(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 Color,1940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)、N1、N2...N10(白色),N是Neutral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
H:5個主色 (5R,5Y,5G,5B,5P) ,其間插入YR、GY、BG、PB、RP成10階,再細分為100階色相。
V:0(黑)~10(白)(無彩色者為N0~N10)
C:0(無彩色)~16(艷色)
圖一 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)於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Y60R。NCS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
且 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%中,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)成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1至3,如1Y、2Y、3Y,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 |
紅 | Red | R |
帶橙的紅 | reddish orange | rO |
橙 | orange | O |
黃 | yellow | Y |
帶綠的黃 | greenish yellow | gY |
黃綠 | yellow green | YG |
帶黃的綠 | yellowish green | yG |
綠 | green | G |
帶藍的綠 | bluish green | bG |
帶綠的藍 | greenish blue | gB |
藍 | blue | B |
帶紫的藍 | purplish blue | pB |
紫羅蘭紫 | violet | V |
紫 | 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 |
褐 | 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:
微 | Light | 很 | Very | 強 | Strong |
中 | Medium | 灰 | Grayish | 艷 | Vivid |
暗 | Dark | 濁 | Moderate | 亮 | Brilliant |
深 | Deep | 淡 | Pale |
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|
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=1~8,DIN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X、Y、Z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 (圖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。