑色)、N1N2...N10(白色),NNeutral的縮寫,是灰色的意思。而彩度從0(無彩色)開始,也因各純色而長短不同,例如5R純紅有14階段,而5BG只有6階段,其表色樹狀體也因而呈不規則狀,其表示法為 /1/2、、等。

標色法:色相 明度/彩度 = Hue Value/Chroma = H V/C

H5個主色 (5R5Y5G5B5P) ,其間插入YRGYBGPBRP10階,再細分為100階色相。

V0(黑)~10(白)(無彩色者為N0N10)

C0(無彩色)~16(艷色)



孟賽爾色相環(左),與10YR色相面之彩度及明度色樣

在最高色度的情況之下的孟塞爾顏色系統色相環-孟塞爾顏色系統 (Munsell Color System)是美國藝術家阿爾伯特孟塞爾Albert H. Munsell(1858-1918)在1898年創制的顏色描述系統。至今仍是比較色法的標準。
孟塞爾顏色系統的空間大致成一個圓柱形:
•南北軸=明度(value),從全黑(1)到全白(10)。
•經度=色相(hue)。把一周均分成五種主色調和五種中間色:

红(R)红黄(YR)、黄绿(GY)、绿(G)绿蓝(BG)蓝(B)蓝紫(PB)紫(P)紫红(RP)


相鄰的兩個位置之間再均分10份,共100份。
•距軸的距離=色度(chroma),表示色調的純度。其數值從中間(0)向外隨著色調的純度增加,沒有理論上的上限(普通的顏色實際上限為10左右,反光、螢光等材料可高達30)。由於人眼對各種顏色的的敏感度不同,色度不一定與每個色調和明度組合相匹配。
具體顏色的標識形式為:色相+明度+色度。例如5B 5/10 是中等明度(5),高色度(10)的正藍色(5B)。

 
 

二、自然色彩體系(Natural Colour System, NCS)

自然色色彩體系(Natural Colour System, NCS)係瑞典之斯堪地那維亞色彩機構(Scandinavian Colour Institute)兩位色彩學家哈德(Hård)與西維克(Sivic)1968年所發表。

NCS的原理奠基於心理上對六個主色白、黑、紅、黃、綠、藍之獨立色感。其色相之色階係依據主色成份之比例而訂,而非依據對主色之色差比例而訂。


圖二 NCS色立體

NCS 以兩個相鄰之心理主色(紅、黃、綠、藍)之百分比標示色彩,例如60% 紅與40%黃為Y60RNCS之彩度 (chromaticness, c) 為色樣之色彩與同色相色彩之最大可能彩量的比例。NCS 黑度 (blackness, s) 為色樣黑量對理想黑之比值,而白度 (whiteness, w) 為色樣白量對理想白(perfect white) 之比值。


圖三 NCS 色相環

 


圖四 NCS 等色相面之彩度及黑度分佈三角圖

NCS 表色法:s c f (黑度 彩度 色相)

w + s + c = 100

其中 c = r + y + g + b

f = R + Y + G + B = 100

r = c (R/100)

y = c (Y/100)

g = c (G/100)

b = c (B/100)

例如:30 60 Y70R

s = 30

c = 60

其中 w + s + c = 100

w = 100 - s - c = 100 - 30 - 60 = 10

Y = 30

R = 70

r = 60 (70/100) = 42

y = 60 (30/100) = 18

g = 60 (0/100) = 0

b = 60 (0/100) = 0

  因此上例之色彩包含黑度(s) 30%白度(w) 10% 及彩度(c)60%而彩度所佔之60%黃度(y)佔總色量的18%, 紅度(r)佔總色量的42%

三、OSA-UCS色彩體系(Optical Society of America-Uniform Color Scale)

此系統是由美國光學委員會(Optical Society of America)依據同等視覺空間所製作。根據紅-綠,黃-藍和明度組成558色空間,除了邊緣色樣外,每一色樣周圍都有12色樣,有4色樣是同明度,有4色樣是較亮。12色樣離中心色樣在色彩方面均感覺有同等距離。

四、Colorcurve

Colorcurve是一種以視覺的(perceptual)和混色系統(color-mixing syetems)為基礎的混合系統,Colorcurve是以CIELAB為基礎的系統,但卻是屬於以明度、紅-綠、黃-藍為主軸的矩形模型。8種色料的混合都是在同一明度層中,只有增加紅綠黃藍的色相,彩度不會增加,每一格色塊的混合都是由色料都是加上黑與白色料調配而成的,第9種的色料混合是由黑和白混合成的灰色。

每一種混合都是依據光譜反射率曲線決定,三色加上灰色的混合是以四色各占25﹪來混合的,而且都符合光譜反射率曲線。雖然Colorcurve只是一種接近均勻的視覺空間,但是它卻可以很容易定義出各式各樣的物質,而不會有條件等色的問題存在。

五、奧斯華德色彩體系(Ostwald Colour Order System)

德國化學家奧斯華德(Wilhelm F. Ostwald, 1853-1932)認為色彩可分為相關色(related colour)與非相關色(unrelated colour)。發光體自行產生色光,為非相關色。物體表面的顏色因反射光而來,為相關色。他採用色相、明度、純度為三屬性,架構出奧斯華德色彩體系。

標色法:色相 白量 黑量

  色相(Hue):依據Hering的對立學說將四原色黃Y(yellow)、羣青UB(ultramarine blue)、紅R(red)、 海綠SG(seagreen)等距置於圓周,再插入橙O(orange)、土耳其藍T(turquoise)、紫P(purple)、黃綠LG(leaf green)8個色相,每色相再細分為3色,構成24色相,共具12對補色對。每色編號由13,如1Y2Y3Y,其中2Y為正黃

無彩色的明度階段,共有8個階段,從白到黑以8個英文字母表示,a是最明亮的白色票,p是最暗的黑色票。

記號

a

c

e

g

i

l

n

p

白量

89

56

35

32

14

8.9

5.6

3.5

黑量

11

44

65

78

86

91.1

94.4

96.5

EX: l的明度為:白量8.9﹪加上黑量91.1﹪混合的灰

公式:F(純色含量)+W(白色含量)+B(黑色含量)=100

六、ISCC-NBS色名體系(Inter-Society Color Council-National Bureau of Standards System)

美國國家標準局屬下之跨羣體色彩會議曾訂定了267個色名作為形容塗料色彩之用。各色名均有一色票與之對應,其色彩適用範圍以孟賽爾表色法界訂。此色名表色法遂以制訂機關為名,稱為Inter-Society Color Council - National Bureau of Standards System,簡稱ISCC-NIBS

此色彩體系採用了以下28個基礎色相:

色相名


縮寫

Red

R

帶橙的紅

reddish orange

rO

orange

O

yellow

Y

帶綠的黃

greenish yellow

gY

黃綠

yellow green

YG

帶黃的綠

yellowish green

yG

green

G

帶藍的綠

bluish green

bG

帶綠的藍

greenish blue

gB

blue

B

帶紫的藍

purplish blue

pB

紫羅蘭紫

violet

V

purple

P

帶紅的紫

reddish purple

rP

帶紫的紅

purplish red

pR

粉紅

pink

Pk

帶黃的粉紅

yellowish pink

yPk

帶褐的粉紅

brownish pink

brPk

帶褐的橙

brownish orange

brO

帶紅的褐

reddish brown

rBr

Brown

Br

帶黃的褐

yellowish brown

yBr

橄欖褐

olive brown

OlBr

橄欖

olive

Ol

橄欖綠

olive green

OlG

附加之副詞及形容詞亦與上述色相名綜合使用,以便能清楚地標示267個基礎色樣。所採用的副詞及形容詞如下:

Light

Very

Strong

Medium

Grayish

Vivid

Dark

Moderate

Brilliant

Deep

Pale



其中濁之原文moderated意為適中,在彩度-明度切面之位置為中間,其色貌為不艷、不亮也不暗的濁色,故採用管倖生之譯法,以避免與medium(中,例如中灰)相混淆。

七、DIN色彩體系(Deutsche Industrie Nomung Colour System)

DIN是德國官方規定標準表色系統,跟Munsell系統一樣採用色票的表色方式,其三屬性是色相T(Farbton),飽和度S(Sattigung),相對明度D(Dunkelstufe)。色相是根據主波長,劃分24個色相,以S=0表無色彩,飽和度增加時,S值隨著增大,相對明度D=1~8DIN色度圖是以CIE x,y色度圖為基礎做成的。

◎最常見的混色系統以CIE體系為主:

CIE體系為「國際照明委員會」(International Commission of Illumination)【補充資料】在西元1931年正式採用的國際測色標準。

CIE體系的理論基礎是由楊 (Young)和赫姆豪茲 (Helmholtz)的色光三原色理論為基礎【補充資料】,利用光學儀器測量色彩,是一種科學、準確的色彩體系。

CIE體系是以色光三原色RGB為準,以光源、物體反射和配色函數計算出XYZ刺激值,任何的色彩都可以由RGB混色而成,再經過儀器測出光譜輻射能量和反射率值,即可計算出XYZ值,CIE體系即是用XYZ值所表示出來的 (3-3),也可以用Yxy表示。

CIE體系的進一步修正

由於CIE XYZ馬蹄形色度圖為,色彩表現不符合人眼視覺情況,所以,後來以人類視覺四原色紅、黃、綠、藍作為修正基礎,西元1976年發表了CIE LAB表色法和CIE LUV表色法。