色彩視覺的三色論及其應用

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1、應用心理研究,第5期,2000春,115-141頁色彩視覺的三色論及其應用葉素玲陳一平台灣大學心理系陽明大學通識教育中心對具有正常色彩視覺的人而言，若能適當選定三種色光，並調整其各自的強度便可以混成各種顏色。此種必須要三色方能達成配對的心理物理實驗，可藉由數學式的推導而知吾人內在處理系統的數目必為三。本文介紹色彩的功能、色彩研究的特色，並以色彩配對實驗解說三色理論（trichromatictheory）的原理以及其在量測與顯色系統方面的應用。適切地瞭解三色論的基本原理將有助於對色彩應用的正確認識，以及演色技術的突破與創

2、新。關鍵詞：三色論、色彩配對、國際照明協會、色彩圖色彩的功能要談色彩科學的發展與應用，首先必須瞭解色彩在人類視知覺中所扮演的角色。由於並非所有的動物都具有色彩視覺（大多數的家畜如牛、羊、狗、貓等皆不具辨識色彩的能力，哺乳類中僅靈長類以上具有色彩視覺），又由於提供色彩視覺所需的神經網路連結相當的繁複，因此以演化的觀點而言，人類發展出辨識色彩的能力必定有其適應環境的需要所致。對於人類而言，（1）我們認為色彩主要的功能在於溝通訊息、幫助辨識物體與審美三部份，茲分述如下。訊息與溝通由大自然界中存在著眾多色彩豔麗的生物便可說明，

3、無論這些生物本身是作為獵物、掠食者、或追求者，色彩都具有溝通訊息的功能，而其掠食者、獵物或被追求者，必定也具備此等辨識色彩的能力。例如蕈類的鮮豔顏色傳-115-應用心理研究第5期遞著「小心有毒」的訊息；公孔雀的開屏展示向母孔雀傳遞著「求偶」的訊息；甚至如青蛙、蜥蜴等以身體的顏色提供保護色，使自己隱形於環境中，更是設法藉由掠食者的色彩視覺能力傳遞著「我不在此」的訊息。與動物王國可互相類比的情形在人類世界中比比皆是，並不因文明與科技的發展程度而減少對色彩的依賴。例如在不同的文化與社會中，「紅色」的標誌通常代表著「警告」的意

4、味；化妝品與服裝工業藉助色彩來吸引異性；叢林作戰避免敵人發現所穿的迷彩衣等等，在在顯示了色彩所扮演的訊息傳遞與溝通的功能。幫助辨識物體當日光照耀大地，在由樹木、建築物等所形成的陰影處，其亮度值與光照處比起來可以有著相當大的差異。如果此時一個物體座落於陰影與光亮的交界處，例如一輛汽車有一部份在陰影中，而其他部份卻在光照處，則由一個完全沒有色彩視覺、所見只有不同灰階的的動物眼中看去，陰影與光亮的交接處便可能代表著物體的邊界，如此一來辨識真實物體邊界的能力便會大打折扣。在設計一個機器人的視覺時，若是以特定亮度的差異值作為不同

5、物體邊界的界定（例如以Marr（1982）所提的零交叉（zerocrossing）邊界界定算則），在上例中便會在光影交接之處產生誤判。然而顏色，或更精確地說，顏色三向度中的色調（hue），在光亮與陰影兩處的差異不如亮度的差異來得大，因此由具有色彩視覺的人類眼中看去，在陰影與光亮兩部分大致相同的色調可提供一個穩定的線索，藉以協助個體正確無誤地辨識物體邊界。也就是說，物體表面色調的一致性提供了一個穩定辨識物體的知覺線索，尤其是在強勢物體邊界線索（如明亮度的差異）失效時（如在光影交接處）。審美在加州大學柏克萊分校任教的著名視

6、覺科學家GeraldWestheimer曾說過：「色彩的主要功用就是欣賞在舊金山金門大橋上的落日」。這雖是玩笑-116-三色論與應用之語，但也點出了色彩對於人類的另一項重要功能—豐富我們的審美經驗。關於色彩的前兩項功能：溝通訊息與幫助辨識物體，可同時適用於人類與其他具色彩視覺的動物，但色彩的審美功能以及由此而產生的創造美感的驅力，卻可能是人類所獨有的。色彩的審美價值對人類的重要性，由文明史上人類對於追求色彩表現的工藝（technology）所花費的努力可見一斑。由舊石器時代原始人類在岩石上的塗鴉，就可以看出他們除了單純

7、的線條表現之外，通常也佐以顏色來增加美感。西班牙庇里牛斯山麓著名Altamira洞窟壁畫裡面，描繪了非常生動的史前人類追捕動物的情形，以及在他們生活當中所看到的各種不同的野獸，這些作品雖然都以線條的流暢優美著稱，但是這些原始人類也以他們所能取材到的有限顏料來源當中，為這些作品塗上非常生動且具有表現力的色彩。除了上述史前人類的繪畫之外，色彩在各類器物藝術上的應用也是具有悠遠的歷史。在人類學會製造陶器的時候，就已經同時設法利用不同陶土在不同溫度鍛燒之後成品色澤的不同，為他們的作品增加色彩與圖案。在來源可靠而選擇項多的顏料被

8、發明以前，許多古文明都是以天然的材質來做為他們表達色彩的媒介，例如古巴比倫人的城牆採用各種不同的彩色石頭跟上過釉之後的彩磚，堆砌成色彩豐富的建築物，這種技術在古羅馬人的手上發展到極致，即一般所稱的馬賽克鑲嵌藝術。他們大量採用石頭、貝殼以及上釉的瓷片，以類似點描畫的方式，拼貼出色彩非常豐富的公共藝術作品。即使是古希臘的雕像，一般的錯