淺析奧斯特瓦德色立體

張亞南

摘要：色彩的使用伴隨著人類的存在而存在，從原始社會(huì)的著色于身到著色于物，色彩最初的使用可以說(shuō)不是為了審美，而是為了生存和紀(jì)律。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們產(chǎn)生審美，色彩又發(fā)揮了美學(xué)價(jià)值。在年代的變遷和朝代的演變中，色彩的傳遞一直都是依賴于語(yǔ)言描述，口語(yǔ)表述法和一個(gè)民族一個(gè)地區(qū)的文化傳統(tǒng)有著不可分割的聯(lián)系，但是也存在了一定的局限性，為了更好地表達(dá)一個(gè)顏色達(dá)到精準(zhǔn)性，各國(guó)的物理學(xué)家、化學(xué)家等都研制表達(dá)出了不同色色立體，在此主要對(duì)于奧斯特瓦德色立體進(jìn)行分析。

關(guān)鍵字：色彩表達(dá)系統(tǒng) 色立體 奧斯特瓦德色立體

一、色彩表達(dá)系統(tǒng)發(fā)展

從遠(yuǎn)古時(shí)代開始我們學(xué)會(huì)運(yùn)用色彩，在城一夫的《色彩史話》里談到過(guò)人類對(duì)色彩的認(rèn)識(shí)幾乎是隨著人類的文明開始而開始的。最初我們只是利用“口語(yǔ)表述法”，尤其是在我國(guó)口述表達(dá)法十分豐富像是大紅、月白、胭脂、石青、靛藍(lán)等上百種名稱，尤其是在民間這種色彩表達(dá)體系廣為流傳，甚至是現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家也仍然存在。但是對(duì)于技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，口語(yǔ)表述法存在很大的差異性，同一種色彩名稱在不同地區(qū)所染制出來(lái)的顏色有一定差別。比如在我國(guó)古代的宮廷和民間所說(shuō)的“石青”，宮廷染制顏色較藍(lán)味重一些，民間染制出來(lái)的則是偏一些紫色的味道。這是口語(yǔ)表述法的一個(gè)缺陷。一直到13世紀(jì)，許多科學(xué)家、化學(xué)家、藝術(shù)家或是技術(shù)部門，試圖把顏色按照一定的規(guī)律組織起來(lái)，使他們形成一種有規(guī)律可循又可用數(shù)字長(zhǎng)距離傳遞的、科學(xué)的表示方法，以取代口語(yǔ)表示。這一想法的提出和需求對(duì)于顏色體系的研究經(jīng)過(guò)了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。17世紀(jì)物理學(xué)家、化學(xué)家開始從各方面著手做，設(shè)立一個(gè)色立體來(lái)方便生產(chǎn)、溝通和交流。一直到19世紀(jì)顏色體系研究達(dá)到了一個(gè)高潮，出現(xiàn)了各種各樣的色立體，但是都存在不科學(xué)的缺陷性。20世紀(jì)美國(guó)教育學(xué)家、心理學(xué)孟塞爾（Munsell）以色彩三要素為基礎(chǔ)并結(jié)合色彩視覺心理因素制定完成了孟塞爾色立體，這也是顏色體系較科學(xué)的首例，在現(xiàn)在仍然被科學(xué)界、企業(yè)界以及藝術(shù)界使用，尤其是在美國(guó)。在孟塞爾色立體的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了同是用物理表色的奧斯特瓦德（Ostwald，1853-1932）色立體，這也將是筆者進(jìn)行研究的色彩體系。之后出現(xiàn)了光源色表達(dá)法的C.I.E，隨著科技的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)與C.I.E，歐洲的NCS（natural color system）以及普遍使用的Pantone色卡。在近代兩百年的色彩體系研究成果中，凡是能夠形成色立體體系的，像是1772年拉伯特（Lambert）金字塔形色立體（如圖一），1810年榮給（P.O.Runge）球形色立體（如圖二），1876年畢佐德（W.V.Bezold）圓錐形色立體（如圖三），1897年魯?shù)拢∣.Rood）雙重圓錐形色立體（如圖四），1897年赫夫拉（A.Hofler）雙重金字塔形色立體（如圖五），1905年孟塞爾（A.H.Munsell）色立體（如圖六），1916年奧斯特瓦德（W.Ostwald）雙重圓錐型色立體（如圖七），1955年DIN滾色色立體（如圖八），日本P.C.C.S色立體（如圖九）。

通過(guò)觀察這些色立體我們可以發(fā)現(xiàn)一些共同點(diǎn)：1、明度值，中心軸的上端都是理想的白度，下端為理想的黑度，中間分布了灰度軸2、所有顏色都包括在了色立體里面3、距離明度軸垂直距離越長(zhǎng)其純度越高，垂直距離短則反之。在不同色立體里面對(duì)于顏色的特性則表示方法不一樣。

二、奧斯特瓦德（W.Ostwald）色立體分析

奧斯特瓦德色立體我們簡(jiǎn)稱奧氏色立體，是由德國(guó)化學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者奧斯特瓦德從物理學(xué)科的角度創(chuàng)立而成的色彩體系。比起之前的色立體，奧氏色立體最突出的優(yōu)點(diǎn)是所有顏色不需要復(fù)雜的光學(xué)測(cè)定，就可以把顏色符號(hào)化（數(shù)字化）。這一項(xiàng)表達(dá)的突破對(duì)于美術(shù)家來(lái)說(shuō)具有實(shí)際意義。筆者將從以下幾個(gè)方面對(duì)奧氏色立體進(jìn)行分析。

1、顏色構(gòu)成

奧氏色立體的構(gòu)成是由理想中的純黑（Black，可以吸收所有顏色，簡(jiǎn)寫成B），理想中的純白（White，可以反射所有顏色，簡(jiǎn)寫成W）和最鮮艷的純色（Full colour，簡(jiǎn)寫成C）組成。奧斯特瓦德色立體中的截面我們看成一個(gè)色圓環(huán)，而這個(gè)色圓環(huán)是建立在赫林四色學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)之上的，將紅、黃、綠、藍(lán)四個(gè)顏色放在圓環(huán)的四等分線上，在兩條交叉的直線上形成了兩對(duì)補(bǔ)色，繞圓環(huán)一周在每?jī)蓚€(gè)相鄰的色彩中依次加入了橙色、黃綠色、藍(lán)綠色以及紫色，得到一個(gè)8色圓環(huán)，奧斯特瓦德在每一個(gè)顏色左右各加一色，形成了24色圓環(huán)，并取中間的顏色為正色，如圖十中，1，2，3為黃色，里面的2Y是正黃色，依次類推，50是正橙色，這就形成了一個(gè)24色相的圓環(huán)。

2、色立體結(jié)構(gòu)

整個(gè)色立體和其他的色立體一樣中心都是一個(gè)明度軸，軸的最上方（北極端）是一個(gè)理想純白狀態(tài)，最下方（南極端）是一個(gè)理想的純黑狀態(tài)，中間共8個(gè)階段的仄度，加上黑和白，一共十個(gè)明度級(jí)，這十個(gè)明度由上而下依次用W、a、c、e、g、i、l、n、p、B表示，除去W、B外的8個(gè)字母各自代表了不同的含量，圖十一所示。現(xiàn)在我們稱中間的明度軸為中心軸，在中心軸中心點(diǎn)引出一條垂線，垂線的頂點(diǎn)是理想純色（C點(diǎn)），由C點(diǎn)向W、B點(diǎn)連線形成了一個(gè)正三角形，如圖十二，三角形繞明度軸一周形成了奧氏色立體，如圖十三。

聯(lián)系上面的24色圓環(huán)，（理解為色立體的截面）每一個(gè)色相有一個(gè)色三角面，這也就是說(shuō)奧氏色立體是由24個(gè)等色面即12個(gè)菱形補(bǔ)色群組成。

3、色彩計(jì)算方法（顏色信息的傳遞）

在奧氏色立體中每一個(gè)顏色的計(jì)算公式：

白色量+黑色量+純色量=100

即W+B+C=100

通過(guò)計(jì)算公式可以了解到，在奧氏色立體中每一個(gè)顏色的表示是用色相號(hào)和白色含量和黑色含量來(lái)表示的。如8ng，在色相圓環(huán)里8n是2R，結(jié)合圖十一得出n表示了白色的含量是0.0562（精確到小數(shù)點(diǎn)后4位），g表示黑色的含量是0.7761。利用公式我們可以很快得到彩度的數(shù)值。endprint

4、奧氏色立體的應(yīng)用

由于奧氏色立體的構(gòu)成，含黑量、含白量和彩度的特殊分布，在色立體的截面（色三角）的分布上存在一些規(guī)律性（圖十四所示）

1）由W、C所在的連線上（以及和它平行的線上），每一個(gè)顏色的含黑量是相同的，比如最外層的含黑量都是a；越靠近BL點(diǎn)含黑量越多，相反越少；

2）由BL、C所在的連線上（以及和它平行的線上），每一個(gè)顏色的含白量是相同的，比如在最外層的含白量都為p；越靠近W點(diǎn)含白量越多，相反越少；

3）在W、BL所在的連線上（以及和它平行的線上），每一個(gè)顏色的含彩量是相同的，比如在內(nèi)側(cè)的線上含彩量都是0；越靠近C點(diǎn)含彩量越多，相反越少。

奧斯特瓦德作為奧氏色立體的發(fā)明者，并且也是把色彩量化的第一人，同時(shí)也是把量化應(yīng)用到了色彩調(diào)和理論的第一人（色彩調(diào)和是指配置的色彩達(dá)到人心理上的滿足、生理上的平衡，使人得到快感的色彩配合），奧斯特瓦德認(rèn)為

一）無(wú)彩色系等間隔的三色可以調(diào)和

二）黑和白能與任何顏色進(jìn)行調(diào)和

三）色相不同，明度純度相同的容易進(jìn)行調(diào)和

四）配色的時(shí)候，完全調(diào)和不如有局部的對(duì)比效果明顯。

奧斯特瓦德的這四個(gè)理論都可以用奧氏色立體來(lái)進(jìn)行解釋說(shuō)明。在后世很多學(xué)者都建立在奧斯特瓦德的理論基礎(chǔ)上對(duì)于奧氏色立體的色彩調(diào)和進(jìn)行了深入的研究和創(chuàng)新，例如，美國(guó)的色彩學(xué)家比瑞（Bieem，不詳）發(fā)表了大量的調(diào)和理論。

三、奧氏色立體的優(yōu)缺點(diǎn)

奧氏色立體的優(yōu)點(diǎn)首先是色彩量化，每一個(gè)色相除純色外符號(hào)都相同，方便了生產(chǎn)者和使用者的記憶和說(shuō)明，解決了口述描繪色彩不準(zhǔn)確的不足。其次，對(duì)于一條中軸線上相對(duì)的兩個(gè)顏色為補(bǔ)色對(duì)。但是由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)和理論技術(shù)的不成熟，奧氏色立體也存在了不足之處，第一點(diǎn)是不同純色相之間不論明度相差多大都放置在了一個(gè)平面上，并且所有C點(diǎn)距離中心明度軸的距離都相等，這也就導(dǎo)致了其他顏色明度和彩度不是很準(zhǔn)確。這些缺點(diǎn)也就造就了奧氏色立體在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有一定的局限性。

四、奧氏色立體的發(fā)展

對(duì)于奧氏色立體的應(yīng)用的局限性，在奧斯特瓦德去世之后，很多化學(xué)家和物理學(xué)家以及一些相關(guān)機(jī)構(gòu)都開始著手對(duì)其色立體進(jìn)行改良，特別是經(jīng)過(guò)德國(guó)照明學(xué)會(huì)的參與，在第二次世界大戰(zhàn)之后完善了新的色表體系，進(jìn)而形成了德國(guó)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——DIN體系，在1955年正式在德國(guó)進(jìn)行使用，對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)中的色彩應(yīng)用開始了廣泛的使用。

奧氏色立體開創(chuàng)了色彩量化，對(duì)于后來(lái)的色彩體系產(chǎn)生了重大的影響。瑞典的NCS體系是建立在奧氏色立體的基礎(chǔ)上建立的，數(shù)字化更加準(zhǔn)確，將奧氏色立體中的缺點(diǎn)進(jìn)行了彌補(bǔ)，現(xiàn)在NCS體系在歐洲很大范圍內(nèi)應(yīng)用，隨著數(shù)字信息化表達(dá)和全球化，亞洲甚至全球一些制造業(yè)都開始使用NCS體系。

NCS是現(xiàn)代生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和交流的溝通橋梁，其發(fā)展是建立在奧氏色立體的基礎(chǔ)之上，其色立體同樣是由中間的明度軸，北極端為白色，南極端為黑色，中間均勻分布無(wú)彩色系的仄度，并在赤道上各點(diǎn)分布了各種純色。NCS的色立體比起奧氏色立體更加準(zhǔn)確，尤其是避免了奧氏色立體中各頂點(diǎn)到明度軸距離相同但是含彩量不同的弊端。通過(guò)圖可以看出，NCS的色相圓環(huán)是4基色，一共存在40個(gè)標(biāo)注顏色，并且以10°為進(jìn)度單位，比起奧氏色立體更加準(zhǔn)確，細(xì)致。在色三角上和奧氏色三角采用了同樣的布局，頂點(diǎn)分別為黑度，彩度和白度，并且一個(gè)顏色的白度、黑度和彩度相加為100。

NCS在奧氏的基礎(chǔ)上不斷完善進(jìn)步，并且增加了飽和度、明度在色彩三角上的標(biāo)定和一些配色規(guī)律。現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分生產(chǎn)商、設(shè)計(jì)公司都采用其表色方法，更加尤為方便的是NCS公司也可以提供某些商家的定制色，如保時(shí)捷紅；每一年NCS公司同樣會(huì)召開新顏色的發(fā)布以及顏色的搭配流行趨勢(shì)等，在色彩市場(chǎng)上占了很大一部分江山。

結(jié)語(yǔ)：奧斯特瓦德和奧氏色立體在19世紀(jì)的色彩體系中占了很重要的位置，尤其是其顏色符號(hào)化的表達(dá)，減少了光學(xué)測(cè)量，對(duì)于后世的其他色彩體系的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。endprint