（四）孟塞尔(颜色)系统(Munsell System) 

　　从视觉心理学方面来叙述颜色的色相(Hue)（注：Hue一字可译为色相或色调。在油墨制造中Hue与Shade是同义字。但在有些颜色系统中，Shade是指在一个颜色中加入了不同量的黑色或补色而形成的颜色梯级(即形成了各种深浅层次不同的颜色)的情况。）、明(亮)度(Lightness)和饱和度(Saturation)的先驱者，是美术家孟塞尔(AlbertH．Munsell)，他在1905年提出了关于这方面情况的说明。 

　　孟塞尔颜色系统是用颜色立体模型表示表面色的一种方法。它用一个三维空间的类似球体的模型，按照等色觉空间排列，把各种表面色的三种基本特性参数——色相、明度和饱和度通过空间坐标系全部表示出来。在立体模型中的每一个部位各代表一个特定的颜色，并给于一定的标号。目前国际上已广泛采用孟塞尔颜色系统，作为分类和标定表面色的方法。 

　　孟塞尔颜色系统的示意图为颜色立体（Color Solid)图。它的水平剖面即为等明度面，与颜色立体的交线为色相环。垂直于色相环通过颜色立体中心的轴叫灰轴(也叫无彩轴、明度轴)。等明度面上的任意一点至灰轴的径向距离谓之饱和度。径向距离相等，则饱和度相等。 

　　在孟塞尔系统中，包括一个色相环(即颜色立体的水平剖面)，等分它并使其代表10种孟塞尔色相，其中包括五个基本色相，如红(R)、黄(Y)、绿(G)，蓝(B)，紫(P)，以及五个中间色相，如黄－红(YR)、绿－黄(GY)、蓝－绿(BG)、紫－蓝(PB)、红－紫(RP)。为了对色相作更细的划分，每一种色相又分成10个等分，从1到10，所以整个色相环被分成了100等分。在《孟塞尔颜色图册》中，则对每种色相都给出2.6、5、7.5、10四个色相等级(即没有印成10等分)。 

　　孟塞尔颜色立体水平剖面图表示了明度相等的颜色排列情况，也就是说在这个平面上的所有颜色的明度是相等的，只是在色相和饱和度上有区别。 

　　在色相环的中央是一个灰轴(即孟塞尔颜色立体的中央轴－它代表无彩色白黑系列中性色的明度等级)，孟塞尔将这根表示明度系数的轴的范围称作“数值”(Value)——即孟塞尔明度值。他把亮度因数等于102的理想白色定为10；而把亮度因数等于0的理想黑色定为0。这样，孟塞尔明度值共分成由0－10共11个在感觉上等距离的等级，每一明度值等级都对应于在日光下颜色样品的一定亮度因数。可以看出，在实际应用中只用明度值1—9。 

　　从灰轴向外伸，则随半径的增加而颜色的饱和度亦增加，即离开中央轴的水平距离代表饱和度的变化，在孟塞尔系统中称为孟塞尔彩度(Chroma)。彩度表示具有相同明度值的颜色离开中性灰色的程度。彩度也分成许多视觉上相等的等级，灰轴(中央轴)的彩度为0，离开灰轴愈远，则彩度数值愈大，故最饱和的纯色是处在圆周上的。各种颜色的最大彩度是不一样的。个别最饱和颜色的彩度可以达到20。 

　　由于蓝和绿不像黄和红有比较高的饱和度，故不可能有比较高的彩度，所以，这个系统不是封闭的对称排列，而是不对称开口状的。它的色相是一致的，只是在明度和饱和度上不同。

　　这种形状的颜色立体犹如一棵彩色的树，故也叫孟塞尔色树(Color Tree)。如在色树中取出一叶(页)来，例如我们假设把这一页分成六个范围，取出的是红色。则就可按如下情况对这个红色进行命名： 

　　①、极亮红 

　　②、灰红 

　　③、极暗红 

　　④、亮红 

　　⑤、暗红 

　　⑥、红（原色）

　　10个基本色——包括5个中间色在内，均可叫作原色。 

　　在色相环的任意直径上与灰轴相对称的两色相互为补色。 

　　孟塞尔(颜色)系统以H(Hue)表示色相，以V(Value)表示明度，以C(Chroma)表示彩度(饱和度)。因而，任何颜色都可以用这三个参数的坐标来进行标定，并给于一定的标号。标定方法是先写出色相H，然后写明度值V，在斜线后面写彩度C，即HV／C。亦即色相明度值／彩度。例如5R4／14表示色相：红(原色－基本色)；明度值：4；彩度：14。 

　　孟塞尔系统的最大特点是色的表示与色感觉相一致，实用上比较方便，且是等分的，故有利于色差的研究。但由于这种系统纯凭经验观察，故不利于作基础研究。这种缺陷现已为CIE颜色系统所弥补。 

　　在孟塞尔系统中涉及了所谓彩色的三属性等问题，它们的概念如下： 

　　彩色的三属性(Three Attributes of Color)以色感觉的角度来描述彩色的三个参数(亦称三个要素)——即色相、明度和饱和度。凡彩色均具备此三属性，有了三属性就可以确定一个彩色，并可与其它彩色相区别。 

　　色相：彩色与彩色之间质的区别之根本特性。例如红、黄、蓝、绿等等。色相是由光的波长所决定的。 

 

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　　明度：产生某颜色的光之光量多少的程度。如果颜色的明度越大，则就越明亮。反之，就越灰暗。白的明度最高，灰的次之，黑的最低。对于有色物质来说，如果其中黑的成分多，则吸收的光量也就多，明度就比较低。 

　　饱和度：又叫纯度(Purity)，在孟塞尔系统中叫彩度。是指同一色相的色中，该纯色的饱和程度。如果色的饱和程度越大，该色就越纯，在颜色感觉上就感到越浓艳。光谱色 

　　是自然界所能达到的最纯的色，亦即100％饱和的色，反之如色的饱和程度越小，则该色的中性灰色成分就越大，在颜色感觉上就越感到清淡。对于有色物质来说，如果其中白的成分多，则纯的色就少，饱和度就低。 

　　补色(Complementary Color)：在颜色立体中，以灰轴为对称轴的与一个颜色对应的另一个颜色，叫补色。当然，它们是互为补色的。 

　　互为补色的两色色料混合后为消色(非彩色)。两种互为补色的色光混合后即成白光，例如：蓝光与黄(红)光，绿光与品红光，红光与青光等混合后就成白光。

　　而两种互为补色的有色物质混合后却成了黑色。例如：蓝色料与黄(红)色料，绿色料与品红色料，红色料与青色料等混合后就成黑色。

　　三原色中任何两个原色的叠加所产生的色就是第三个原色的补色。例如；红光与绿光叠加，产生的黄光就是蓝光的补色，等等。 

　　（五）CIE(颜色)系统(CIE System) 

　　CIE是国际照明委员会法文名称的缩写，即Commission Internationale de I′Eclairage。是一种表示和测量色彩的体系。又称三刺激值(Tristimulus Value)X，Y，Z系统。是由国际照明委员会于1931年确立的。 

　　在颜色科学方面，CIE的一些内容是具有国际性的。 

　　CIE这个系统也是从物理心理学方面，以知觉的概念来叙述刺激的性质的。它基于两个概念，即杨——亥姆霍兹(Young－He－lmholz)理论——所有的颜色均可将适量的三原色光(必须是原色光，它是无法用其它任何两个色光匹配的)经加法混合而配得，即三原色理论，以及格拉斯曼(Grassman)的加法混合定律。 

　　抵达眼睛的光的性质，可以从它的光谱分配情况来进行讨论。所以，如果光源的相对光谱分配是已知的，物体反射(或透射)的相对光谱也是已知的，则物体反射给眼睛的光的相对光谱组成，就可以计算之。这可通过对光源中一定波长的光量，乘以物体反射(或透射)的相同波长的一部分光来得到。假设光源的能量为E，部分反射(或透射)为R，则每波长λ可写成E×R。 

　　格拉斯曼定律中谈到的加法色混合是指以不同光谱分配的不同光源，刺激观察者的同样面积的视网膜的情况。必须指出，加法的色光混合与减法的有色体混合是有区别的，加法混合只在观察者的眼睛中发生，而减法的有色体混合则是在有色体中发生的，这是由于它的选择性吸收、透射或光的扩散所造成的。 

　　加法色混合中，光谱分配不同的光对视网膜单面积的刺激作用，将从三个可见混合的基本情况方面发生： 

　　1．空间，例如以不同色彩的光源照亮一个简单面积； 

　　2．暂时平均，例如快速地旋转一个以不同的颜色制的盘； 

　　3．空间平均，对不同颜色的面积刺激太小而分解成单个面积，彩色电视就是利用这个原理。 

　　格拉斯曼定律谈到的加法混合，只取决于累积混合的知觉同一性(即相同的感觉)，而光谱分配可以不予考虑。故在加法色混合中，引起相同颜色感觉的两种刺激，将产生同样的效果，而它们的光谱分配如何，则可不去管它。 

　　杨－亥姆霍兹的可见调(匹)配三色理论，保持着颜色的三维(元)性质。它的基础是通过对调(匹)配用的三个原色的相对量来测定观察者对颜色的感应情况。测定方法是以某种波长的光照亮一个半圆面，另外一个半圆面则用适当量的三个不同的原色光源来聚焦调(匹)配之。 

　　这种调(匹)配某种波长所需的每一个原色光的数量，叫做观察者的颜色调配函数(或称颜色匹配函数)，即光谱三刺激值，它们有三个，每一个原色有一个(单)波长。

　　1931年CIE还建立了从红、绿、蓝三原色转换的标准观察者数字光谱色调(匹)配函数。这是正常人的眼睛以2°视野去观察而得到的一些平均数值。三个原色定为X(红)，Y(绿)，Z(蓝)。把颜色调(匹)配函数则定为xy和z。绿或Y是表示相应于分光发光性或亮度感应的。Y的数值以纯黑为0％，纯白为100％，这个情况就提供了一个消色或灰标的范围。 

　　反射(或透射)－照度－观察者的放大的累积产物，叫三刺激值。以X代表红原色，Y代表绿原色，Z代表蓝原色。