孟塞尔色彩系统

在比色法中,孟塞尔色彩系统(Munsell color system)是一种根据三种色彩尺寸(色调,数值(亮度)和色度(色彩纯度))指定颜色的色彩空间。它由Albert H. Munsell教授在20世纪的前十年创建,并被美国农业部采纳为20世纪30年代土壤研究的官方色彩系统。

一些较早的色彩顺序系统已经将颜色置于一种或另一种形式的三维颜色固体中,但是孟塞尔是第一个将色调,价值和色度分离为感知均匀和独立维度的颜色,并且他是第一个系统地说明三维空间中的颜色。孟塞尔的系统,尤其是后来的变化,是基于严格测量人体对颜色的视觉反应,并将其置于坚实的实验科学基础之上。由于这种基于人类视觉感知的基础,Munsell的系统已经超越了当代的色彩模型,虽然它已被CIELAB(L * a * b *)和CIECAM02等模型的一些用途所取代,但它今天仍然被广泛使用。

说明

该系统由三个独立的维度组成,可以用三维圆柱形表示为不规则颜色固体:色调,以水平圆周围度数衡量;色度,从中性(灰色)垂直轴径向向外测量;和值,从0(黑色)到10(白色)垂直测量。孟塞尔通过测量人类视觉反应来确定沿着这些维度的颜色间距。在每个维度上,孟塞尔颜色尽可能地接近感知上的均匀性,这使得形状非常不规则。 Munsell解释说:

如果想要适合所选择的轮廓,如金字塔,圆锥体,圆柱体或立方体,再加上缺乏适当的测试,就会导致很多颜色关系的扭曲陈述,并且显而易见的是,当物理测量颜料值和色度时研究,没有规则的轮廓将服务。

– Albert H. Munsell,“颜料颜色系统和符号”
色调
每个水平圆圈Munsell分成五种主要色调:红色,黄色,绿色,蓝色和紫色,以及相邻主要色调之间的中间色调(例如YR)。这10个步骤中的每一个,以给定数字5命名的色调,然后被分成10个子步骤,从而100个色调被赋予整数值。在实践中,彩色图表通常以2.5为增量指定40种色调,例如10R进展到2.5YR。

在色调圆的相对两侧,具有相同值和色度的两种颜色是互补色,并且与相同值的中性灰色相加混合。下图显示了40个均匀间隔的孟塞尔色调,补色垂直对齐。


值或亮度沿着颜色固体垂直变化,从底部的黑色(值为0)到顶部的白色(值为10)。中性灰色位于黑色和白色之间的垂直轴上。

在孟塞尔绘制的底部黑色到顶部白色的亮度之间有几种颜色的固体,它们之间有一个灰色的梯度,但这些系统忽略了保持水平切片上的感知亮度恒定。相反,他们绘制了完全饱和的黄色(光),并沿着赤道完全饱和的蓝色和紫色(黑色)。

浓度
从每个切片的中心径向测量的色度表示颜色的“纯度”(与饱和度相关),较低的色度不太纯(如粉蜡笔中更多地被洗掉)。请注意,色度没有固有的上限。色彩空间的不同区域具有不同的最大色度坐标。例如,由于眼睛的性质和颜色刺激的物理原因,浅黄色比浅紫色具有更大的潜在色度。这导致了很多可能的色度级别 – 对于某些色调值组合,高达30s(尽管用这种高色度的颜色制作物理对象是困难的或不可能的,并且它们不能在当前的计算机显示器上再现) 。生动的纯色在大约8的范围内。

指定一种颜色
通过按照该顺序列出色调,值和色度的三个数字来完全指定颜色。例如,中等亮度和相当饱和的紫色将是5P 5/10,其中5P表示紫色色调带中间的颜色,5 /意味着中等值(亮度),以及10的色度(参见色板)。

历史和影响
在18世纪和19世纪期间,使用三维彩色固体来表示所有颜色的想法得到了发展。包括:1758年托比亚斯梅耶尔创作的双三角金字塔,1772年约翰海因里希兰伯特创作的单三角金字塔,1810年菲利普奥托龙格创作的一个球体,1839年米歇尔欧仁谢弗勒创作的半球,1860年由Hermann von Helmholtz设计的一个圆锥体,1868年由William Benson设计的倾斜立方体,以及August Kirsc设计的倾斜双圆锥体

历史和影响
在18世纪和19世纪期间,使用三维彩色固体来表示所有颜色的想法得到了发展。包括:1758年托比亚斯梅耶尔创作的双三角金字塔,1772年约翰海因里希兰伯特创作的单三角金字塔,1810年菲利普奥托龙格创作的一个球体,1839年米歇尔欧仁谢弗勒创作的半球,1860年Hermann von Helmholtz的圆锥体,1868年William Benson的倾斜立方体,以及1895年August Kirschmann的倾斜双圆锥体。这些系统变得越来越复杂,Kirschmann甚至认识到不同颜色的明亮色彩之间的差异色调。但他们都保持纯粹的理论,或者在适应所有颜色方面遇到实际问题。此外,没有一个是基于对人类视觉的严格科学测量;在孟塞尔之前,色调,价值和色度之间的关系并不了解。

阿尔伯特孟塞尔是麻省理工艺术学院(现马萨诸塞州艺术与设计学院或MassArt)的艺术家和艺术教授,他想创造一种“合理的颜色描述方式”,用十进制符号而不是颜色名称他觉得是“愚蠢的”和“误导性的”),他可以用它来教他的学生颜色。他于1898年首先开始对该系统进行工作,并于1905年以完整形式在“颜色符号”中发布。

该体系的最初体现(1905年阿特拉斯)作为理论体系的物理表征存在一些缺陷。在1929年的Munsell彩色书中,通过美国光学学会在20世纪40年代进行的一系列广泛的实验,这些实验得到了显着改进,导致了现代Munsell彩色书的符号(样本定义)。虽然已经发明了几种Munsell系统的替代品,但是基于Munsell的基本理念 – 包括美国光学协会统一色标,以及国际照明委员会CIELAB(L * a * b *)和CIECAM02色彩模型 – Munsell系统目前仍在广泛使用,其中包括ANSI,用于定义法医病理的皮肤和头发颜色,USGS用于匹配土壤颜色,用于牙科修复体色调选择期间的口腔修复术以及用于匹配啤酒颜色的啤酒厂。