问题

如何回答孩子问我「为什么越多的颜料混在一起会越来越黑」?

回答
“哎呀,这个问题问得太好了!你想知道为什么我们把各种颜色的颜料搅在一起,最后就变成了黑乎乎的一坨,对吧?这事儿说起来,其实跟我们看东西的方式还有点小秘密有关呢!”

“你知道吗?我们之所以能看到各种各样的颜色,是因为物体会吸收一些光,然后把另外一些光反射到我们眼睛里。比如,你看到的红苹果,是因为苹果吸收了红光以外的几乎所有颜色的光,只把红色的光反射出来,所以我们看到它就是红色的。”

“那颜料呢,它其实是特别小的颗粒,这些小颗粒就像小小的光线捕手。当很多很多颜料混在一起的时候,就好像聚集了非常非常多的‘光线捕手’。每种颜料都会把它自己喜欢的颜色吸走,把另外一些颜色放出来。”

“想想看,红色的颜料把绿色、蓝色这些颜色的光都吸走了,只反射一点点红光。黄色的颜料呢,它会吸走蓝色和紫色,然后反射红光和绿光,所以我们看到它的时候是黄色。蓝色的颜料,它吸走了红色和黄绿色,反射蓝色和一点点紫色。”

“现在,把它们都混在一起了!这下热闹了,就像一个大聚会。红色的颜料说:‘我把绿光和蓝光都收下了!’黄色的颜料说:‘我把蓝光和紫光都收下了!’蓝色的颜料也说:‘我把红光和黄绿光都收下了!’你看,它们就像在互相‘抢夺’光一样。每一种颜料都在尽可能多地吸收其他颜色的光。”

“当所有这些颜料都聚在一起,它们会把大部分颜色的光都吸收掉。也就是说,只有很少很少的光能够从这些混合在一起的颜料表面反射出来。因为能够被反射到我们眼睛里的光变得非常非常少,而且这些光已经失去了原本的颜色特征,变得非常非常杂乱,所以我们的眼睛就把它们识别为‘黑色’了。”

“你可以想象成,有很多人手里都拿着不同颜色的吸管,他们都在用力地把面前的彩色饮料吸到自己肚子里。当所有人都吸饱了,留下的水就会因为被吸走了太多的颜色,最后变得浑浊甚至看不出颜色来。颜料混在一起也是类似的道理,它们把光都‘吸’走了。”

“还有一种说法,有时候人们会把它跟光的混合对比,那是个很有趣的反面例子。我们看电视屏幕或者灯光,如果把红、绿、蓝三种颜色的光混合在一起,反而会变成白色,因为那是光的‘加法’,光越多越亮。但是颜料不一样,颜料的混合是‘减法’,它是在‘吸收’光,所以吸收得越多,反射出来的光就越少,颜色就越暗,最后变成黑色。”

“所以啊,这就像颜料在玩一个‘光线躲猫猫’的游戏,它们互相‘藏’起来大部分的光,最后剩下的光太少太杂了,我们就看不出原本鲜艳的颜色,只能看到一片黑乎乎的了。”

“下次你想让颜色变鲜艳点,就可以试试只用两种颜色混,或者用对比色(比如红配绿)混,你会发现结果会不一样哦!这就是颜料的神奇之处,它们在光线的舞台上表演着自己独特的魔术!”

网友意见

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我觉得这是因为你不会调色[doge]。

不过如果你随便把各种颜色的颜料混在一起确实会变黑,这我倒可以解释一下,虽然我也不会调色,不过我会物理。

这要从物质的显色原理说起了,当光照射到物质上,会发生吸收、透射、反射等。不同的物质由于其组成和结构不同,会吸收不同波长的光,也就是吸收不同颜色的光。物质的颜色便主要取决于物质吸收了什么颜色的光,你看到的颜色就是所吸收的色光的互补色。

色彩学其实是一个非常复杂的事情。

我们先来了解一下三原色,光学三原色是红色(700nm)、绿色(546.7nm)、蓝色(435.8nm)的高纯色光,就是传说中的R(Red)、G(Green)、B(Blue),这三种色光组合可以得到我们能看到的绝大多数光。人眼能看到的所有色彩大致都位于下面这个奇异的三角形中(当然也因人而异),这就是CIE色度空间,其曲线边界就是可见光的单色光曲线,这个图的绘制并不简单,这里就不介绍了。不难看出,选择RGB三种色光可以混合得到尽可能多的混合色,在CIE色度图上占有较大区域。当然,你也可以加入第四种色光或更多色光以尽可能的拟合CIE色度图。不过没必要。

颜料的三原色与光学混合色不同,颜料三原色分别是黄色(Yellow)、青色(Cyan)和品红色(Magenta),它们分别是光学三原色蓝、红、绿的补色,两两混合可以得到光学三原色,因此组合可以得到其他混合色。

这里的补色就是指两种互补的单色,补色机制也分为光学互补色与美术上的互补色。光学上,两种单色光如果以适当比例混合可以产生白光,则称两种颜色为互补色;美术上的三原色与光学不同,其互补色为色相环上成180°角的两种颜色,两种互为补色的颜料混合可以得到灰白色,即颜色暗淡的白色。

因此,对于物质来说,我们看到的颜色是吸收的单色光的补色。

举个例子。对于普通玻璃,对所有色光都不会发生明显吸收,所有色光都可以透过玻璃,因此我们可以看到来自玻璃另一面的所有色光,那这种物质就是透明的;而对于彩色玻璃,比如橙黄色玻璃,主要吸收蓝光,则我们接受的光种缺少蓝光成分,则我们看到的颜色即为橙黄色;而对于不透明的物质,例如绿叶,绿叶中的叶绿体,含有叶绿素、叶黄素、花青素等色素,主要吸收红光和蓝紫光,则剩余色光中红光成分和蓝紫光成分减少,其光学补色是绿色,因此,我们看叶子是绿的;那相应的,黑色的物质会吸收可见光波段的所有色光(实际上并没有能完全吸收所有可见光波段的物质),因此光照射到这种物质上,就不会有光反射进入人眼,这就是黑色的;而白色的物质就会反射所有色光而不会吸收,因此进入人眼的光含有各种成分的单色光,混合起来就是白色的。

回到题目本身,你就可以发现,如果我将两种不同颜色的颜料混在一起,其实会得到新的颜色,尤其是如果是两种三原色的颜料。我们再举个例子

如图所示,我们可以用品红色(图中M层)和黄色(图中Y层)组合出红色。由于品红色是绿色的补色,会滤去绿色光,黄色是蓝色的互补色,会滤去蓝色光,因此只有红色光被反射,最后混合颜料就是红色的。绿色颜料和蓝色颜料也可以用同样方法得到,而将三种颜料混合再一起,就会同时滤去光学三原色的三种色光,看起来就是黑色(其实应该是深灰色)。

这里给出一些常见的颜色的混合比例。各位读者可以参考一下,题目中的小朋友也可以试试按比例调配一定的颜料会不会变黑。

因此,只要你掌握方法,就可以得到各种色彩丰富的颜料。但当你随意混合颜料时,滤去的色光就会变多,同时由于颜料层变厚,看起来会越来越黯淡,所以看起来就是越来越黑。不过,有一个好消息,如上文所说,你其实不会得到纯黑的颜料,因为没有物质可以吸收所有色光,即便是在可见光波段。

当然以上仅仅是从色彩本身讨论,颜料本身的性质也会影响最终呈色。例如,传统的的矿石颜料是由各种具有颜色的矿石磨成粉加胶做成的。这种颜料中的矿石颗粒大小也会影响颜色,一般大颗粒没有小颗粒透明性好,例如石绿,随着颗粒由大变小,颜色会有明亮的翠绿色逐渐变为粉绿色。有的绘画作品再调色时也会利用颗粒大小搭配出层次丰富的色彩。因此,实际颜色调配是一件非常复杂的学问。不过这我就不懂啦。

参考资料:

[1]王在春.三原色应用原理[J].北京纺织,1992(02):26-28.

[2]陈荣圻.三原色染料(一)[J].印染,2002(04):30-33+54.

3. CIE 1931 color space | Wikipedia

4. Color space | Wikipedia

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