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基于DigiEye测色系统和色彩形象坐标的自然色彩提取与优化

Webmaster: ArtDesign | Time: 四月 9, 2018

摘    要:崇尚自然的设计越来越受到人们推崇,为了研究自然色彩的配色,借助DigiEye测色系统对自然色彩进行提取、处理,得到颜色基本参数;结合日本色彩设计研究所(NCD)提出的基于Munsell色彩学原理的“色彩形象坐标”理论进行分析处理,结合其用社会学、图像化、心理学的基础平台构建的配色技巧进行优化,得出系统化、数据化的自然配色方案,为设计师提供自然的、新颖的、科学的配色方案。总结归纳出自然色彩提取优化的方法,为色彩设计领域提供更广阔的色域空间。

 

关键词:色彩仿生;色彩形象坐标;色彩优化;配色方案

检    索:www.artdesign.org.cn

中图分类号:J08        文献标志码:A         文章编号:1008-2832(2018)01-02-0033-03

 
随着经济的高速发展,人们的生活、工作节奏的加快,人们向往自然的情绪愈演愈烈,愈来愈推崇自然的设计。色彩作为设计中最明显的元素,其重要性不言而喻。然而目前的自然色彩的提取滞步于粗略的色彩提取,没有进行比较精确的颜色提取以及数据分析,且提取的色彩直接照搬照套于设计,流于表面。文章采用DigiEye数码测色系统对自然色彩进行较准确的提取、处理,得到通用的色彩参数,并结合日本小林重顺先生主持研究的“色彩形象坐标”体系对数据分析处理,得出自然的配色方案。该自然色彩提取优化的方法为色彩设计领域提供了新方法、新思路。

一、DigiEye测色系统

以前人们对自然色彩的提取主要采用目测的方法,但这对提取人对色彩的认识、经验和熟练程度等要求很高,同时主观臆断的成分占比过大,提取数据不够客观。也有借助摄像设备或数码摄影记录获得,再经过计算机分析得出颜色参数,但摄影是光的艺术,光圈、快门速度等参数的调整对色彩的明度、纯度等影响很大,且自然状态下色光环境复杂且千变万化,同一个场景同一个时间所拍出的照片也不尽相同,故而由此得出的颜色参数也不严谨。综合考虑,文章决定采用DigiEye数码测色系统。(图1)

 

 
DigiEye数码测色系统是世界上第一台广泛使用于影像+颜色,作为非接触式颜色测量、样品外观与颜色的沟通及数字化虚拟样品等用途的专业系统。该系统由数码摄像机像素分辨率决定测色的最小几何分辨率。对每一个像素,校准后的系统便可对其全反射光谱进行计算,因此对于极小的面积或物体,如色布、花布、纽扣和拉链配件等均可进行直接测色①。颜色与人眼相一致。可测平均色、RGB/Lab颜色值、反射率、颜色面积百分比、染色偏差等。

二、色彩形象坐标概述

“色彩形象坐标”是在Munsell色彩学原理的基础上,根据语感运用心理学的方法调查得出的数据为依据制定的。“色彩形象坐标”将配色、语言、环境、人结成有机体,使我们“像使用语言一样使用色彩”,像“预测未来一样预测流行”②。同一色调的颜色都用线连接起来。它将每种色彩所包含的意义明显化,并将各种色彩相互联系起来进行比较判断。色彩形象坐标的创新点在于其坐标体系上的130种代表色是以“色相和色调体系”为基础的③。(图2)


如图3色彩形象坐标所示,该坐标用WC/SH的二维表示,坐标的中央是浊色的、温和的颜色,周围是清色的、清晰的颜色,以中心原点为基准,向左右、上下延伸,其形象程度由弱到强,距离越远的颜色、形象的差异越明显。例如红(R/V)色的形象富有暖意(W)且稍显柔软(S),蓝(B/V)色的形象冷(C)且略带硬朗(H)。

三、色彩提取优化的设计方法

色彩提取优化的设计方法如图4色彩提取优化的技术路线所示:选取色彩提取对象,借助DigiEye色彩分析系统对大自然色彩进行提取、处理。得到颜色L*a*b*值,将其转换成Munsell表示法,生成色彩形象坐标,对其进行感性分析处理,得出最终的配色方案。

 

 

(一)选取色彩提取对象

我们在选择色彩提取对象时,要进行必要的整理与筛选,毕竟不是所有的物态都适合作为色彩提取对象的。在确定色彩仿生对象的时候通常有两种途径,一种是根据确定要表达的情感或者目标,有针对性地选择仿生对象④;另一种是已经明确的色彩仿生对象,例如一种矿石、一株植物等。已经明确的色彩仿生对象可以省略寻找和确定的环节,直接对对象进行色彩的数据采集以及分析处理等。在只有情感目标的情况下,还是需要经过缜密的思考,寻求合适的仿生对象,用二维的手段绘画或者摄影将其记录下来,为后面的色彩采集提供素材,同时了解相关的色彩主观认知,选择合适的色彩心理认知。
蝴蝶是自然界中颜色极其丰富的一个物种,很多设计师都曾经以蝴蝶为设计灵感,且由于DigiEye数码测色系统必须在VeriVide灯箱中拍摄,因此对色彩提取对象的体积有所要求,同时考虑到保存时间的关系,文章以橙粉蝶标本为例,对其进行颜色提取优化。(图5)

 


(二)提取自然色彩参数

自然界色彩丰富斑斓,并且变化细微,在进行色彩提取时不可能对自然界所有色彩全部再现。笔者参照了形态仿生的形态抽取原则,将色彩采集变为色彩抽象,即主要色彩抽象,次要色彩简化。在实际操作中,我们采用DigiEye数码测色系统实现平面再现,抽取大面积的和主要色相,简化小面积和次要色相。橙粉蝶标本通过DigiEye数码测色系统处理后,得出如下数据:

 

(三)设计色彩数据分析

通过DigiEye数码测色系统得到采集对象的L*a*b*颜色值、颜色面积百分比后,引入模糊集的概念,对Munsell系统进行拟合处理,将复杂的色度分布函数简化为二次多项式运算,将上述L*a*b*原始数据转换成Munsell表色 。具体算法详见竺子民等的《图像系统中RGB与色彩三属性HVC的转换》一文,在此不过多赘述⑤。转换成Munsell表色后,并对照基于PCCS色彩体系的形象坐标将Munsell值进行修正,得出对应的色调。而后画出针对该生物色彩的单色形象坐标以及色彩形象坐标,对其进行分析,得出配色方案。
将上述L*a*b*原始数据转换成Munsell表色。并对照基于PCCS色彩体系的色彩形象坐标将Munsell值进行修正,得出对应的色调。得出如下数据:

将该组数据在色彩形象坐标上进行标注,得出图6。

 

 

YR/B:杏色,也叫柑子色,属于清色,与浊色的柿色(YR/S)相对应。如果与清色黄(Y)或者白(N9.5)搭配,形成亲和、轻松、开朗的形象;如果与红(R)或蓝(B)、紫蓝(PB)配色,能体现出青春朝气、富有健康活力,用于家纺设计,给人以休闲感,形成甜淡、新鲜、自由随意的氛围。
YR/Dgr:深茶色,也叫黑褐色,颜色厚重,接近黑色,给人以粗犷、坚韧的形象,容易让人联想到骑士或者武士。与同色系的杏色(YR/B)配,会增强暖感,为了不过于压抑,应该用稍微明快一些的浊色做过渡,产生分隔的效果。
Y/P:浅黄色,也叫奶油色,随着由锐调(V)向明调(B)、浅调(P)的推进,变得激烈、鲜艳而辉煌,增添了朝气与可爱,给人以孩子气的形象效果。若与暖色系的清色组合,会有畅快、健康、愉悦的感觉;若与冷色系的清色或者白色搭配,则有明快、清新、朝气蓬勃之感。
Y/Gr:褐色,也叫枯叶色、灰水色,传统色名叫铁灰色。将黄(Y)色系也变成涩调(Gr),就没有黄色感觉了。其朴素、古风、素雅,冬天常见这种枯黄的色调,常与灰色或者浊色结合,产生风雅感,但改变色彩的层次,用该色彩分隔浅黄色(Y/P)与深茶色(YR/Dgr),会产生风格独特的时髦感、寂静感。
在橙粉蝶的色彩形象坐标中可以看出,四种色彩,两种色系,横跨了SOFT与HARD,增强了YR/B的暖感,同时通过Y/Gr在中间作隔断,显得不会很突允,有色彩感而不过分鲜艳。总体色调偏WARM,属于悠闲、易亲近的色彩组合。为了给以较直观的感受,笔者以该配色方案配色一个简单图案元素如图7所示。

 

四、结语

本文对自然色彩的提取与优化并没有局限于某一行的设计角度去作讨论,因此具体到某一行的设计时,应结合其行业的特点加以改变。比如工业设计的自然色彩提取可能要考虑到产品的功能性等,对颜色有具体的要求,而平面设计、服装设计等则显得自由一些。
色彩设计是设计领域中及其重要的一部分,而自然色彩是人们心向往之的色彩。自然色彩缤纷繁多,但如何借鉴与应用自然色彩仍然是一项艰巨的任务,需要科研工作者与设计师共同努力,为自然色彩的提取与优化提供更多的思路与方法。■(陈梦   鲁佳亮   张红霞<通讯作者> 浙江理工大学;  朱炜婧   浙江科技学院)

 

 

注释:

① 李启正,金肖克,张声诚,祝成炎,等.数码测色法在织物颜色评价中的应用[J].印染,2014(17):17-22.

②小林重顺.形象配色艺术[M].南开大学色彩与公共艺术研究中心,译.北京:人民美术出版社,2006.

③小林重顺.色彩形象坐标[M].南开大学色彩与公共艺术研究中心,译.北京:人民美术出版社,2006.

④孙宁娜,董佳丽.仿生设计[M].长沙:湖南大学出版社,2009:112-113.

⑤竺子民,余兴龙,索忠堃,金国藩.图像系统中RGB与色彩三属性HVC的转换[J].清华大学学报(自然科学版),1993(04):27-34.



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