“光色融合”调色模式的理论模型

       调色看似是艺术创作与设计应用领域中的一个基础表现技能，在具体的艺术创作实践中，调色通常是在“加光加色”或“减光减色”间选择一个相对独立的模式来操作的。但是当“有色光”照射在物体表面的“固有色”上时，如何才能准确把握受体对这一色彩现象的真实感知，却是一个非常具有挑战性的课题。由于缺少有效的调色工具和应用方法，创作者一般需要大量的经验积累才能把控这一色彩现象，或者因为效果并不理想干脆放弃了一个可能充满惊喜的创作方向。因此，建立“光色融合”的调色模式，对于拓展色彩艺术创作的理念，丰富色彩设计的实践手段显然具有非常现实的意义。而这首先要从对“光色融合”调色模式的理论研究开始。

       一 光色共构

       现代科学研究表明“色彩”事实上是人类大脑对于各种客观存在的有着特定波长光线物质的主观感知①。因此，无论是光源自身投射的“有色光”，还是物体表面的“固有色”，其实都是由特定波长构成的“光”来引发我们的色彩知觉的。只不过我们通常所以为的物体表面的“固有色”，正是由其所能折射、反射、透射或衍射的“光”来决定的。

       而“光”“白光”“色光”“有色光”“可见光”与物体表面色料的“反射光”，乃至人体肉眼“不可见的光”的构成本质上都是基于特定频谱和波长的电磁辐射[Electromagnetic radiation]，即“光色共构”。

       它们在物理构成上有着共同的属性，只是在电磁辐射的波长、频率、数量、组合及范围上有些差异，即使是其它人体肉眼看不见的光谱也可以通过相应的设备将其转译成人体肉眼可见的电磁辐射。

      

       图1 电磁辐射和可见光谱

       图片来源：[2019-10-14] https://en.wikipedia.org/wiki/Light#/media/File:EM_spectrum.svg.

       关于“光”的构成，最初是在1666年由牛顿[Isaac Newton，1642-1726]通过三棱镜的色散实验来揭示的，牛顿通过这一实验推断出白光是由不同的色光混合而成的。牛顿讲的这种白光，在现代物理学中通常是指在红外线和超紫外线之间的可见光谱[Visible spectrum]，波长通常在400-700纳米[nm]之间的光波(图1)。在理想的实验室条件下，可见光定义可以拓展至380-800纳米。而在某些条件下，有些人可以看到波长高达1050纳米的特殊脉冲激光的红外线，有些儿童可以看到约310-313纳米波长的紫外线。②

       因此，根据CIE(国际照明委员会)公布的国际照明词汇，光被定义为：“任何能够直接引起视觉感知的辐射。”它是人眼可见的光谱区段之和，是能够直接被人类自身的视觉系统所感知到的电磁辐射。

       但是，在自然科学的语境下，“光”[Light]的范畴其实要远远大于我们日常可见的光。在物理学中，光有时可以指任意波长的电磁辐射，而不管其是否可以被看见。③电磁辐射按波长的长短依次可以分为无线电波[Radio waves]、微波[Microwaves]、红外线[Infrared]、可见光、紫外线[Ultraviolet]、X射线[X-rays]和伽马射线[Gamma rays]。而到目前为止人类肉眼可识别的可见光的辐射范围也只占到人类已经发现的电磁辐射中很小的一部分(图1)。

       人体视觉系统可以辨识可见的光谱，从而用我们熟知的色彩语言来解读人体肉眼看不见的光，其它电磁辐射的发现与命名也多是相对于可见光谱的。

      

       图2 热图像(左)和普通照片(右)的比较。在长波长的红外线作用下大部分塑料袋是透明的，但是男人的眼镜则是不透明的。

       图片来源：[2019-12-6] https://en.wikipedia.org/wiki/Infrared

       1800年，德国的天文学家弗里德里希·威廉·赫歇尔[Frederick William Herschel，1738-1822]爵士发现了红外线辐射。由于最开始发现它与较高的温度有着直接的关系，故将其命名为“热射线”[heat rays]。

       在红外线被发现的一年后，德国物理学家约翰·威廉[Johann Wilhelm Ritter，1776-1810]就发现了紫外线辐射，尽管当时他将之称为“氧化射线”[oxidizing rays]，以强调其化学反应性，以便与热射线(红外线)区分开来，但此后不久，“化学射线”[chemical rays]这个更简单的术语被采用，并且在整个19世纪都广为流行。但是基于对整个光谱频率次序的考量，特别是相对于可见光谱波段的位置，化学射线和热射线这两个术语最终分别被紫外线和红外线所替代。

       1895年11月8日德国物理学教授威廉·康拉德[WilhelmConrad Rntgen，1845-1923]意外地发现了X射线，1895年他提交了第一篇关于X射线的论文给乌尔茨堡的[Würzburg's]《物理医学学会杂志》[Physical-Medical]。随着法国化学家和物理学家保罗·维拉德[Paul Ulrich Villard，1860-1934]在1900年研究镭辐射时发现了伽马射线，以及一系列其它人体视觉系统无法直接读取到的电磁辐射被相继发现，物理学意义上“光”的范围被不断扩大和细分。这其实也极大地拓展了“光”在艺术设计领域的认知范畴。基于“光色共构”的科学事实，以人体视觉系统可感知到的色彩语言为介质，在不同波长电磁辐射间进行不可见光谱与可见光谱的转译，人体肉眼也就可以直接解读这些不可见的“光”了(图2)。