三原色

三原色（three primary colours）是指三种色中的任意一色都不能由另外两种原色混合产生，而其他色可由这三色按照一定的比例混合出来的三种独立的色。

三原色可分为色光三原色（RGB）和色料三原色（红黄蓝教育）两类。其中，色光三原色为红、绿、蓝（蓝紫色）；色料三原色为红（品红）、黄（柠檬黄）、蓝（湖蓝）。色光三原色是国际通用的RGB原色，是基于眼睛的生理结构而定义的，因为视网膜上分布有感红、感绿和感蓝神经细胞；色料包括绘画、涂料、油漆、印刷等颜色，理论上讲世界上所有颜色都可以通过不同比例的红、黄、蓝三原色混合出来，传统色彩理论一直保持着这一观点。但印刷用的油墨是不同的，国际通用以青色（Cyan）、品红（Magenta）、黄色（Yellow）三种颜色构成基本原色。

17世纪以前，人们对色彩原色的认识仅仅建立在自然、哲学、经验的基础上。17世纪以后，科学家与数学家通过精确的试验与计算，推出现代三原色原理。期间，艾萨克·牛顿提出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫为原色。之后，物理学家大卫·伯鲁斯特进一步发现原色只是红、黄、蓝三色，其他颜色都可以由这三种原色混合而得。该理论被法国染料学家席·弗尔成功证明，至此红、黄、蓝三原色理论被人们所公认。1802年，生理学家汤姆斯·扬提出新三原色原理，即红、绿、紫，而该理论被物理学家马克思威尔所证实。之后，色彩的三原色最终被确立分为色光三原色和色料三原色两类。19世纪中叶，赫尔曼·冯·亥姆霍兹加以发展汤姆斯·扬的相关理论，三原色学说开始被世人所重视。

三原色学说的最大优点是成功解释色光配色现象，也可解释单色色盲的问题。该原理可应用于图像显示、彩色照片洗印、彩色打印、印刷行业、绘画等领域。将两种以上的色光或色料混合在一起称作混合。光学上为加光混合（或色光混合），加光混合的原色有三种，国际照明委员会规定波长700nm的朱红色光、波长546.1nm的翠绿色光和波长435.8nm的蓝紫色光为色光的三原色，国际上通用为RGB；色料上为减光混合，是物质性色彩混合，它们都是物体对色光选择吸收与反射后产生的结果。被物体“吸收”部分色光，也就是“减去”部分色光，故称为减光混合。减光混合的特点和加光混合正好相反，它能导致色彩的纯度和明度同时降低。

概念定义

原色

所谓原色，就是那些可以合成分解为其他颜色而不能被其他颜色合成分解的基本色。

三原色

所谓三原色，是指这三种色中的任意一色都不能由另外两种原色混合产生，而其他色可由这大正三色锦鲤按照一定的比例混合出来，色彩学上将这三个独立的色称为三原色。

历史沿革

背景历史

人类史前生活虽然没有文字记载，但是从已经发现的原始人生活的遗迹中和原始人发明创造的石器、陶器和洞窟绘画中可以窥见原始色彩之一斑。旧石器时代，原始人对于色彩的感觉和认识仅仅停留在辨别自然界的物种、形态、时间、空间等视觉信息官能刺激的层面上。到了约五万年至一万五千年之前的旧石器时代后期，人类的生活情况开始发生变化。茹毛饮血的原始人用粉碎的矿物颜料和经过揉搓的植物染料文身、面，用染色的石珠、兽牙、贝壳装饰自己，在岩石上彩绘猎物作记录等，这些都表明在数万年以前，原始人的装饰色彩艺术活动就已开始产生，朦胧的色彩审美意识已经萌发。

新石器时期，彩陶、养蚕、丝织的发明创造为代表的黄河流域仰韶文化五和长江流域河姆渡文化标志着中国古代色彩装饰艺术从原始蒙昧状态进入了一个文明的新阶段。约在二千多年前，中国历史上就有关于“五色”的文献记载。两周时期，已经提出了“正色”和“间色”的色彩概念。从现代色彩科学理论解释来看，正色即原色，它与间色和再间色（复色）相对应，“正色论”乃“五原色论”。

17世纪以前，人们对色彩原色的认识仅仅建立在自然、哲学、经验的基础上。如亚里士多德以哲学的法则为基础推演出了黑白原色说；列奥纳多·达·芬奇以丰富的绘画经验为基础，提出了光是白色的、大地是黄色的、水是绿色的、天空是蓝色的、火是红色的、黑暗是黑色的六色说；大约在公元前5世纪，中国人在五行学说的基础上提出了“青、赤、黄、白、黑”的五彩体系。之后，欧洲的文艺复兴运动大大地推动了西方科学技术和文化艺术的蓬勃发展。

发展历史

17世纪以后，科学家与数学家通过精确的试验与计算，推出了现代的三原色原理。牛顿用三棱镜将白色阳光分解得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光，这七种色混合一起又产生白光。因此，他认定这七种色光为原色。其后，物理学家大卫·伯鲁斯特进一步发现原色只是红、黄、蓝三色，其他颜色都可以由这三种原色混合而得。他的这种理论被法国染料学家席·弗尔通过各种染料混合实验所证明，从此红、黄、蓝三原色理论被人们所公认。1802年，生理学家汤姆斯·扬根据人眼的视觉生理特征又提出了新的三原色原理，他们认为色光的三原色并非红、黄、蓝，而是红、绿、紫。这种理论又被物理学家马克思威尔所证实。他通过物理实验，将红光和绿光混合，这时出现黄光，然后再掺入一定比例的紫光，结果出现了白光。从此以后，人们才开始认识到色光和颜料的原色及其混合规律是有区别的。之后，色彩学家在总结染料学、物理学、生物学多领域对色彩的理论探讨，最终确立色彩的三原色分为色光三原色和色料三原色两类。

19世纪中叶，赫尔曼·冯·亥姆霍兹加以发展了汤姆斯·扬的三原色学说，三原色理论开始被世人所重视。亥姆霍兹臆想每一个锥体细胞不只是具有一种活动那个形式，而是具有三种活动形式（化学的、电的和其他某些过程），在受到三种基本刺激（红光、绿光和蓝光）时，三种活动形式可独立地发生作用，而作用程度则和外来光的色值成正比。这三种不同的、独立的活动形式，独立地作用于大脑，在那里重新合成而产生色觉。因此，改进的三原色学说可以概括为”物理的刺激，在神经末梢分解为三种基本形式，即三种独立的生理的‘成分’，而这三种‘成分’作为副本再由中枢总合起来产生神经活动，即产生色觉“。

20世纪初前后，传统减色系统正式形成，常见的有孟塞尔色彩系统、日本实用色彩坐标系统、瑞典自然色彩系统和中国颜色系统等。减色系统色彩混合最显著的特点，就是颜色混合的次数越多，色彩就越灰暗、越混浊、呈减色状态。20世纪30年代，光学色彩的混色系统建立起成熟的理论体系。而加色系统就是以光学色彩为基础的色彩系统，也是发射光的色彩系统。

分类

色彩的三原色可分为色光三原色和色料三原色两类。其中，色光三原色为红、绿、蓝（蓝紫色），色料三原色为红（品红）、黄（柠檬黄）、青（湖蓝）。色光和色料的原色及其混合规律是有区别的。色光的三原色是色料的三间色，色料的三原色又是色光的三间色。在色光混合过程中，色光混合的越多，明度就越高，当所有色光都混合在一起时，趋向于白光；色料的混合语色光刚好相反，混合的越多明度就越低，所有色料混合在一起时，趋向于黑灰色。

色光三原色

色光三原色由R（红）、G（绿）、B（蓝）构成。由于计算机显示器就是根据这个原理制造的，于是又被称为”电脑三原色“。对于色光来讲，三原色的原理可解释如下：①自然界的任何光色都可以由三种光色按不同的比例混合而成；②三原色之间相互独立，任何一种色光都不能由其余的两种色光来组成；③混合色的饱和度由三种色光的比例来决定。混合色的亮度为三种光色的亮度之和。

早期的彩色电视机或CRT（CathodeRayTube，阴极射线管）显示器就是利用色光三原色工作的。在荧光屏上涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、蓝三种颜色的荧光粉点或荧光粉条，称为荧光粉单元，相邻的红、绿、蓝荧光粉单元各一个为一组（一个像素），每个像素中都拥有红、绿、蓝（R、G、B）三基色。电子枪发射的三束电子束受RGB三个基色视频信号电压的控制，去轰击各自的荧光粉单元。受到高速电子束的激发，荧光粉单元分别发出强弱不同的红绿蓝三种光。由于荧光粉点或荧光粉条极小且挨得紧，在发光的时候，用肉眼就无法分辨出每个色点发出的光，只能看到三种光混合起来的颜色，并根据色光三原色混合原理产生丰富的色彩。用这种方法可以产生不同色彩的像素，而大量的不同色彩的像素就可以组成一张漂亮的图像，而不断变换的画面就形成了可动的电视画面。

日常所能看到的不同颜色，是由于其反射光的波长不同所造成的。人类的肉眼只能看见一定波长范围内的光，其范围是780mm~380mm。其中红色光的波长最长，紫色光的波长最短，按照波长从长到短就是习惯的色彩排列方式，即：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。波长小于380mm的光为紫外线，大于780mm的光为红外线，这两种都属于超过人类视觉范围的不可见光。不同波长的光叠加得越多，颜色就越亮。白光包含了可见范围内所有波长的光。

当绿光与蓝光叠加会产生青色的光；当绿光与红光叠加会产生黄色的光；当蓝光与红光叠加则产生了品红色的光；当红、绿、蓝三种色光全部叠加在一起，就产生了白色的光。因此也称RGB红绿蓝系统为“加色系统”（Additive primaries）。在加色系统（RGB系统）中，混合的光线越多，最终得到的颜色就越亮。

色料三原色

在绘画中，使用R（红）、Y（黄）、B（蓝）三种基本色料，可以混合搭配出多种颜色，这就是所谓的色料三原色。色料是绘画的基本原料，而掌握色料三原色的搭配，是绘画的基本功。CMY颜色模型就是遵循色料三原色的规则，常用于彩色照片洗印、彩色打印、印刷行业等。例如，在彩色照片的成像中，三层乳剂层分别为：底色为黄色，中间层为红色，上层为情色。彩色喷墨打印机是以青、品红、黄三色墨盒加黑色墨盒打印彩色图片；而彩色印刷品也是以黄、品红、青三色彩釉玻璃加黑色油墨印刷而成。

当色彩不是直接来自光线的“照射”，而是被照射的物体“反射”出来时，那么色彩的情况正好相反。这时，混合的颜色越多，最终得到的色彩越暗。在CMYK系统中，三原色不再是红、绿、蓝，而变为黄、红、蓝三种颜色。当黄色与品红色混合在一起成为和红色；当品红色与蓝色混合在一起成为蓝色；当蓝色与品红色混合在一起成为绿色；当黄、红、蓝三种颜色全部混合在一起，最终得到的是黑色。因此，CMYK黄红蓝色彩系统也称为“减色系统”（Subtractive primaries）。这一系统主要应用于现代彩色印刷的体系中，对于平面设计而言更为重要。

价值和影响

三原色学说的最大优点是成功地解释了色光配色现象，并广泛地被应用于色彩复制工业。同时，三原色学说在解释单色色盲方面也是圆满的。例如，红色色盲是感红锥体细胞丧失色觉机能所致。特别是随心理物理学和生理学的发展，在视网膜感受器一级三原色学说逐渐得到实验的证实（能够支持三原色学说的实验有眼底反射分光光度实验、显微镜分光光度实验和锥体细胞感受器电势的光谱感度实验等）。

图像显示

早期的彩色电视机或CRT（CathodeRayTube，阴极射线管）显示器就是利用色光三原色工作的。在电视荧光屏和电脑显示器上看到的色彩，均是由RGB混合组成。其他色彩均是这三种色彩的混合叠加而成的。

印刷

三原色原理在印刷及织物印花上的应用，是运用印花浆或油墨的印膜吸收和反射光的变化，它与网点成色的情况是一样的。印花浆或油墨简称浆墨。在纸类或织物半阶调印花时，所用的浆墨必须是透明的，这样浆墨印膜的颜色变化是按照三原色色料减色法的规律表现的。

平面设计

在平面设计中使用三原色或类似三原色的例子非常多，三原色是色彩的三个本源，它们之间的分量平等，由于没有进行相互间的叠加，所以表现出比较纯粹、醒目的对比关系，三原色的使用可以产生色彩丰富、艳丽活泼、激动快乐的视觉感受。通常会在运动会、艺术活动、儿童事业等机构或相关产品品牌中使用此种色彩设计方法。

颜料

颜料和染料，一般彩天然的植物和矿物材料，或人工的化学合成材料制成，其显色原理是各种物质选择性吸收。

相关研究

混色系统

混色系统的理论依据是：任何色彩都可以由色光三原色混合而成。色光的三原色是红、绿、蓝，为光的原刺激，利用红、绿、蓝大正三色锦鲤光可混合所需要的色彩色光。根据这一原则，可以对任何色彩进行测定。方法是，选定一种色料，用仪器测定此色料的三种原刺激量，称为三刺激值。这样，色的刺激与色彩感觉就能以极其准确的定量方式加以标示。最重要的混色系统是以仪器测量色彩的CIE系统。

1931年，国际照明委员会（简称CIE）在剑桥举行的CIE第八次会议上，确立了CIE1931-XYZ系统，称之为“XYZ国际坐标制”，从而奠定了现代色度学的基础，它包括CIE混色题、CIE三维颜色空间。其中，每条从原点出发的射线与此平面的橡胶垫就代表了其色度值、色相与纯度。把这个平面投影到（X、Y）平面，投影后在（X、Y）上得到的马蹄形区域就是CIE色度图。CIE三维颜色空间则由x、y、z三基色作轴的锥形三维的颜色空间，它包含了所有的可见光色。

加法混合

加法混合是指色光的混合，两种以上的光混合在一起，光亮度公提高，混合色的光的总亮度等于相混合的各色光亮度之和。

减法混合

减法混合主要是指的色料的混合。白色光线透过有色滤光片之后，一部分光线被反射后而被选择的光线，减少掉一部分辐射功率，最后透过的光是两次减光的结果，这样的色彩混合称为减法混合。

中性混合

中性混合是基于人的视觉生理特征所产生的视觉色彩混合，而并不变化色光或发光材料本身，混色效果的亮度既不增加也不减低，所以称为中性混合。

色序系统

在CIE色度系统建立之前，很多颜色相关行业就曾尝试试制定各类各样的标准来对颜色进行统一，如印染行业各种各样的色样，印刷行业常见的色谱、生活中常用的涂料以及各种色彩标本等，各厂家和用户可以通过这些既定的标准来进行比较。将许多色样按照一定的顺序和规则排列起来，并且对其中所有的色样进行分别命名或者编号就构成了一类特定的色序系统。

一个完整的色序系统通常应该包括以下三个条件：①按照某种特定的顺序和规则来进行颜色排列。②每种颜色都有特定和唯一的标号。③该系统与CIE色度系统有对应的关系，便于计算和测量。

根据色序系统的定义，可以将色度系统分为两大类：具体系统和抽象系统，抽象系统是一种用来对颜色进行表示的体系，不一定存在实际的标准样，例如CIE色度体系。而具体系统则是采用实物色样来对颜色进行表现和标定的体系。

根据颜色排列规则，可将色序系统分为两大类：差别系统和类似度系统。差别系统是指将颜色按照颜色变化量在视觉上均匀等间隔改变的原则来排列，所有邻近色间的差别在视觉上是相同的，这类色度系统最为著名的是美国的孟塞尔颜色系统，其应用也最为广泛。类似度系统则是按照颜色在明度、色调、饱和度的感觉与标准颜色（基本色）的类似程度进行排列的，其中最为著名的是瑞典的自然色系统（NCS）。

颜色模型

基于三原色的原理，三原色光模式（RGB颜色模型火红绿蓝颜色模型）被认定是一种加色模型，将红（红色）、绿（Green）、蓝（蓝色）三原色的色光以不同的比例相加，可以产生多种多样的色光（加色混合）。

RGB颜色模型

在显示器发明之后，从黑白显示器发展到彩色显示器，人们开始使用发出不同颜色的光的荧光粉（如CRT）。或者不同颜色的滤色片（如LCD），或者不同颜色的半导体发光器件（如OLED和大型LED）来形成色彩，它们都选择红绿蓝这三种颜色的发光体作为基本的发光单元。通过控制RGB发光强度组合出了人眼睛能够感受到的大多数自然色彩，这就是常见的RGB颜色模型。RGB颜色模型称为加色混色模型，其使用RGB三色光相互叠加来实现混色的方法，因而适用于显示器等发光体的显示。

CMY颜色模型和CMYK颜色模型

CMY颜色模型是硬拷贝设备上输出图形图像的颜色模型，三原色为青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（黄色）。由于在彩色打印或印刷时，CMY模型不可能产生真正的黑色，因此在彩色打印或印刷中实际使用的是CMYK颜色模型，K为第四种颜色，表示黑色（黑色，K），弥补这三个颜色混合不够黑的问题。

HSI颜色模型

HSI模型是美国色彩学家孟塞尔（H.A.Munseu）于1915年提出的，其用H、S、I三个参数描述颜色特性，其中，H为颜色的波长，称为色调；S表示颜色的深浅程度，称为饱和度；I表示轻度或亮度。HSI颜色模型比较契合人的视觉对色彩的感觉。HSI颜色模型中，色调H和饱和度S包含了颜色信息，而强度I则与彩色信息无关。

相关概念

四色学说

E.Hering于1876年提出了对立颜色理论。他假定视网膜上有三种光化学物质，由于它们的破坏或再合成产生6种不同的色觉。这些光化学物质，每种包含有两个对立的颜色成分。例如“白和黑”，当这个物质破坏时，就对视神经发出冲动，而产生白色感觉；当它重新合成时，即产生黑色感觉。

白和黑是对立的，红色和绿色、黄色和蓝色是互补色，也是对立的。因此，就有对立颜色理论的名称。该名称和三色理论的不同处是，除红、绿、蓝三色外，还增加了黄色和黑色、白色。灰色可以认为是黑白的中间颜色，Hering理论除对黑白色不计算外，还有四种颜色，故又名四色色觉理论，简称四色学说。

五色学说

原始社会在技术和观念的共同作用下，“五色学说”开始萌芽。已有的最早记载，“五色”概念于公元前22世纪由舜帝提出。夏商周时期，“五色”进入发展期，人们从复杂的色彩种归结了物种基本色彩：青、赤、黄、白、黑。在战国和秦汉之际，“五色”进入体系化时期。系统而成熟的“五色”体系是“阴阳”和“五行”合流的产物。汉代，阴阳五行说体系基本完善，“五色”与五行、五脏等形成了固定的同构对应关系。

五色学说的原色由红、黄、青、黑、白五色组成。青、红（赤）、黄是色料三原色与红、绿、蓝色光三原色互补对应（在古代没有品红、洋红的说法，都以赤表示），而红、绿、蓝三原色是三色学说信息接收的基础。五色学说的原色中包含青、红、黄，符合现代视觉生理理论，而且更具有实用性。

六色学说

列奥纳多·达·芬奇提出了“白、黄、绿、蓝、红、黑”的“六种简单色”（即“六原色”）理论。此外，魏纳氏（Verner）去掉蓝色，提出真正的原色只有红、橙、黄、绿、青、紫六色的理论。

参考资料