公式能改變顏色嗎（公式化的顏色）

2023-05-17 18:15:11

文 Ivy

又是一個炎炎夏日，正是時尚出街的季節，走在路上的你可能會注意到那些五彩繽紛的發色，它們有著各種好聽的名字：檸檬黃，霧霾藍，熱辣粉……人們好像總是習慣於聯想相同色的物品或者通過是一種感覺來命名顏色。那你能否想像，顏色這種「通感」，其實也是可以用理性公式來表述的呢？奧斯特瓦爾德顏色系統（Ostwald Color System），又稱奧氏色立體（Ostwald’s Color Solid），便是最具代表性的顏色系統之一。

奧氏色立體三維彩色模型 Ostwald's Color Solid, 圖片來自wiki

說起顏色系統，想必按照思維慣性大家會覺得創造它的人是一位藝術家，然而奧斯特瓦爾德（Wihelm Ostwald）卻是一位化學家。他於1909年因在催化劑的作用、化學平衡、化學反應速率方面的研究有突出貢獻而獲得了諾貝爾化學獎，也被視作現代物理化學的創始人之一，藝術與繪畫是他的業餘愛好。儘管奧斯特瓦爾德在科學領域已達到了絕大多數人一生都無法企及的高度，他卻堅持認為，退休後創建出的顏色測量理論才是自己「有幸完成的最高成就」。

奧氏色立體三維模型 Ostwald's Color Solid, 圖片來自wiki

奧斯特瓦爾德可不是頭腦一熱才去研究色彩理論。許多化學家其實都是色彩大師，無論是色彩的合成還是天然染料和顏料的分析，都需要化學專業的學生掌握一些色彩理論的基本知識；而藝術恰恰也是奧斯特瓦爾德「化學」生活的起點之一，兒時的他，正是在製作油畫、粉彩、煙花以及攝影的時候被化學所吸引的。

通過繪畫，奧斯特瓦爾德注意到，顏色及其相互之間的和諧與平衡其實是不曾被量化記錄的，這種困難為他運用科學公式創造顏色奠定了基礎。在與美國畫家孟塞爾（Albert H. Munsell）會面並看到他的「色彩圖集」（color atlas）後，奧斯特瓦爾德受到啟發，開始研究並開發出了自己的色彩分類系統。

奧斯特瓦爾德顏色系統黃藍縱截面, 圖片來自wiki

1917年，由奧斯特瓦爾德編寫的第一版顏色系統圖集/色譜《Die Farbenfibel》（The Color Primer）正式出版。在這個系統中，他認為所有顏色都可以通過「黑（B——black）「，「白（W——white）」和「純色（F——full color）」三種成分按照一定的面積比例混色得到，即W B F=100%。所以在描述一個特定顏色時，不再需要使用模糊的、主觀性極強的形容詞，只要給出三種變量的具體數值就可以了。這種不必完全依靠視覺調配顏色，較為科學的定量化方法，使得整個系統秩序嚴密，在配色時極為方便。

色相環, Die farbenfibel, 1921, Wilhelm Ostwald, 圖片來自wiki

奧氏色立體在三維空間中是一個圓形底座的雙錐體而不是球體。奧斯特瓦爾德將純色、理想黑和理想白作為三個頂點建立了「等色相三角形」，黑白邊是這個色彩空間中最重要的坐標，以其為固定中心軸改變色相，也就是三維意義上旋轉三角形能得到一個上下左右皆對稱的雙錐體。基於此，色立體的縱截面便是由兩個「等色相三角形」組合成的菱形，每一面上它們的純色頂點都是一組對比色，在橫截面的圓形色相環上彼此相對。這個系統中的色相環，是由紅色、黃色、綠色和藍色四個基礎色，及它們的四個中間色橙色、紫色、黃綠色和藍綠色，最後再各自分成三個色，共計24色；而從頂部/北極的白色到底部/南極的黑色共有八個值（明度），用小寫字母代替；剩餘區域的顏色按照固定的黑白純色比例混色，將通過純色數字在前，明度字母在後的編號表示。

「等色相三角形」混色比例示意圖, 圖片來自wiki

奧斯特瓦爾德的色彩學說提供了一種極簡而科學的，兼備描述性與實用性的理論。它最大的優點就是各色相除代表純色的數字外，位置編號均相同，容易記憶和說明。這一套關於色彩標準的理論在藝術界受到了同時期的風格派（De Stijl）和包浩斯（Bauhaus）的熱烈歡迎；而在他去世後不久，就有不少後續者著手改良了這套系統，使其在第二次世界大戰期間完備後成為了德國彩色系統的主流範式。

奧氏色立體680色實物模型 Ostwald's Color Solid, 1918, 圖片來自wiki

它的局限性也在使用中慢慢凸顯出來。擅長使用嚴格的定量實驗研究方法與數學表達形式的奧斯特瓦爾德，對顏色也是基於基本法則與秩序展開系統建構，但這其實是一種極端理性和理想化的方式，某種意義上忽略了部分人的視覺習慣和心理感知。奧氏色立體的結構存在著一些缺陷：不同的色相在完全同比例混合黑白後，實際所得出的顏色儘管編號與位置均相同，視覺上感知到的明度與彩度/飽和度（心理顏色元素）多少存在著出入；而三角形的結構也限制了每個明度的最高彩度，自然界的彩色異常豐富，很多鮮豔顏色都超出了這個三角形的色域範圍，在這種體系下調色無法體現這一部分，很容易誤導使用者。因此它只適用於建築、常規工業品等不需要大量鮮豔色的行業，印刷、紡織服裝等對鮮豔色需求量大的行業，一般不用這種結構的色立體色卡。

儘管隨著現代更明亮的新染料及顏料的出現，奧斯特瓦爾德顏色系統的結構難以適應和擴展，已被更廣泛使用的孟塞爾顏色系統和瑞典 NCS（自然色彩系統）所取代。但在幾何學與數據傳達的精準應用方面，它仍然是色彩現代化的重要科學表徵，被視為當今色彩系統的早期藍圖。