◆ 光与物体颜色
从物理学角度解析，物体本身并没有色彩，但它能够通过对不同波长色光的吸收、反射或透射，显示出发光体中的某一色彩面貌。如我们看到国旗是红色的，这是由于国旗表面吸收了除红色之外的其他色光，而主要反射红色单光所致。红色便成了该物体的本色，即常言的“固有色”概念。如果物体呈现复色感觉，那是因为其表面反射不同光量的单色光造成的。上述物体色的生成都是以日光为前提的，否则，物体色的显现就会泅然不同。例如，国旗在日光下展现红色，在蓝光下呈现紫色，而在绿光中则变成了黑色。这是因为绿光不包含可供反射的红色使然。此外，光的强度也会改变物体色的倾向，如国旗在标准日光下呈现红色：换之强光中，会变为淡红色；在弱光下则会显现偏紫的暗红色。
从中不难发现，光的明亮程度不仅能够左右物体色的明暗，而且对其色相及纯度也有影响，所以说，光是决定物体色形成的第一要素。
物体在反射光的过程中，由于其表面结构各异，亦会对物体色的生成产生直接的影响，概括地说，光的反射包括平行反射和扩散反射两种形式。当光线投射在表面光滑、坚硬的物体上时，其呈平行、规则的反射状态，故称“平行反射”或称“正反射”。而光线同表面粗糙、松软的物体相遇时，则显不规则的反射状态，故称“扩散反射”或称“没反射”。鉴于前者反光强，受环境色制约大，所以常失去物体固有色的特征，给人变化不定的色彩印象；后者由于反光弱，受环境色影响小，所以表露的色彩显得稳定鲜明。这也是玻璃器皿色彩很难辨认，而绒布色彩一目了然的原因。
◆ 光的常见属性和物理现象
大气中的光现象是指发生在大气中肉眼能亘接感觉到的光现象。它可以分为三类。
（1）光在大气中的折射
光在大气中的折射，改变了轨迹，这样在水平面以上，天体和物体的实际高度角与测出的高度角有明显的差异；即所谓天文折射和地球折射现象。
（2）大气散射引起的光现象
天穹色彩的变化是大气散射引起的光现象之一。在清洁大气中，起主要散射作用的是大气气体分子的密度。分子散射的光强度和人射波长4次方成反比，因此在发生大气分子散射的日光中，紫、蓝和青色彩光比绿、黄、橙和红色彩光为强，最后综合效果使天穹呈现蓝色。当大气十分浑浊、大气中悬浮粒子大量增加时，起主要作用是米氏散射。米氏散射与入射波长依赖关系不明显，因此天穹呈现青灰色，在天边甚至出现不透明的灰白色。曙暮光是大气散射的另一现象，当太阳在地平面以下时，太阳光无法直接到达地面，但是它能照亮地面以L的大气层，使天空明亮。曙暮光指的就是黎明和黄昏这段时间的光亮。
（3）大粒子（如水滴冰晶等〕
大粒子（如水滴冰晶等）对光的折射、反射与衍射引起的光现象，最常见的有虹、华和晕。虹是由于太阳光线在大气水滴里的折射与反射产生的围绕反日点的彩色圆弧。根据光线在水滴内部反射次数n的多少，虹可细分为主虹（n＝l）、副虹（n＝2）、三级虹（n＝3），依次类推。然而反射次数越多，从水滴中射出的光强越弱，因此常见的只是主虹和副虹，主虹色彩排列是外缘为红色，向内为黄色，内缘为紫色。副虹位于主虹上面，色彩排列与主虹相反。华是由于云中的水滴与冰针分别起小孔与狭缝的作用，使光衍射引起的围绕太阳（或月色）的许多彩色圆环。晕是由于太阳（或月亮）光在冰晶上折射与反射引起的略带色彩的晕以及由反射引起的白色晕。
能见度是指人眼在大气能观察到的最远距离。它取决于各种因素，如物体的背影和属性、物体和背景照度的属性、大气属性以及观测仪器（包括肉眼）的属性等等。气象上通常采用气象能见距离，它定义为在白天以无限气层为背景，看一个视角不小于20’的黑色物体消失其形象的距离。
天空背景是指来自天空的向下辐射通量，其中包括大气和云对太阳光的散射辐射以及大气气体的自发辐射。夜间还包括少量的月光和星光的散射。一般而言，对太阳光的散射辐射主要集中在短波部分。在晴天，最大辐射通量的波长为045μm左右，而气体的自发辐射主要集中在长波部分，最大辐射通量的波长为105μm左右，在3～4μm之间两者辐射强度几乎相等。
光源与色温 ◆ 光源
色度学是色彩混合的定量科学，根据三原色理论，任何一种色彩都可以用一定组成的三原色匹配出来，如电脑显示器的发光原理就是利用三束电子分别轰击红、绿、蓝三种荧光粉而形成千万种不同颜色的。而生理试验也间接证明了人的眼睛中有对应三种颜色非常敏感的感光细胞，虽然没有搞清其生理机理，但有助于我们解释许多现象。广义地讲，一切能在可见光波长范围内辐射电磁波的东西都可以称为光源；狭义地讲，就是指照明，能在可见光整个波段范围内能提供较均匀分布的光能辐射体才是光源。
1．天然光源 在电气照明出现之前，人类接触到的最重要的光源是日光和火焰。大自然还出现闪电这种放电光源以及生物与化学发光的荧光等生物光源。日光的光谱组成随一天的时间、云量和季节而变化，还与采光方向有关，因此是一种是周期性变化且不稳定的光源，自然界的其他发光现象则极具偶然性，并且很不稳定，难于控制和驾驭。但日光具有相对长时间的持续照明，当天气稳定时，也有相对长时间的稳定辐射，稳定的规律，而且在适当的条件下，日光也是最理想的白光。正是日光这种照明特点，造就了自然万物的生命节律与作息模式。除此之外火焰是人类掌握利用的第二种主要的光源。
2.人造光源1889年，爱迪生发明了电灯。从此，人类开始大量使用人造光源。电的使用，彻底告别了漫长的黑夜。由于科学技术的发展，越来越多的新型人造光源不断出现，各种绚烂缤纷的灯点缀了我们的生活。人造光源在工业生产和民用照明以及我们从事的广告业中大量采用。
（1）白炽灯 利用钨丝的热效应发光，由于成本和制造工艺简单，因此使用最为广泛。光谱色温大约为2800～3000K。发光效率低，适合居室照明，不适合广告照明。
（2）卤钨灯 在白炽灯中充入卤素蒸汽，如碘、溴等，并用热膨胀系数极少的石英玻璃作外壳，提高其工作温度。这种灯工作温度为3400K，比普通白炽灯高400～500K，明显改变灯光的现色性，而且发光效率高。广泛应用在汽车车灯、放映机、影楼
摄影和影视拍摄中要求现色性能高的场合。近年来，不断在户外广告的照明中采用。
（3）高压钠灯和汞灯 这两种灯原理都是采用高压气体放电发光。虽然发光效率最高，但其现色性极差。一般用在公路照明或工厂辅助照明中，而不用在广告照明中。
（4）普通日光灯 这种灯主要采用低压气体放电发光。由于其采用的荧光粉是混合的，因此可以在整个可见光波段内提供足够的辐射能。并可以根据荧光粉的比例来生产各种颜色的灯。其色温主要有：3000K、4000～5000K和6500～7400K。冷白型日光灯十分接近晴天的平均日光，由于其寿命长、发光效率高、现色性好，因此成为优良的室内外照明光源。现代广告中的大量灯箱广告主要采用电子启动的日光灯。
（5）高压氖灯 高压氖灯受激发光的物质是惰性气体氖原子，它发出的光是最理想的日光型白光（色温6250K）。为了能承受高压高温，氖灯的玻璃壳是用很厚的石英玻璃作成的。但高压氖灯的电极间距很小，仅有几个毫十。光呈冷白色，是理想的模拟平均日光的施照体。最色性极好，不但可用于要求显色性高的室外照明，又可用作放映彩色影片的光源，也是现代色彩测定用的标准光源之一。
（6）霓虹灯 严格地讲，霓虹灯不应该是一种照明光源。它是利用惰性气体发光，但其发光的色饱和度最高，因此色彩艳丽，非常适合夜晚的户外广告造型。夜晚的城市中，霓虹灯是最绚烂的主角。
◆ 色温
色温即光源色品质量的表征。光源的色品质量，也就是说要了解一个光源的光的色相倾向和色饱和程度。在技术上，我们用色温（K）来表示光源的色品质。对于色温与光源的色品质，可以有这样认为，色温越高，光越偏冷，色温越低，光越偏暖。国际照明协会制定了三种供色彩测定用的标准光源：CIEILL A、CIEILL B、CIEILL C（具体内容参照相关资料）。标准中，D65色温为6500K，这种光源的辐射能分布与典型的平均日光十分相似，故应用最广。因日光随气候和时间而异，其光源色温在5500～7500K间变化。许多显示器都提供了色温选择，一股有5600K、6500K、9300K。许多人习惯选择9300K或6500K的色温。
等能光源E是一种理想的辐射能分布完全均匀的光源的相关色温只有5400K，相当于直射阳光，故仍是一种偏暖的白光。根据人眼的色知觉判断，理想的白是偏冷的，即为色温较高的白光。索尼显示器的白色偏冷，因此感觉其色彩非常艳丽，适合人眼的特点。荧光增白剂的作用是通过在涂料里加少量的蓝颜料，来增强冷和白的感觉。下面是标准光源和日光的相关参数。
■ 标准D65 6500K
■ 直射阳光 5330K
■ 阴天天光 6500K
■ 45°仰角北天空 10000K
■ 等能光源E 5400K
色彩与视觉
◆ 颜色感觉要素
一个物体在视觉上引起的颜色感觉是由以下三种因素决定的：
（l）物体表面将照射光线反射到主间的性质，这种性质决定于物体表面的化学结构与组成、表面物理与表面几何特性。
（2）照明光源的性质，即光源的波长构成特性一光能在相关视觉波段范围内的能量分布，从光源的色品质量而言，也就是它的色温。
（3）眼睛的感色能力，主要决定于视网膜上的视神经系统的光线感受能力和处理与传送光刺激的能力。
◆ 色彩视觉的三要素
1.色相 色相是色彩的一种最基本的感觉属性，这种属性可以使我们将光谱上的不同部分区别开来。即按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色感觉采区分色谱段。缺失了这种视觉属性使无所谓色彩了 就像全色盲人的世界那样、根据有无色相属性，可以将外界引起的色感觉分成两大体系：有彩色系与非彩色系。
（l）有彩色系 即具有色相同性的色觉。有彩色系才具有色相、饱和度和明度三个量度。
（2）非彩色系 即不具备色相属性的色觉。非彩色系只有明度一种量度，其饱和度等于零。
2.饱和度 饱和度是那种使我们对有色相属性的视觉在色彩鲜艳程度上做出评判的视觉属性。有彩色系的色彩，其鲜艳程度与饱和度成正比，根据人们使用色素物质的经验．色素浓度愈高，颜色愈浓艳，饱和度也愈高。描述饱和度感觉的程度词是浓、淡、深、浅。非彩色系是饱和度等于零的状态，正如同我们在彩色显示器上将色彩逐渐调淡，到最后便成了黑白画面一样。
生理学的研究表明，人的眼睛对色彩的饱和度感觉也不一样。眼睛对红色的光刺激强烈，对绿色的光刺激最弱，饱和度低。因此，中国满大街小巷里跑的红色出租车．从视觉科学来讲，其实是一种视觉污染，没有人喜欢长时间盯着红色的出租车，这么多的红色会引起人的烦躁不安的情绪。而司机之所以选择红色的理由无非有两条，一是红包车价格便宜（红色染料易得到），另一个理由即是所谓中国人喜欢红色的吉利。其实真是一种以讹传讹的误解，毫无科学道理。
3.明度 明度是那种可以使我们区分出明暗层次的非彩色觉的视觉属性。这种明暗层次决定于亮度的强弱 即光刺激能量水平的高低。请注意：不要对这一定义产生误解，即并非有彩色系便没有明度属性，只是强调明度这一视觉属性是排开色相属性，只涉及明暗层次的感觉，就像用黑白全色胶卷拍照片，只记录明暗层次而不记录色相那样。根据明度感觉的强弱，从最明亮到最暗可以分成三段水平：白-高明度端的非彩色觉；黑-低明度端的非彩色宽；灰-介于白与黑之间的中间层次明度感觉。绘画中的素描和不着色的雕塑就是利用这种明度层次来表现艺术主题的。
科学研究发现，我们眼睛的明暗层次感随光线变暗而急剧变得迟钝起来。当光线弱时，我们不太能分得清明暗层次．同样在强光下，眼睛对明暗层次也会变得迟钝。研究也发现，人眼睛在555nm的黄绿色段上视觉最敏感．因此，从打动知觉能力的强弱角度看．略带黄绿色光最醒目。人们还发现．人眼的光谱敏感度也是与亮度水平有依赖关系的在低亮度水平下这条光谱机敏度曲线将会向短波方向平移．使人眼对短波系列的色彩变得相对地更为敏感起来。这使得拂晓之前和日暮之后，室外景色变得幽蓝，蓝紫色的花草或物体变得醒目起来．夜色总是一派乌蓝景象便是这个道理。这为我们设计户外广告提供了科学的参考依据，可以根据各个地方的日照特点和不同的环境，设计选择醒目的色彩基调，同时根据广告的面积和高度选择合适的光照强度。
◆ 视觉适应效果
视觉适应主要包括距离适应、明暗适应和色彩适应三个方面。
l.距离适应 人的眼睛能够识别一定区域内的形体与色彩．这主要是基于视觉生理机制具有调整远近距离的适应功能。眼睛构造中的水晶体相当于照相机中的透镜，可以起到调节焦距的作用。由于水晶体能够自动改变厚度，才能使映像准确地投射到视网膜上。这样，人可以藉水晶体形状的改变来调节焦距，从而可以观察远处和近处的物体。
2.明暗适应 这是日常生活中常有的视觉状态。例如，从黑暗的屋子突然来到阳光下时，人的眼前会充满白花花的感觉，稍后才能适应周围的景物，这一由暗到明的视觉过程称为“明适应”。如果暗房亮着的灯光突然熄灭，眼前会呈现黑黝黝的一片，过一段时间视觉才能够调整到对这种暗环境的适应上，并随之逐渐看清室内物体和轮廓，这是视觉的“暗适应”。视觉的明暗适应能力在时间上是有较大差别的。通常，暗适应的过程约为5～10min, 而明适应仅需0.2s。人眼这种独特的视觉功能，主要通过类似于照相机光圈的器官——虹膜对瞳孔大小的控制来调节进入眼球的光量，以适应外部明暗的变化。光线弱时，瞳孔扩大；而光线强时，瞳孔则缩小。因而在任何光亮度下，人们都能较容易地分形辨色。
3.颜色适应 这里有个有趣的故事。法国国旗为红白蓝三色，当时在设计时，该旗帜的最初色彩搭配方案，为完全符合物理真实的三条等距色带，可是这种色彩构成的效果，总使人感到三色间的比例不够统一，即白色显宽，红色居中，蓝色显窄。后来在有关色彩专家的建议下。把一者面积比例调整为红：自：蓝= 33：30：37的搭配关系。至此，国旗显示出符合视觉生理等距离感的特殊色彩效果 并给人以庄重神圣的感受、这说明光的颜色会使人的眼睛产生形状大小的错觉。
受色光影响而发生视错的现象还有著名的柏金赫现象。据国外科研机构测定，红色在680nm波长时，其在白色光照中的明度要比蓝色为480nm波长时的明度高出近10倍。而在夜晚，蓝色明度则要比红色的明度强出近16倍。对视觉来说，白天，光谱上波长长的红光其色感显得鲜艳明亮，而波长短的蓝光则显得相对平淡逊色。但到了夜晚，当光谱上波长短的蓝光色感显得迷人惹眼时，而波长长的红光色感则显得惨淡虚弱。换句话说，随着光亮条件的变化，人眼的适应状态也在不断地被匡正与调整，对光谱色的视感也与之同步转换。由于这一现象是1852年捷克医学专家柏金赫在迥异光亮条件下的书屋观察相同一幅油画作品时，偶然发现并率先提出的，故此而得名。研究柏金赫视错的现实意义，就是引导色彩应用者在今后的艺术设计活动中，要注意扬长避短地组合好特定光亮氛围中的色彩搭配关系，从而尽量避免尴尬色彩现象的出现。如在创作一幅用于悬挂在较暗室内环境中的磨漆画时，在色彩构成万面，不宜配置弱光中反射效果极差的红、橙等暖润色，否则不仅起不到任何装饰效用，反而会使墙面显得更加沉闷。但是如果画面选用少许光亮便能熠熠生辉的蓝、绿等冷调色搭配，就会使整个作品充满美丽诱人的意趣。这对于幽静的环境而言，无疑是一种恰到好处的烘托与渲染。
