色彩原理解析：三原色、色彩三要素與色彩模型
在上篇文章《色彩原理解析：其實我們生活在一個「無色」的世界裡》中我們了解到色彩並不是自然界中固有存在的屬性，而是光通過眼球中視錐細胞進行解析後傳遞給大腦的一種色彩信號。
在這篇文章中，我們會基於之前的色彩原理來學習三原色以及色彩模型。
色光三原色和 RGB 色彩模型
由於人眼中的三種視錐細胞分別用來感知光中紅色、綠色、藍色的強度，而所有其他顏色都是按照這三種視錐細胞不同的刺激強度組合形成的，所以結合人眼的生物特性，通過 CIE XYZ 色彩空間的計算和定義，將波長為 700nm 的紅色（Red）、波長為 546.1 nm 的綠色（Green）以及波長為 435.8 nm 的藍色（Blue）作為色光三原色引入色彩體系中。
所以以色光三原色為基礎構建的色彩模型就被稱為 RGB 色彩模型，同時它屬於光的加色模式，因為其他顏色都是由三原色光疊加而形成，當三原色一起疊加的時候，就形成了白色。
當我們在設計或者程序中使用 RGB 色彩模型的色值時，會採用 rgb(0~255, 0~255, 0~255) 的調用方式或者 #FFFFFF 6 個十六進位數字的調用方式，這兩種調用方式能夠獲得 2 的 24 次方也就是大約 1678 萬種色彩。
色料三原色和 CMYK 色彩模型
將色光三原色兩兩混合以後，就形成了另外三種顏色，分別是「黃色（Yellow）、青色（Cyan）、品紅（Magenta）」，而這三種顏色正是印刷顏料里的三原色，也稱為「色料三原色」。
色光三原色和色料三原色的區別是什麼？
簡單理解，色光三原色本身就是發光體，由自身發射的光直接進入眼睛產生色彩視覺信號。
而色料三原色本身並不能發光，而是將光中無法吸收的顏色反射入眼睛裡，所以它們的色彩反饋機制是不同的。
舉個例子。
假設在一個完全黑暗的環境中，有一面黃色的牆面（由於沒有光，這面黃色的牆也是不可見的），將一束白光（由紅綠藍混合而成）打到這面牆上。
那麼產生的結果是，白光中的藍光被牆面吸收，而紅光和綠光被反射回來，由於紅光混合綠光是黃光，所以我們看到這面牆就變成了黃色。
同理可得，品紅色實際上是吸收了光裡面的綠光並反射了藍光與紅光；青色實際上是吸收了光里的紅光並反射了藍光與綠光。
正由於這三種色料分別都能夠吸收一種不同的色光三原色，所以當三種色料混合的時候，將所有的色光三原色都吸收，最後就變成了黑色。
基於這三種色料三原色建立的色彩模型，就稱為 CMY 色彩模型。而正因為這種色彩模型里的色彩是通過吸收光裡面的色光而形成的（相當於減去光裡面的色光），所以又稱為減色模式。
不過，雖然從理論上而言色料三原色完全混合會形成純黑色，但實際結果是混合後並非純黑，所以為了獲得更為純正的黑色並且降低印刷成本，所以在印刷中加入了新的一種顏色黑色（blacK），由於 B 字母已經被 Blue 佔用了，所以取末尾 K 作為黑色的縮寫，最後形成了我們通常見到的 CMYK 色彩模型。
當我們在設計或者程序中使用 CMYK 色彩模型的色值時，會採用每個色值 0%～100% 油墨量來表示。
伊登 12 色環
有些學過美術理論的朋友可能會說：不對啊，以前學色彩的時候，明明「紅黃藍」才是色料三原色啊，為什麼到你這裡就成黃色、青色、品紅了呢？
其實「紅黃藍」作為色料三原色的歷史可以追溯到牛頓之後的沃爾夫岡·馮·歌德（Wolfgang von Goethe），當時歌德基於牛頓的色彩理論創造了有史以來最有名的色環，而在這個色環里，歌德將洋紅色、藍色、黃色定義為色料三原色。
而近代著名的色彩學大師美國籍教師伊登在經過各種研究以後提出了著名理論「伊登十二色環」，在這個色環理論中，以紅色、黃色、藍色作為三原色進行色彩研究，並且對後面的色彩理論尤其是美術領域的色彩理論造成了很大影響。
實際上，通過我們上述的理論分析能夠證明，伊登十二色環里的三原色取值是有問題的，這也可能受限於當時的印刷技術，沒能獲取更為純的品紅和青色而導致的結果。
基於 CMY 的色彩模型，其實可以將伊登十二色環加以改進，我們稱之為 「CMY 十二色環」。
色彩三要素與 HSB 色彩模型
還是以色光三原色為基礎，兩兩混合後獲得了 6 種顏色。
再用這 6 種顏色相鄰混合獲得了共 24 種顏色。
基於這基礎的 24 種顏色，就獲得了我們經常會用到的色相環，色相區間為 0°～360°。
這色相環就是色彩三要素「色相、飽和度、明度」里的色相（Hue），也就是 HSB 色彩模型里的 H。
而飽和度（Saturation）是指一個顏色的鮮艷程度，最低為灰色，最高為該顏色本身。在使用中我們以 0%～100% 的飽和度來表示。
明度（Brightness）是指一個顏色的明亮程度，最低為黑色，最高為該顏色本身。在使用中我們以 0%～100% 的明度來表示。
而基於這三個維度，形成了我們常見的 HSB 色彩模型，通常用一個倒錐形表示。
順帶提一下，除了 HSB 色彩模型之外，大家應該還聽過另外一個類似的色彩模型也就是 HSL 色彩模型，這裡的 HSL 分別是指色相（Hue）、飽和度（Saturation）以及亮度（Lightness/Luminance）。
前兩者跟 HSB 都是一致的，只有最後一項 Lightness 的跨度是從白色到黑色（不管任何色相），所以它的色彩模型會有所不同。
總結
通過三種不同的色彩模型，能夠讓我們更了解色彩之間的關係，並且採用最合適的色彩模型來進行日常設計工作。
參考資料：
A short history of color theory
https://zh.wikipedia.org/wiki/CIE1931%E8%89%B2%E5%BD%A9%E7%A9%BA%E9%97%B4
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2%E7%92%B0
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