浅析奥斯特瓦德色立体

张亚南

摘要：色彩的使用伴随着人类的存在而存在，从原始社会的着色于身到着色于物，色彩最初的使用可以说不是为了审美，而是为了生存和纪律。随着社会的不断进步和发展，人们产生审美，色彩又发挥了美学价值。在年代的变迁和朝代的演变中，色彩的传递一直都是依赖于语言描述，口语表述法和一个民族一个地区的文化传统有着不可分割的联系，但是也存在了一定的局限性，为了更好地表达一个颜色达到精准性，各国的物理学家、化学家等都研制表达出了不同色色立体，在此主要对于奥斯特瓦德色立体进行分析。

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一、色彩表达系统发展

从远古时代开始我们学会运用色彩，在城一夫的《色彩史话》里谈到过人类对色彩的认识几乎是随着人类的文明开始而开始的。最初我们只是利用“口语表述法”，尤其是在我国口述表达法十分丰富像是大红、月白、胭脂、石青、靛蓝等上百种名称，尤其是在民间这种色彩表达体系广为流传，甚至是现在一些发达国家也仍然存在。但是对于技术层面来说，口语表述法存在很大的差异性，同一种色彩名称在不同地区所染制出来的颜色有一定差别。比如在我国古代的宫廷和民间所说的“石青”，宫廷染制颜色较蓝味重一些，民间染制出来的则是偏一些紫色的味道。这是口语表述法的一个缺陷。一直到13世纪，许多科学家、化学家、艺术家或是技术部门，试图把颜色按照一定的规律组织起来，使他们形成一种有规律可循又可用数字长距离传递的、科学的表示方法，以取代口语表示。这一想法的提出和需求对于颜色体系的研究经过了一个漫长的过程。17世纪物理学家、化学家开始从各方面着手做，设立一个色立体来方便生产、沟通和交流。一直到19世纪颜色体系研究达到了一个高潮，出现了各种各样的色立体，但是都存在不科学的缺陷性。20世纪美国教育学家、心理学孟塞尔（Munsell）以色彩三要素为基础并结合色彩视觉心理因素制定完成了孟塞尔色立体，这也是颜色体系较科学的首例，在现在仍然被科学界、企业界以及艺术界使用，尤其是在美国。在孟塞尔色立体的基础上出现了同是用物理表色的奥斯特瓦德（Ostwald，1853-1932）色立体，这也将是笔者进行研究的色彩体系。之后出现了光源色表达法的C.I.E，随着科技的不断进步，出现孟塞尔新标系统与C.I.E，欧洲的NCS（natural color system）以及普遍使用的Pantone色卡。在近代两百年的色彩体系研究成果中，凡是能够形成色立体体系的，像是1772年拉伯特（Lambert）金字塔形色立体（如图一），1810年荣给（P.O.Runge）球形色立体（如图二），1876年毕佐德（W.V.Bezold）圆锥形色立体（如图三），1897年鲁德（O.Rood）双重圆锥形色立体（如图四），1897年赫夫拉（A.Hofler）双重金字塔形色立体（如图五），1905年孟塞尔（A.H.Munsell）色立体（如图六），1916年奥斯特瓦德（W.Ostwald）双重圆锥型色立体（如图七），1955年DIN滚色色立体（如图八），日本P.C.C.S色立体（如图九）。

通过观察这些色立体我们可以发现一些共同点：1、明度值，中心轴的上端都是理想的白度，下端为理想的黑度，中间分布了灰度轴2、所有颜色都包括在了色立体里面3、距离明度轴垂直距离越长其纯度越高，垂直距离短则反之。在不同色立体里面对于颜色的特性则表示方法不一样。

二、奥斯特瓦德（W.Ostwald）色立体分析

奥斯特瓦德色立体我们简称奥氏色立体，是由德国化学家、诺贝尔奖获得者奥斯特瓦德从物理学科的角度创立而成的色彩体系。比起之前的色立体，奥氏色立体最突出的优点是所有颜色不需要复杂的光学测定，就可以把颜色符号化（数字化）。这一项表达的突破对于美术家来说具有实际意义。笔者将从以下几个方面对奥氏色立体进行分析。

1、颜色构成

奥氏色立体的构成是由理想中的纯黑（Black，可以吸收所有颜色，简写成B），理想中的纯白（White，可以反射所有颜色，简写成W）和最鲜艳的纯色（Full colour，简写成C）组成。奥斯特瓦德色立体中的截面我们看成一个色圆环，而这个色圆环是建立在赫林四色学说基础之上的，将红、黄、绿、蓝四个颜色放在圆环的四等分线上，在两条交叉的直线上形成了两对补色，绕圆环一周在每两个相邻的色彩中依次加入了橙色、黄绿色、蓝绿色以及紫色，得到一个8色圆环，奥斯特瓦德在每一个颜色左右各加一色，形成了24色圆环，并取中间的颜色为正色，如图十中，1，2，3为黄色，里面的2Y是正黄色，依次类推，50是正橙色，这就形成了一个24色相的圆环。

2、色立体结构

整个色立体和其他的色立体一样中心都是一个明度轴，轴的最上方（北极端）是一个理想纯白状态，最下方（南极端）是一个理想的纯黑状态，中间共8个阶段的仄度，加上黑和白，一共十个明度级，这十个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个字母各自代表了不同的含量，图十一所示。现在我们称中间的明度轴为中心轴，在中心轴中心点引出一条垂线，垂线的顶点是理想纯色（C点），由C点向W、B点连线形成了一个正三角形，如图十二，三角形绕明度轴一周形成了奥氏色立体，如图十三。

联系上面的24色圆环，（理解为色立体的截面）每一个色相有一个色三角面，这也就是说奥氏色立体是由24个等色面即12个菱形补色群组成。

3、色彩计算方法（颜色信息的传递）

在奥氏色立体中每一个颜色的计算公式：

白色量+黑色量+纯色量=100

即W+B+C=100

通过计算公式可以了解到，在奥氏色立体中每一个颜色的表示是用色相号和白色含量和黑色含量来表示的。如8ng，在色相圆环里8n是2R，结合图十一得出n表示了白色的含量是0.0562（精确到小数点后4位），g表示黑色的含量是0.7761。利用公式我们可以很快得到彩度的数值。endprint

4、奥氏色立体的应用

由于奥氏色立体的构成，含黑量、含白量和彩度的特殊分布，在色立体的截面（色三角）的分布上存在一些规律性（图十四所示）

1）由W、C所在的连线上（以及和它平行的线上），每一个颜色的含黑量是相同的，比如最外层的含黑量都是a；越靠近BL点含黑量越多，相反越少；

2）由BL、C所在的连线上（以及和它平行的线上），每一个颜色的含白量是相同的，比如在最外层的含白量都为p；越靠近W点含白量越多，相反越少；

3）在W、BL所在的连线上（以及和它平行的线上），每一个颜色的含彩量是相同的，比如在内侧的线上含彩量都是0；越靠近C点含彩量越多，相反越少。

奥斯特瓦德作为奥氏色立体的发明者，并且也是把色彩量化的第一人，同时也是把量化应用到了色彩调和理论的第一人（色彩调和是指配置的色彩达到人心理上的满足、生理上的平衡，使人得到快感的色彩配合），奥斯特瓦德认为

一）无彩色系等间隔的三色可以调和

二）黑和白能与任何颜色进行调和

三）色相不同，明度纯度相同的容易进行调和

四）配色的时候，完全调和不如有局部的对比效果明显。

奥斯特瓦德的这四个理论都可以用奥氏色立体来进行解释说明。在后世很多学者都建立在奥斯特瓦德的理论基础上对于奥氏色立体的色彩调和进行了深入的研究和创新，例如，美国的色彩学家比瑞（Bieem，不详）发表了大量的调和理论。

三、奥氏色立体的优缺点

奥氏色立体的优点首先是色彩量化，每一个色相除纯色外符号都相同，方便了生产者和使用者的记忆和说明，解决了口述描绘色彩不准确的不足。其次，对于一条中轴线上相对的两个颜色为补色对。但是由于当时的科学技术和理论技术的不成熟，奥氏色立体也存在了不足之处，第一点是不同纯色相之间不论明度相差多大都放置在了一个平面上，并且所有C点距离中心明度轴的距离都相等，这也就导致了其他颜色明度和彩度不是很准确。这些缺点也就造就了奥氏色立体在工业产品设计中的应用有一定的局限性。

四、奥氏色立体的发展

对于奥氏色立体的应用的局限性，在奥斯特瓦德去世之后，很多化学家和物理学家以及一些相关机构都开始着手对其色立体进行改良，特别是经过德国照明学会的参与，在第二次世界大战之后完善了新的色表体系，进而形成了德国的工业标准——DIN体系，在1955年正式在德国进行使用，对于工业设计中的色彩应用开始了广泛的使用。

奥氏色立体开创了色彩量化，对于后来的色彩体系产生了重大的影响。瑞典的NCS体系是建立在奥氏色立体的基础上建立的，数字化更加准确，将奥氏色立体中的缺点进行了弥补，现在NCS体系在欧洲很大范围内应用，随着数字信息化表达和全球化，亚洲甚至全球一些制造业都开始使用NCS体系。

NCS是现代生产、设计和交流的沟通桥梁，其发展是建立在奥氏色立体的基础之上，其色立体同样是由中间的明度轴，北极端为白色，南极端为黑色，中间均匀分布无彩色系的仄度，并在赤道上各点分布了各种纯色。NCS的色立体比起奥氏色立体更加准确，尤其是避免了奥氏色立体中各顶点到明度轴距离相同但是含彩量不同的弊端。通过图可以看出，NCS的色相圆环是4基色，一共存在40个标注颜色，并且以10°为进度单位，比起奥氏色立体更加准确，细致。在色三角上和奥氏色三角采用了同样的布局，顶点分别为黑度，彩度和白度，并且一个颜色的白度、黑度和彩度相加为100。

NCS在奥氏的基础上不断完善进步，并且增加了饱和度、明度在色彩三角上的标定和一些配色规律。现在市场上大部分生产商、设计公司都采用其表色方法，更加尤为方便的是NCS公司也可以提供某些商家的定制色，如保时捷红；每一年NCS公司同样会召开新颜色的发布以及颜色的搭配流行趋势等，在色彩市场上占了很大一部分江山。

结语：奥斯特瓦德和奥氏色立体在19世纪的色彩体系中占了很重要的位置，尤其是其颜色符号化的表达，减少了光学测量，对于后世的其他色彩体系的形成奠定了坚实的基础。endprint