颜色技术原理及在印染中的应用——色序系统

我们知道色差仪的组成和测试原理跟色序系统息息相关，想要更好了解色差仪，学习一下色序系统非常必要的。

自然色系统

自然色系统（简称NCS）是由瑞典物理学家约翰森在对赫林的对抗色视觉理论进行整理和诠释的基础上于1937年提出的瑞典色彩中心基金会对NCS进行大量的视觉测试和深入的理论探讨，对最初的NCS进行了严格修正和改进。经过15年的研究和发展，NCS于1979年成为瑞典的国家颜色标准，并正式出版了自然色系统的色谱，即瑞典标准颜色图谱鸡。之后，挪威和西班牙分别1984年和1994年，将NCS确立为国家颜色标准。目前，自然色系统已经成为欧洲最广泛采用的色彩编号系统，并得到了世界各国，包括中国在内的许多国家设立的色彩中心的关注和日益广泛的应用。

自然色系统为每一个具有正常色觉的人提供了一种进行颜色评价的有效手段，人们不需要使用测色仪器，也不必经过色样比较，就可以用NCS方法直接评价物体的颜色。如房间内墙壁颜色、室外远处树叶颜色、具有同时对比现象的画面颜色和电视屏幕上一个光点的颜色等，均可以直接用NCS来确定。

自然色系统颜色立体

自然色系统颜色立体示意如图4所示。其中，由4种有彩原色黄、红、绿、蓝组成色调环，并由无彩色黑和白分别作为两个端点形成无彩色轴。

图1 NCS颜色立体

NCS基本色

基于赫林的对抗色理论，自然色系统定义了6种基本色感知，其中包括白（W）和黑（S）两种无色彩，以及黄（Y）、红（R）、蓝（B）、绿（G）四种有彩色，这些基本色都是单色调色，它们中的任何一种与其它五种不相似。所有实际的感知颜色仅由其与基本色的相似程度来描述，这是具有正常颜色视觉的人所固有的颜色感知特性。按照对抗色学说，在有彩原色中的黄色与蓝色，红色与绿色互为对抗色；而人的视觉感知认为，黄色和红色属于暖色，蓝色和绿色则属于冷色。可见，对抗色在形式上反映了人的“暖”和“冷”的颜色感知。

NCS的指导原则，是用与赫林的基本色的相似度来定义颜色，并表示为百分数。按照其相似性原理，任何颜色最多相近于两种由彩基本色及黑与白，它并不需要参考有彩色样品或无彩色样品，可对颜色进行直接的判断。

如图4的NCS色调环，其表示了顺时针方向的色调分度。整个色调环分为4个象限，即Y-R、R-B、B-G和G-Y。色调的标准方法，一两种有彩基本色在对应颜色中所占的百分比例来表示，如色调B40G表示一种蓝色色调，其中蓝色（B）占60%绿色（G）占40%。

图2 NCS色调环

NCS基本属性

按照相似性原理的指导原则，任何实际的颜色与NCS基本色的相似程度可以用黄度（y）、红色（r）、蓝色（b）、绿度（g）、白度（w）和黑度（S）等NCS的基本属性来描述，并且均以百分数表示。NCS定义其6个基本属性之和100，即：

w+s+y+r+b+g=100     （1）

其中4个有彩单色调色的基本属于之和为艳度（c），所以：

c=y+r+b+g         （2）

艳度表示了一个颜色与单色调的纯彩色相近似的程度。这样，式（3）可以改写为：

w+s+c=100         （3）

可见，艳度、黑度和白度这三者相加总是等于100。换言之，只要给出其中的两个量，即可知道第三个属性，因此在NCS的标记中只记录艳度（c）和黑度（s）。由此，再加上前面提到的由于两个基本有彩色相似的比例确定的色调，就组成了NCS的标注表达式为：

S sscc-AhhB

其中，S表示第二版，ss为黑度值，cc为艳度值，A和B为与被测颜色相似的两个相邻的基本有彩色，hh表示在色调环上有基本色A向基本色B沿顺时针方向按0~100分度的两位数色调角。如有一个带有10%黄色调的红色（90%），其中含有20%黑色（s）和30%有彩色（艳度c），那末该颜色的NCS标号应为S2030-Y90R，并有公式（5）可知。该颜色中白色的含量（白度w）为50%（即w=100-20-30=50）。

对于所有的无彩中性色，即白、黑和纯灰色，它们的艳度c均为0，而且也没有色调之分，所以在NCS标号中只需指出其黑度（s）即可，其标注形式为：

Sss00-N

其中，N表示无彩的中性色。如NCS标号S3000-N表示一个含有30%黑色和70%白色的纯灰度。

如果一个颜色既没有黑度也没有白度，即w=s=0，那么其艳度c=100，这样的颜色称为NCS全色。这种全色是假象的纯彩色，在现实世界中并不存在，但是人们在判断颜色时却能想象出它的外貌。