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电影色彩原理
2025-10-02 04:38:02 责编:小OO
文档
电影的拍摄和放映利用了什么视觉原理 

看电影时,我们都觉得银幕上的人或物的一系列活动与真实生活中的活动没有差异,为什么会有如此逼真的感觉呢? 

首先,了解一下电影的拍摄和放映过程。拍摄镜头有一个间歇装置,每秒停放各24次。停时快门打开曝光把场景摄入胶片;放时快门关上胶片转动,一个连续5秒的运动,摄影机要拍120次,胶片上有120个画面。依动作顺序,任何两张邻近的画面动作上都有细微的差别,这些胶片的拷贝在放映时,每秒也开闭24次,拷贝上的画面每秒钟在银幕上亮相24次。放映机开时,银幕上出现画面,放映机闭时,银幕上就是暗的,这样一个小时的电影,银幕上暗的时间接近半个小时。然而,没有一个人感觉到明暗的交替,我们所看到的是连续展现的画面,这是为什么呢? 

人们的知一种似动现象。如果在银幕上放映一条竖光带,间隔一会儿再闪现一条横光带,这两条光带形成一个90°的角,随着两条光带先后呈现的时间间隔的不同,人的知觉结果也不同。间隔大于1/5秒,人们看到两条相续出现的光条;而间隔小于1/30秒,人们就会觉得两条光同时连续地亮。当间隔在1/15秒时,我们会把它们看成是一条白光在一个直觉范围内作往返运动。这就是“似动现象”,也就是说把本来不动的东西,知觉为运动的了,电影摄制和放映时每秒钟24次间隔,就使静止的画面产生了动感。 

色彩视觉理论(Theory of Color Vision)是基于人眼视觉系统对色彩辨识机制所发展出来的,其目的在于希望藉由此等色彩视觉理论来解释或协助研究人员了解并掌握肉眼视觉与色彩产生的现象及关系。经过多年的研究,在色彩视觉理论上可以归纳为下列三种理论:

  

    1. 视觉色彩三原色理论(Three-component or Trichromatic Theory) 

  

    2. 对立色色彩理论(Opponent-colors Theory)

  

    3. 阶段视觉色彩理论(Zone Theory of Color Vision)

  

  有关“视觉色彩三原色理论”是最早被提出的学说,也一直在色彩科学上居于主导的地位;其后“对立色色彩理论”才被提出,这项理论是除了视觉色彩三原色理论外的另外一个重要的学说,亦受到色彩科学界所重视;虽然这二种色彩视觉学说都可以解释大部分的视觉色彩现象,但也有最近几年有“阶段视觉色彩理论”的提出,并且为大家所接受,而此——学说是综合“视觉色彩三原色理论”和“对立色色彩理论”的基本概念,加以统合并相互补充配合而成。至于此三种色彩视觉理论的详细内容,将陆续在色彩技术专文中来加以解说,在本文中将首先来探讨“视觉色彩三原色理论”。

  

    在1802年时,英国Tomas Young发现利用红、绿、蓝三种色光混合,可以产生各种色彩,于是发表并提出了色彩三原色理论;而在1861年英国Maxwell利用三原色光的混合法,制作了第一张彩色照片;此一理论到了19世纪末,12年德国Helmholtz则加以验证并阐述其学说,因此将视觉色彩三原色理论又称为“Young-helmholtz色彩三原色理论”。

  

  其学说认为在人类的视网膜上的三种视觉细胞,名自与脑皮层中的三种不同的神经细胞相连,每种细胞的刺激都会引起一种原色感觉?分别为红、绿、蓝三种色彩的感觉,此一论点在上一期文章中有详细资料说明,读者应该有些印象。

   当光线照射物全所反射(或透射)的光进入人眼视觉系统后,会同时引起三种不同细胞的刺激,而光的波长特性,使得三种细胞各自总合刺激的强弱比例不同,产生各种不同色彩的感觉。此一理论是由英国的Tomas Young所提出的。

   由于发生某一种色彩感觉时,三种细胞中会有某一种感光细胞的刺激最为强烈,但另外两种细胞也会多少产生刺激,也就是说三种细胞均会受到刺激,所以对于每一种色彩都会有白光成份,亦即有明度感觉。而亮度的感觉则为三种细胞各自提供的亮度感觉总和。

  

  后来,德国helmholtz补充Tomas Young的理论,认为光谱的不同部分能引起三种不同细胞不同强弱比例的刺激,在混合色光所见的色彩是三种不同细胞的刺激结果,而此一论点的提出,对于眼睛可以看到红、绿、蓝三种色彩以外的单色光就得到更合理的解释。总而言之,眼睛所看到的任何色彩都是光刺激三种视觉细胞后总合刺激的结果。

  

    Young-Helmholtz色彩三原色理论最大的优点是可以充分解释说明各种色彩的混合现象,解决色彩再现问题,如彩色电影、彩色电视的色彩复制都是根据此一理论基础所发展的;而其所提出的三种感光细胞的假设,在实验结果也得到了证明,奠定光谱三刺激值的基本概念,此一学说更可以说是现代“色度学” 发展的根源。

  

   但是此一色彩视觉理论的缺点是不能满意的解释色盲(Color Blindness)现象。就色盲(Color Blindness)现象而言,Helmholtz认为色盲是因为缺乏某一种(单色盲)或某二种,甚至三种(全色盲)锥状细胞所造成,所以按照其理论,红色盲、绿色盲和蓝色盲是可以单独存在的,但是事实上所有红色盲的人几乎同时也是绿色盲者,也就是说红色盲的人一般都不能分辨红色和绿色,称为红-绿色盲;

  

    同时根据其理论推断,红-绿色盲者应该不会有黄色感觉——因为红-绿色盲是缺乏红色和绿色锥状细胞的,而黄色色彩感觉是由红色和绿色锥状细胞感应形成,但是事实上红-绿色盲者一样有黄色感觉;另外依据其学理,三种感光细胞同时作用才会有中性色——白色或灰色感觉,色盲者至少缺乏其中一种锥状细胞,应该不会有中性色?白色或灰色感觉,然而即使是全色盲的人一样有明度或白色的感觉。

  所以就“视觉色彩三原色理论”而言是有其矛盾之处及其无法解释之现象,因此就有另一学派的色彩视觉理论产生——Hering之“对立色色彩理论”。至于“对立色色彩理论”将留待下一期的专文中再来加以探讨与说明色彩对于事物的表现能力有着其他形式无法比拟的超强效果。在我们生活里,色彩无所不在,它是构成我们生活环境的重要组成部分。可以说我们对每一件事物的认知,都是从色彩与形状开始的。我们也在用色彩创造丰富的视觉空间,用色彩的语言与社会进行沟通。日常生活中,人们对颜色的反应都是有一定的规律。为此人们把每种颜色都赋予了特殊的感情意义。     色彩构成(Interaction of Color),即色彩的相互作用,是从人对色彩的知觉和心理效果出发,用科学分析的方法,把复杂的色彩现象还原为基本要素,利用色彩在空间、量与质上的可变幻性,按照一定的规律去组合各构成之间的相互关系,再创造出新的色彩效果的过程。色彩构成是艺术设计的基础理论之一,它与平面构成及立体构成有着不可分割的关系,色彩不能脱离形体、空间、位置、面积、肌理等而存在。作为一个网页设计师,只有掌握色彩构成原理,熟知各色彩的相互关系及各种色彩的生理或心理作用,结合自己所具备的平面构成知识,在网页设计中正确用色,才能实现传达特定信息和渲染页面的效果的目的。

1、色彩的性质

A、光与色彩

色彩是由光的刺激而产生的一种视觉效应。光好似产生色的原因,色是光感觉的结果。

光在物理学上是电磁波的一部分,其波长自700~400nm,在此范围称为可视光线。当把光线引入三棱镜时,光线被分离为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,因而得出的自然光是七色光的混合。这种现象称作光的分解或光谱,七色光谱的颜色分布是按光的波长排列的。

B、物体色

物体本身不会发光的,之所以能看到它,是因为光源色经物体表面的吸收、反射,反映到视觉中的光色感觉。

物体在自然光照下,只反射其中一种波长的光,而其它波长的光全部吸收,这个物体则呈现反射光的颜色。如果某一物体反射所有色光,那么我们便感觉这个物体是白色的;如果把七色光全部吸收,那么就呈现一种黑色;实际上,现实生活中的颜色是极其丰富的,各种物体不可能单纯反射一种波长的光,它只能对某一种波长的光反射得多,而对其它波长的光按不同比例反射得少,因此,物体的颜色不可能是一种绝对标准的色彩,而只能是倾向某一种颜色,同时又具有其它色光的成分。所以说物体的色彩是受光源的色彩和该物体的选择吸收与反射能力所决定的。

3、彩的混合

色彩有两个原色系统:色光的三原色、色素的三原色。色彩有三种混合方式:正混合、负混合、中性混合。

A、原色

不能用其它色混合面成的色彩叫原色。用原色却可以混出其它色彩。

原色有两个系统,一种是色光方面的,即光的三原色,另一种是色素方面的即色素三原色。

色光的三原色:红光(Red)、绿光(Green)、蓝光(Blue)。

色素的三原色:品红(Magenta)、黄色(Yellow)、青色(Cyan)。

B、色彩的正混合

正混合指色光的混合。将太阳光线引入三棱镜时,光线被分离为红、橙、黄、绿、青、

蓝、紫的光谱。同样,我们可以在实验室里把单色光混合成其它色光,得出台下实验结果:红光+绿光+蓝紫光=白光

红+绿=黄光

红光+蓝紫光=紫红光

可以看出色光的混合特征,两色或多色光相混,混出的新色光,明度增高,明度是参加混合各色光明度之和。参混合的色光越多,混出的新色的明度就越高,如果把各种色光全部混合在一起则成为极强白色光。所以把这种混合叫正混合或加法混合。

在色环上,相混合的两色光在色相环上的距离较近,中等,较远相混,形成的新色光均为相两色光的中间色光。相距近混了的新色光纯度高,相距远混出的新色光纯度低,相距最远的补色光相混,混出的光为白光,其纯度消失。混出新色光的明度为参加相混色光明度之和。

电脑显示器的色彩是通过荧光屏的磷光片发出的色光通过正混合叠加出来的,它能够显示出百万种色彩,其三原色是红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue),所以称之为RGB模式。

C、色彩的负混合

负混合指色素的混合,色素的混合,色素的混合是明度降低的减光现象,所以叫负混合或减法混合。颜料、染料、涂料等色素的性质与光谱上的单色光不同,是属于物体色的复色光,色料的显色是把白光中的色光经部分选择与吸收的结果,所反射的和所吸收的色混合的结果,而是吸收部分相混合所增加的减光现象。

在色环上相混合的两色距离近,距离中等,距离较远的色相混,混合的结果均为相混两色的中间色。两色相距较近时,混出的色纯度降低得少;两色相距远时,混出的色纯度降低得多。若两色为相距最远的互补色时,混出的新色纯度消失,明度降低为黑灰色。

因此要混合出纯度较高的新色彩,一定要选择在色环上距离较近的色,如用黄绿和蓝绿混出的绿色,一定比用黄色和蓝混出的绿色的纯度高。由于各色料的本质的不同及混合时分量的误差都会影响混色的结果。还有些色彩是无法用其它色彩混合出来的。

在理论上,将品红(Magenta)、黄色(Yellow)、青色(Cyan)三种色素均匀混合时,三种色光将全部吸收,产生黑色,但在实际操作中,因色料含有杂质而形成棕褐色,所以加入了黑色颜料(Black),从而形成CMYK色彩模式。这是电脑平面设计的专用色彩模式,在印前处理中有着最重要的作用,是四色印刷的基础。

D、色彩的中性混合

中性混合包括回旋板的混合方法(平均混合)与空间混合(井置混合)。

(1)回旋板的混色

回旋板的混色是属于颜料的反射现象。如把红色和蓝色按一定的比例涂在回旋板上,以每秒40-50次以上的速度旋转则显出红紫灰色。可是如果我们把红和蓝两色光用加法混合则成为淡紫红色光,明度提高。把红和蓝颜料用减法混合,则成为暗紫红色,明度降低。通过以上不同方法的混合对比,发现用回旋板的方法混合出的色彩其明度基本为参加混合色彩明度的平均值,所以把这种混合方法叫中性混合。回旋板的中性混合实际是视网膜上的混合。正如上面举的例子,由于红、蓝两色经回旋板快速旋转使红、蓝二色反复刺激视网膜同——部位,红、蓝,红、蓝,交替而连续不断,因此在视网膜上发生红、蓝两色光混合而产生红紫灰色的感觉。

(2)空间混合(并置混合)

由于空间距离和视觉生理的,眼睛辨别不出过小或过远物象的细节,把各不同色块廓受成一个新的色彩,这种现象称为空间混合或井置混合。

如果我们把红、蓝色点(或块)井置的画面经过一定的距离,我们发现红色与蓝色变成了一个灰紫色。同样,胶版印刷只用品红、黄、蓝三色网点和黑色网点便可印出各种丰富多彩的画面,除重叠部分的网点产生减色混合外都是色点的并置混合,这种井置混合叫近距离空间混合.空间混合的距离是由参加混合色点(或块)面积的大小决定的,点或块的面积越大形成空间混合的距离越远。回旋板的混合和井置混合实际上都是视网膜上的混合。

这两种混合均为中性混合,混合出新色彩的明度基本等于参加混合色彩明度的平均值。

4、色彩的三要素与色立体

A、色彩的三要素

我们所看到的色彩世界,干差万别,几乎没有相同的,只要我们注意就能辨别出许多不同的色彩。即任何一个色彩都有它特定的明度,色相和纯度。所以我们把明度、色相、纯度称为色彩的三要素。

1.明度

明度指色彩的明暗程度。明度是全部色彩都具有的属性,明度关系是搭配色彩的基础。明度最适于表现物体的立体腾与空间感。白颜料属于反射率相当高的物体,在其它颜料中混入白色,可以提高混合色的反射率,也就是说提高了混合色的明度.混入白色越多,明度提高的越高。相反,黑颜料属于反射率极低的物体,在其它颜料中混入黑色越多,明度降低越多。

黑—自之间可形成许多明度阶梯,人的最大明度层次判别能力可达200个台阶左右。普通实用的明度标准大都定在9级左右,如孟塞尔把明度定为黑白在内为11级,黑白之间为九组不同程度的灰。而有彩色的明度是根据相对应的灰的明度等级标准而定的.

黑、白、灰之间可构成明度序列。任何一个有彩色加白或加黑都可构成该色以明度为主的序列,红、橙、黄、绿、蓝、紫各纯色按明度关系排列起来可构成色相的明度秩序。

色彩的三要素与色立体

A、色彩的三要素

我们所看到的色彩世界,干差万别,几乎没有相同的,只要我们注意就能辨别出许多不同的色彩。即任何一个色彩都有它特定的明度,色相和纯度。所以我们把明度、色相、纯度称为色彩的三要素。

1.明度

明度指色彩的明暗程度。明度是全部色彩都具有的属性,明度关系是搭配色彩的基础。明度最适于表现物体的立体腾与空间感。白颜料属于反射率相当高的物体,在其它颜料中混入白色,可以提高混合色的反射率,也就是说提高了混合色的明度.混入白色越多,明度提高的越高。相反,黑颜料属于反射率极低的物体,在其它颜料中混入黑色越多,明度降低越多。

黑—自之间可形成许多明度阶梯,人的最大明度层次判别能力可达200个台阶左右。普通实用的明度标准大都定在9级左右,如孟塞尔把明度定为黑白在内为11级,黑白之间为九组不同程度的灰。而有彩色的明度是根据相对应的灰的明度等级标准而定的.

黑、白、灰之间可构成明度序列。任何一个有彩色加白或加黑都可构成该色以明度为主的序列,红、橙、黄、绿、蓝、紫各纯色按明度关系排列起来可构成色相的明度秩序。

2.色相

色相指色彩的相貌,是区别色彩种类的名称。是根据该色光披长划分的,只要色彩的波长相同,色相就相同,波长不同才产生色相的差别。红、橙、黄、绿、蓝、紫等每个宇都代表一类具体的色相,它们之间的差别就属于色相差别。

如果红色加白色混出明度、纯度不同的几个粉红色:把红色加黑混出几个明度、纯度不同的暗红色。把红色加灰色混出几个纯度不同的灰红色。它们之间的差别就不是色相的差别,只能是同一色相,即红色相。色相的种类很多,可以识别的色相可达160个左右。如孟塞尔的100色的色相环。色相可构成高纯度、中纯度、低纯度、高明度、低明度、中明度的全色相环,及1/3、1/2、3/4色相环等以色相为主的序列。这些都是美感很高的色相秩序。

3.纯度

纯度是指色彩的纯净程度。可见光辐射,有波长相当单一的,有波长相当混杂的,也有处在两者之间的,黑、白、灰等无彩色就是波长最为混杂,纯度、色相感消失造成的。

光谱中红、橙、黄、绿、蓝、紫等色光都是最纯的高纯度的色光。

颜料中的红色是纯度最高的色相。橙,黄,紫等色在颜料中是纯度高的色相,蓝绿色

在颜料中是纯度最低的色相。眼睛在正常光线下对红色光波膊觉敏锐,因此红色的纯度显得特别高。对绿色光波感觉相对迟钝,因此绿色相的纯度就显得低。

任何一个色彩加白、加黑、加灰都会降低它的纯度。混入的黑、白、灰.补色越多纯度降低的也越多。纯度只能是一定色相感的纯度,凡是有纯度的色彩必然有相应的色相感.因此有纯度的色彩都称为有彩色。

4.明度、色相、纯度三要素的关系

任何色彩(色相)在纯度最高时都有特定的明度,假如明度变了纯度就会下降。高纯度的色相加白或加黑,降低了该色相的纯度,同时也提高或降低了该色相的明度。高纯度的色相加与之不同明度的灰色,降低了该色相的纯度,同时使明度向该灰色的明度靠拢。高纯度的色相如果与同明度的灰色混合,可构成同色相同明度不同纯度的序列。

B、色立体

1.色立体的概念

把不同明度的黑、白、灰按上白、下黑中间为不同明度的灰,等差秩序排列起来,可以构成明度序列;把不同色相的高纯度色彩按红、橙、黄、绿、蓝、紫、紫红等差环起来构成色相环;把每个色相中不同纯度的色彩,外面为纯色向内纯度降低,按等差纯度排列起来,可得各色相的纯度序列:以五彩色黑、白、灰明度序列为中轴,以色相环,环列于中轴,以纯色与中轴构成纯度序列,这种把千百个色彩依明度、色相、纯度三种关系组织在一起,构成一个立体,这就是色立体。

2.孟喜尔色立体

孟塞尔立体是由美国教育家、色彩学家、美术家孟塞尔创立的色彩表示法。他的表示法是以色彩的三要素为基础。色相称为Hue,简写为H,明度叫作Value,简写为v,纯度为Chroma,简称为C。色相环是以红(R)、黄(Y)、绿(G)、蓝(B)、紫(P)心理五原色为基础,再加上它们的中间色相:橙(YR)、黄绿(GY)、蓝绿(DG)、蓝紫(PB)、红紫(RP)成为10色相,排列顺序为顺时针。再把每一个色相详细分为10等分,以各色相第5号为各色相代表,色相总数为一百。如:5R为红,5YB为橙,5Y为黄等。每种摹本色取2.5,5,7.5,10等4个色相,共计40个色相,在色相环上相对的两色相为互补关系。

孟塞尔色立体,中心轴为黑、白、灰共分为11个等级,最高明度为10,表示白,最低明度为0,表示黑。1-9为灰色系列,V=10表示扩散反射率为100%,即色光做全部反射时的白;V=0则表示全部吸收。事实上这两种情况不可能存在,只是理想中的。

有彩色的明度与相应的中心轴一致,因此如将色立体做水平断面,其各色彩(不管色相与纯度)明度均相同。纯度垂直于中心轴,黑、白、灰的中轴纯度为0,离中心轴越远纯度越高,最远为各色相的纯色。同一色相面的上下垂直线所穿过的色块为同纯度,以无彩轴为圆心的同心圆所穿过的不同色相也是同纯度。

3.奥斯特瓦德色立体

是由德国科学家,伟大的色彩学家奥斯特瓦德创造的。

他的色彩研究涉及的范围极广,创造的色彩体系不需要很复杂的光学测定,就能够把所指定的色彩符号化,为美术家的实际应用提供了工具。

奥斯特瓦德色立体的色相环,是以赫林的生理四原色黄(Yellow)、蓝(Ultramarine-blue)、红(Red)、绿(Sea-green)为摹础,将四色分别放在圆周的四个等分点上,成为两组补色对。然后再在两色中间依次增加橙(Orange)、蓝绿(Turquoise)、紫(Purple)、黄绿(Leaf-green)四色相,总共8色相,然后每一色相再分为三色相,成为24色相的色相环。

色相顺序顺时针为黄、橙、红、紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿。取色相环上相对的两色在回旋板上回旋成为灰色,所以相对的两色为互补色。并把24色相的同色相三角形按色环的顺序排列成为一个复圆锥体,就是奥斯特瓦德色立体。如图所示。

4.色立体的用途

(1)色立体为我们提供了几乎全部的色彩体系,可以帮助我们开拓新的色彩思路。

(2)由于色立体是严格地按照色相,明度,纯度的科学关系组织起来的,所以它提示着科学的色彩对比,调和规律。

(3)建立一个标淮化的色立体,对色彩的使用和管理会带来很大的方便,可以使色彩的标准统一起来。

(4)根据色立体可以任意改变一幅绘画,设计作品的色调,并能保留原作品的某些关系,取得更理想的效果。

总之:色立体能使我们更好地掌握色彩的科学性、多样性,使复杂的色彩关系在头脑中形成立体的概念,为更全面地应用色彩,搭配色彩提供根据。下载本文

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