奧斯特瓦德的色彩體系及其應用

工業產品的色彩作為視覺的第一感受，最先作用于人，并進而以其與產品形體相映襯所產生的色感與質感來體現產品的功能及技術水平。色彩的處理在理論上和實踐中已成為工業設計的一個十分重要的組成部分。色彩學已被物理學、化學、美學、心理學和人機工程學等學科的學者們從各種不同的角度予以研究，建立了比較完整的能用以指導實踐的理論體系。其中對于系統色彩體系的研究成為工業造型設計者的重要課題之一。

1666年，牛頓創作的七色色相環奠定了現代色彩研究的基礎；1772年，朗伯特(Lambert)提出的金字塔形色立體結構對現代色彩研究同樣具有里程碑的意義，從此人類對色彩的認識由一維體系(顏色)轉換為三維體系(色相、明度、純度)；借助立方體或圓柱體的色立體空間，人類對色彩秩序與規律的認識和研究逐步深入，之后更出現了各種經典的色彩體系理論。其中孟塞爾、奧斯特瓦德、日本色彩研究所PCCS色體系等。

奧斯特瓦德色彩體系是德國物理化學家奧斯特瓦德，在1921年出版的《奧斯特瓦德色譜》中提出的。它與XYZ色彩系統一樣，是一個混色系色彩系統。該系統認為，所有顏色都是由“黑”(B)、“白”(w)和“純色”(F)三種成分，按照一定的面積比例旋轉混色得到，而且W+B+F=100(％)。所以描述一個特定顏色，只要給出三種變量的具體數值即可。

色立體可視化就是將色彩體系的各個色彩用戶界面顯示出來，使設計師能夠直接看到色彩體系的各個色彩，并可以直觀地看到色彩之間的位置關系。為實現色立體可視化，首先，應該建立起色立體的坐標體系；然后，確定色立體中每個色彩的坐標位置，對應坐標位置繪制出對應色塊的形體；再將其填上對應的色彩，就可以得到可視的奧斯特瓦爾德色彩體系。奧斯特瓦爾德色相環由24個色相組成，每個色相的所有色彩組成一個三角表，鄰近的兩個三角表之間的夾角為15。，依據這個特點，先計算出一個色相三角表的坐標，其他三角表中的色彩坐標通過坐標旋轉變換得到。

為了更便利、更確切地應用于色彩調和與符號化、定量化命名，在美國還對奧斯特瓦德表色方法進行了改造，制訂了《色彩調和手冊》(“Color Har-mony Manual”)。利用這一《手冊》的表色方法常被簡稱為CHM表色法。這其實是一個以奧斯特瓦德色彩理論為依據，在奧斯特瓦德色體系的基礎上改造而成的色樣本圖譜。該《手冊》因其使用便利從而在美、日等國以及中國臺灣等地區得到廣泛應用。

產品設計產品配色和包裝配色是商品生產的最后工序，是產品的外部形式，作為一種視覺傳達工具，是商品的臉面，色彩是強化這一外部形式的重要途徑。色彩可以離開產品設計而獨立存在，產品設計則永遠離不開色彩，色彩不但賦予商品獨特的個性，而且也為商品建立了完美的視覺形象。

奧斯特瓦德色體系可以給無法以日常語言準確指稱的千變萬化的物體色以科學化、體系化的命名與管理，這對于將色彩納入工程的生產活動領域進行處理，提高勞動生產率，確立對色彩的工程管理與再現體制是不可缺少的，正由于工業設計的誕生，促使百余年來人們不斷努力著確立與完善這一體系。其二，作為現代的設計色彩方法，尤其是色彩調和理論這一重要組成部分迫切需要一個與設計這一理性化活動相協調的理性化手段，以求取感性的色彩調和配色。奧斯特瓦德色體系之所以能成為一個至佳的手段，是由于在奧斯特瓦德建立該色體系之初起，就始終將在色彩調和中的應用作為自身的主要目標之一。

奧斯特瓦德色彩調和理論主要按色相數來分，也可以按配色數來分'因此可以分為兩色調和、三色調和以及多色調和，考慮應用價值和實現難度的比值，多色調和情況只考慮四色調和。調和理論的每條法則都給出了調和色彩的求取方法，而其根本是指出了調和色彩之間的位置關系，從這一點出發，根據調和法則的位置關系描述，設計出相對應的算法，就可以自動求出已知色彩滿足這個調和法則的其他顏色。算法的核心思想是首先求出已知色彩的坐標，然后根據法則所規定的位置關系計算出調和色彩的坐標，根據計算出來的坐標再找出與此坐標相對應的色彩。

實際應用時，將調和理論的色彩調和法則以列表的形式顯示，供設計師選擇。選定一個調和法則后，程序獲取調和法則所對應的算法，然后根據算法計算色彩之間的相對位置，每一個位置用一個標識表示，將這種對應位置關系在色彩模型上指示出來。用一個標識控制選色，當這個標識在色彩模型上移動時，其他標識以確定的相對位置關系在色彩模型上移動，標識在色彩模型中所對應的位置所表示的色彩即是選擇的顏色。將選出的色彩在用戶界面顯示出來的同時輸出色彩。

在奧斯特瓦德色立體的基礎上研究出的二維色環，也可以稱為色譜，它準確地體現了色相、明度和飽和度之間的關系。依次類推，當色立體以平面展開的方式變成了與顏色打交道的各行各業的技術人員手頭常備的色譜時，這一套科學的色彩理論體系就完全融入了我們的生活，成為不可或缺的色彩大典。色彩的實踐與應用是無止境的，同樣，探索色彩理論與研究也有著無限廣闊的空間。

由于奧斯特瓦德色立體的規則性、命名符號的高度規律性，所以奧斯特瓦德色彩調和理論是一種操作極為方便的、高度理性化的理論系統，它可以完全擺脫感性的操作直接由符號確定，不僅可以用符號高效地求取調和關系并且還可以方便地納入計算機輔助設計系統。

選擇Rhino為開發平臺，針對該開發平臺的特點，結合軟件可重用性的要求，采用組件化開發方式，將奧斯特瓦的色彩工具開發成較為獨立的組件模塊，然后根據Rhino的二次開發平臺或內核，開發相對應的中間件，實現軟件工具集的快速加載，經測試和應用，本系統在“Rhino實體設計”平臺上運行穩定，效果良好。

基于奧斯特瓦德色彩體系的數字化工業設計色彩工具，為面向工業設計色彩設計領域提供了較為專業的色彩選擇和調和工具，擴展了三維設計平臺輔助色彩設計的功能，在色彩直觀聯系方面提高了產品色彩設計的效率，使設計師能更快速地得到產品色彩方案，從而可以縮短產品設計周期，提高產品的市場競爭力。在今后的研究中，該工具應引入了調和拓展策略，在原調和規則基礎上進行一定的方案擴充，既能為用戶提供調和規則的約束又可以豐富調和方案。