在本书介绍的所有主题中，这部分关于色彩理论的内容可能是最令人费解的。虽然对颜色光谱的基本理解很容易发展，但色彩理论几乎是一门极其复杂的学科，既有科学的根基，也有艺术的根基。因此，以一种既符合艺术史又符合科学真相的方式学习色彩构图可能是一项艰巨的任务，我看到许多设计师在最基本的问题上跌跌撞撞：黄色是原色吗？哪些颜色组合是和谐的？蓝色的真正互补色是什么？
我希望关于色彩理论历史的这一章能够通过突出该领域关键人物的错误和成功来帮助回答其中一些问题。在这个简短而狭隘的引言中，我特别感兴趣的是两个截然不同但又相互关联的领域之间的冲突，这两个领域都是在“色彩理论”的术语下运作的：艺术色彩理论，它关注美术中色彩组合的视觉效果，而科学色彩理论，它通过日益复杂而精确的颜色模型来描述颜色的本质。接下来的章节将建立在这一章学到的经验教训的基础上，我相信设计师必须对这段历史有一个扎实的理解，才能做出关于颜色的正确决定。
最早已知的关于颜色的理论之一可以在古希腊写的短文“论颜色”中找到。这本书最初被认为是亚里士多德写的，但现在人们普遍认为它是由他的巡回学派的成员写的。基于对颜色在自然界中行为的观察，本文认为所有的颜色都存在于黑暗和光之间的光谱中，四原色来自四种元素：火、空气、水和土。这在今天看起来可能相当奇怪和猜测，但这些观察在当时是有意义的：一种植物地上是绿色的，根部是白色的，因此颜色一定来自太阳。同样，干燥的植物也会失去鲜艳的颜色，因此水也会提供颜色。这一理论是几个世纪以来颜色理论家如何使用颜色来建立宇宙的一般理论的典型。尽管有错误的理论，但“颜色论”有一系列重要的观察结果，比如“黑暗根本不是一种颜色，而只是一种没有光的颜色”1--这一发现是通过观察云层变厚时是如何变暗的来推动的2。
像其他许多科学领域一样，艾萨克·牛顿在1704年出版第一版“光学”时，完全重新定义了关于光的行为的传统理论。牛顿没有把光看作是一种颜色的虚空，而是发现白光是整个光谱中所有颜色的组合。他实验的基础是一个众所周知的现象：当你通过棱镜照射白光时，光被分成不同颜色的光谱。然而，牛顿发现他可以将这些光谱颜色重新组合起来，再次把它们变成白光。
牛顿还发现，如果他将光谱的第一种颜色(红色)和最后一种颜色(紫色)混合在一起，他就可以产生洋红，这是一种彩虹中不存在的光谱外颜色。这促使他将光谱包裹成一个圆圈，开始了使用基本形状来表示颜色之间关系的传统。牛顿使用圆圈是因为它可以通过指向两种颜色中间的颜色来预测这两种颜色的混色结果。牛顿圆圈上的颜色彼此之间有不对称的距离，因为牛顿希望圆圈有七种颜色-准确的一周天数和八度3的音符。
当牛顿对颜色的科学解释感兴趣时，德国诗人沃尔夫冈·冯·歌德(Wolfgang Von Goethe)从1810年开始致力于他的著作“颜色理论”(Theology Of Colors)，以更多地以人为中心分析颜色的感知。通过一系列实验测量眼睛对某些颜色的反应，歌德创造了可以说是有史以来最著名的色圈。这个圆圈有三种原色-洋红、黄色和蓝色-他认为这三种颜色可以混合光谱中的所有其他颜色。
这本书在许多方面与牛顿的理论不符，因为歌德认为创造颜色的是棱镜，而不是光，黑暗并不是没有光。尽管牛顿最终赢得了关于光的本质的争论，但歌德的工作对我们来说很重要，因为它关注的是颜色对人类的认知效果。他对余像和视觉错觉效果的研究特别有趣，因为它指向了约翰尼斯·伊顿(Johannes Itten)和约瑟夫·阿尔伯斯(Josef Albers)后来的作品。
尽管牛顿和歌德的色圈可能看起来彼此不一致，但在某种程度上，他们都是正确的
为了创造一种统一的颜色符号--就像我们从音乐符号中知道的那样--艺术家们很快就开始将彩色光谱描绘成3D立体。在托拜厄斯·梅耶尔(Tobias Mayer)死后于1775年出版的著作“色彩评论的亲和力”(The Affity Of Color Comments)中，可以找到一个同时存在的例子。梅耶尔试图准确地定义人眼可以看到的个别颜色的数量，这需要他增加另一个维度来表示每种颜色的亮度变化。梅耶尔用绘画中的三种传统原色-红色、黄色和蓝色-画出了一个三角形的角落，并通过将相反的颜色混合在一起将这些角落连接起来。与传统的色圈不同，他通过将不同亮度的三角形堆叠在一起，创造了这个三角形的许多变体。这使得通过颜色在3D空间中的位置来定义颜色成为可能，这是一种至今仍在使用的技术。梅耶尔最终未能用感知上一致的步骤创建颜色模型，因为他不理解人眼的不规则性。
德国画家菲利普·奥托·朗格(Philipp Otto Runge)在创作他的彩色光谱球面表示法时也采用了同样的方法，并于1810年发表在他的彩色球体手稿中。龙格的球体有白色和黑色的两极，中间有彩色的带子。然而，就像它之前的许多其他颜色表示一样，该模型没有区分亮度和饱和度，这意味着最终得到的模型在颜色强度上几乎没有变化。这个球体与梅耶尔三角形有相同的问题，因为台阶在视觉上并不均匀。
从1839年开始，米歇尔·欧仁·雪佛鲁(Michel Eugène Chevreul)试图在他的半球颜色系统中解决这个问题。他没有通过关注所用颜料的数量来混合颜色，而是完全根据感知上看起来是正确的混合来进行选择。受歌德工作的启发，切弗鲁尔使用后图像来测试他的混合物的有效性。当一个人长时间盯着一个绿色的正方形，然后看着一面白色的墙，一个洋红色的正方形就会出现。这是因为眼睛的绿色感光器疲劳造成的，切弗鲁尔利用这一点在他的模型7中建立了互补色。
最具历史意义的彩色立体之一是美国画家阿尔伯特·亨利·孟塞尔(Albert Henry Munsell)在20世纪初创作的。和他之前的同龄人一样，孟塞尔希望用感知上一致的步骤来制作一个模型，尽管他是一名画家，但他的方法非常科学：他使用人体试验对象和他发明的一系列机械仪器来创建一个非常精确的模型。关于孟塞尔色彩系统的一个重要细节是，他将色彩空间划分为三个新的维度：色调决定了颜色的类型(红色、蓝色等)，值决定了颜色的亮度(亮或暗)，色度决定了颜色的饱和度(颜色的纯度)。直到今天，这些尺寸仍在RGB颜色模型的某些表示中使用。
孟塞尔最初试图将他的颜色安排在球体中，但他指出，“想要符合选定的轮廓，如金字塔、圆锥体或立方体，再加上缺乏适当的测试，导致了许多关于颜色关系的歪曲陈述”8。本质上，孟塞尔意识到，他的纯色必须有一个不规则的形状才能适合他的颜色。对此的解释相当简单。低亮度的颜色在零饱和度和全饱和度之间的可见颜色要少得多(零亮度的颜色只有一种，即黑色)。同样，一些色调比其他色调具有更大的范围。您可以在红色和白色之间混合比在黄色和白色之间混合更多的可见颜色，因为黄色是一种较浅的颜色。孟塞尔颜色系统的另一个重要细节是，他更喜欢使用数学语法而不是颜色名称来指示颜色在颜色空间中的位置。这与我们今天在编程语言中定义颜色的方式没有什么不同。孟塞尔的色彩系统有其缺陷和不一致之处，但它成功地以一种前所未有的方式架起了艺术和科学之间的桥梁，它仍然是许多美术院校课程的基础。
20世纪初的许多欧洲艺术运动都对艺术的主观体验产生了浓厚的兴趣，虽然德国的包豪斯学校是一所专注于现代艺术、设计和建筑方法的学校，但包豪斯的教师撰写了两本关于色彩和感知的重要出版物：约翰尼斯·伊滕(Johannes Itten)的“色彩的艺术”(The Art Of Color)9和约瑟夫·阿尔伯斯(Josef Albers)的“色彩的互动”(Interaction Of Color)10。
作为马兹达兹南宗教的追随者，伊顿的艺术观深受其精神信仰的影响。遵循严格的素食，他以和他的学生一起进行有节奏的呼吸练习而闻名，以便让他们充分发挥他们的创造潜力11.在他心目中，就像Goet一样
约翰尼斯·伊顿13岁。
在这里，Itten对调色板的个人偏好渗入了对颜色和主题的不必要的严格概括。谁能说在设计食品标签时不能有效地使用黄色条纹或蓝色圆点呢？
约瑟夫·阿尔伯斯(Josef Albers)是伊顿在包豪斯学院的学生，他在1963年的“色彩互动”(Interaction Of Color)中采取了一种更具示范性的方法。阿尔伯斯使用不透明的彩色纸片，展示了颜色的高度动态性质，特别是人类如何根据周围的颜色来感知颜色。阿尔伯斯并没有试图建立某种统一的理论来解释为什么颜色会有这样的行为方式，而是描述了学生们如何重复这些实验来自己体验它。这使得“色彩的互动”成为色彩构图方面最重要、最经得起考验的书籍之一。下面的照片是他最著名的例子之一，彩色背景上有两个小方块。观众很自然地认为这些正方形充满了来自相反背景的颜色，而实际上它们是完全相同的颜色。
如上所述，我们的艺术史上充满了关于原色本质的争论，这在一定程度上是由于对减色和加色模型的混淆造成的。众所周知，很难将深色颜料中的黄色混合在一起，这就是为什么歌德和其他艺术家认为黄色是一种“纯粹”的颜色，其质量与光谱中的其他颜色不同。今天我们知道，原色的概念实际上是一个相当武断的概念，颜料没有“纯”原色这回事。人们可以选择任意三种颜色来混合光谱的一个子集，虽然一些原色可以混合更大范围的颜色，但不可能在减色模型中混合整个可见的颜色光谱。
“结论[.]。原色只是有用的虚构。它们要么是色觉数学模型采用的假想变量，要么是不完美但经济的折衷方案，用于特定的混色目的，使用灯光、颜料、染料或油墨。“。
布鲁斯·麦克沃伊14。
这些发现被深度整合到我们日常使用的设备中。具有减色混色的台式打印机和其他基于颜料的打印机制的行业标准是基于CMY颜色模型的三种颜色：青色、洋红和黄色。现在很好地理解，这组特定的颜色可以在墨水中混合可接受的颜色范围。打印机也有黑色墨水，因为这些原色不能混合成真正的黑色，而且它还有节省昂贵彩色墨水的额外优势。但是，专业打印机可以拥有更多的墨盒，以获得更好的颜色精度。爱普生是数字印刷技术的领先者，在其UltraChrome®HDR技术中使用10种油墨颜色。
具有加性混色的计算机屏幕和其他基于光的显示技术的行业标准是基于RGB颜色模型的每个像素具有三原色：红色、绿色和蓝色。这三种颜色混合到可接受的可见光谱范围内，其确切数量不仅取决于显示器的质量，还取决于计算机的显卡。今天的任何数码设计工具都将允许设计师根据这三种原色的组合来定义颜色。RGB和CMY颜色模型的一个特殊优点是，即使它们具有不同的原色，它们也共享互补色。
就像今天人们对颜色的科学性达成了共识一样，人们也知道，人类对颜色的体验是一个高度复杂和主观的现象。人们普遍认为，不可能创造一个关于色彩和谐的简单的、可预测的理论-歌德和伊顿相信的那种方法。很多因素决定了你对特定颜色组合的反应，包括性别、年龄、情绪、个人背景和当前的社会趋势15。从某种意义上说，这应该会让有抱负的设计师松一口气。首先，它让他们不必参与关于哪个颜色圈有“正确的”互补色的无关紧要的讨论。此外，如果找不到简单的算法来寻找调和颜色，学生就别无选择，只能用自己的眼睛。
当阅读这篇关于艺术家和科学家的报道时，他们把自己的职业生涯献给了创造模型，帮助其他艺术家就色彩构成做出明智的决定，应该清楚的是，今天设计师与颜色的互动方式-拾色器-还有很多不尽如人意的地方。拾色器是无处不在的，就像它被打破一样：在过去的十年里没有重大的变化，它无法提供有意义的光谱的视觉表示，即使这样的模型已经存在了300多年。取而代之的是，它使用矩形区域一次显示一种色调，设计师无法可视化所选颜色之间的关系，甚至无法理解感知上均匀的颜色模型与其对应颜色模型之间的差异。其结果是，这整个色彩理论的历史在现代设计工具中被忽视了，这意味着学生们也迷失了它。
幸运的是，我们在这本书中没有拘泥于数字设计工具。在接下来的章节中，我们将研究配色模型、配色空间和许多可用于在代码中生成配色方案的技术。为了不像我们前面的人那样犯同样的错误，这些章节将不会寻求提出一个统一的理论来说明哪些颜色最适合某些场景。相反，我们将了解调色板，并学习如何查看不同颜色组合的效果。这将有望使学生形成坚实的理论基础，以此作为他们实践的基础。