田少煦，單 皓，傅向華

1)深圳大學(xué)國(guó)家文化創(chuàng)新研究中心，深圳 518060； 2)深圳大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，深圳 518060；3)深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，深圳 518060

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【土木建筑工程 / Architecture and Civil Engineering】

基于數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)

田少煦1，單 皓2，傅向華3

1)深圳大學(xué)國(guó)家文化創(chuàng)新研究中心，深圳 518060； 2)深圳大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，深圳 518060；3)深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，深圳 518060

分析我國(guó)城市色彩設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，解剖當(dāng)前城市色彩設(shè)計(jì)媒介單一、色彩域狹窄、設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單等現(xiàn)狀，找出其與城市建設(shè)之間存在的差距. 引入跨媒介色彩理論，提出基于數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)方法,該方法通過融合色料媒介和數(shù)字色彩媒介，承載城市文脈和色彩意象，拓展城市發(fā)展內(nèi)涵，圍繞計(jì)算機(jī)色彩三維模型的橫截面和縱截面進(jìn)行色彩設(shè)計(jì)，嘗試實(shí)現(xiàn)色彩設(shè)計(jì)與數(shù)字城市的無縫對(duì)接，展示現(xiàn)代城市色彩設(shè)計(jì)中的數(shù)字色彩魅力.

建筑藝術(shù)；城市設(shè)計(jì)；色彩學(xué)；數(shù)字色彩媒介；城市色彩設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)顏色

20世紀(jì)90年代，留法學(xué)者宋建明先生帶回了法國(guó)著名色彩大師讓·菲利普·朗科羅的“色彩地理學(xué)”理論，這是一門介于自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)之間的跨界學(xué)科，它將自然和人類活動(dòng)的空間分布以及色彩學(xué)結(jié)合起來，在新地理學(xué)的基礎(chǔ)上，從地緣性及文化學(xué)的角度審視、考察和研究色彩及其相關(guān)問題[1].

自此以后，城市色彩設(shè)計(jì)在我國(guó)悄然興起，一些國(guó)外的城市及環(huán)境色彩設(shè)計(jì)的書籍先后被引進(jìn)[2-4]. 一批建筑師、城市規(guī)劃師和藝術(shù)設(shè)計(jì)師紛紛投入到這場(chǎng)波及全國(guó)的色彩實(shí)踐中來[5].但這項(xiàng)舶來的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)由于沒有經(jīng)過充分發(fā)酵和本土化改造，在理論和方法上存在諸多缺陷[6]，檢討這些存在的問題，提出有針對(duì)性的改進(jìn)方法，有利于推進(jìn)我國(guó)城市色彩設(shè)計(jì)的健康發(fā)展.

1 當(dāng)前我國(guó)的城市色彩設(shè)計(jì)運(yùn)作

1.1“色彩地理學(xué)”的理論基礎(chǔ)

在我們生存的地球上，由于地理環(huán)境的不同和人類文化的差異，形成了各地不盡相同的區(qū)域色彩.各地不同的地理環(huán)境直接影響了種族、習(xí)俗和文化等方面的成型與發(fā)展，從而導(dǎo)致了不同的色彩表現(xiàn).這就是“色彩地理學(xué)”的基本含義[1].

“色彩地理學(xué)”以“新地理學(xué)”為基礎(chǔ)，提出了“景觀色彩特質(zhì)”的觀點(diǎn).它是指構(gòu)成景觀形象的與地理和色彩相關(guān)的一系列要素，如地貌特征、土壤的色彩、植物、用當(dāng)?shù)夭牧现瞥傻慕ú呐c建筑風(fēng)格、體現(xiàn)在民俗上的特殊裝飾等.建筑和建筑群是這個(gè)特定空間中的主體，它們的型制、材料以及筑造方式，都與該地域的自然、人文環(huán)境緊密相聯(lián).那些來自本地區(qū)的建材材料，同當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境色彩有著千絲萬縷的聯(lián)系，本身就滲透著難以形容的色彩之美的魅力；那些被用作建筑裝飾的色彩及其裝飾方式和對(duì)美的認(rèn)識(shí)，也都源于這個(gè)地域所特有的傳統(tǒng)文化，隨著歷史的演化而逐漸形成了獨(dú)特的審美系統(tǒng).可謂一方水土，養(yǎng)一方文化，一方文化，顯一方景觀的色彩特質(zhì)[7].這一觀點(diǎn)，成為中國(guó)城市色彩設(shè)計(jì)的基本理論來源.

1.2 城市色彩的調(diào)查與采樣

城市色彩設(shè)計(jì)，首先要進(jìn)行城市的色彩采樣調(diào)查.設(shè)計(jì)者以數(shù)字測(cè)色儀、色卡和傳統(tǒng)的色彩調(diào)查手段，對(duì)城市的傳統(tǒng)建筑、現(xiàn)代建筑、橋梁、街道、家居環(huán)境、自然環(huán)境、景觀、照明與裝飾燈光等進(jìn)行調(diào)查分析，確定城市自然、人文色彩中的主色和輔色，從而建立起城市地方性色彩譜系、形成該城市的城市色彩數(shù)據(jù)庫.

1.3 凝聚城市標(biāo)志色，歸納城市色彩譜系

城市色彩可以涵蓋、表達(dá)城市文化，也可以符號(hào)化表現(xiàn)城市形象.因此，通過分析城市總體色彩環(huán)境，結(jié)合城市性質(zhì)特征，凝聚城市標(biāo)志色，是借助色彩語言，概括表現(xiàn)城市形象的重要內(nèi)容[8].

城市標(biāo)志色確定后，還須分析和歸納城市的總體色彩譜系.它包括主輔色譜和點(diǎn)綴色譜，這些輔色、點(diǎn)綴色的色彩之間形成相對(duì)協(xié)調(diào)的色彩關(guān)系，由此構(gòu)成城市色彩的總體傾向.

1.4 確定城市的功能區(qū)表識(shí)系統(tǒng)色彩

結(jié)合城市色彩片區(qū)和色彩空間分布結(jié)構(gòu)，劃定城市色彩控制范圍與層面，選擇城市重要功能區(qū)、景觀區(qū)和重點(diǎn)項(xiàng)目周邊地區(qū)，編制色彩規(guī)劃，提供推薦色譜與配色方案.色彩控制的主要內(nèi)容有建筑色彩、建筑群體色彩、空間節(jié)點(diǎn)色彩和空間廊道色彩等.

2 傳統(tǒng)色彩系統(tǒng)與城市色彩設(shè)計(jì)

我國(guó)的城市色彩設(shè)計(jì)，采用的是傳統(tǒng)減色體系的色彩理論，以顏料色彩為主要色彩媒介，雖然現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)師使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助色彩設(shè)計(jì)，但色彩理論和色彩方法并沒有隨之更新，其本質(zhì)還是典型的傳統(tǒng)減色體系的色彩.

2.1 減色系統(tǒng)的理論及構(gòu)成

傳統(tǒng)減色系統(tǒng)形成于20世紀(jì)初前后，常見的有孟塞爾的色彩系統(tǒng)、日本實(shí)用色彩坐標(biāo)系統(tǒng)、瑞典自然色彩系統(tǒng)和中國(guó)顏色系統(tǒng)等[5].目前，我國(guó)城市色彩設(shè)計(jì)大都采用孟塞爾色彩系統(tǒng).

從色彩的媒介來看，傳統(tǒng)色彩系統(tǒng)以顏料、涂料和染料等色料為基礎(chǔ)，其色彩域較窄.它的色彩理論和設(shè)計(jì)方法源于減色系統(tǒng)的色彩原理,其本質(zhì)是“反射光”的色彩[9].減色系統(tǒng)色彩混合最顯著的特點(diǎn)，就是顏色混合的次數(shù)越多，色彩就越灰暗、越渾濁，呈減色狀態(tài).

2.2 減色系統(tǒng)用于城市色彩的弊端

歸納迄今為止我國(guó)的城市色彩設(shè)計(jì)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍存在的嚴(yán)重問題，即采用傳統(tǒng)減色系統(tǒng)表達(dá)的城市色彩，只能停留在簡(jiǎn)單的色相描述階段.如紅色調(diào)、黃色調(diào)、綠色調(diào)，或黃灰色、藍(lán)灰色、橙灰色等.黃灰調(diào)不是一種顏色的意思，是一定明度、純度范圍內(nèi)的系列色彩[10].至于“一定”到什么程度？這些系列色彩在色彩域中占有多大比例？如何在設(shè)計(jì)中科學(xué)掌握它們的明度和純度范圍？這些設(shè)計(jì)中不可回避的問題，在現(xiàn)成的城市色彩設(shè)計(jì)理論和方法中都無法找到答案.這就使目前的城市色彩設(shè)計(jì)陷入一種不可操控的、主要靠設(shè)計(jì)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和主觀感覺的感性化設(shè)計(jì)之中.事實(shí)上，這些被忽略的系列色彩就是色彩中的復(fù)色，它們?cè)谏视蛑姓紦?jù)90%，是城市色彩設(shè)計(jì)中不可或缺的主角.如果我們不從理論和方法上解決這90%復(fù)色的出路，城市色彩設(shè)計(jì)就難以立足.

傳統(tǒng)色彩是基于繪畫顏料、打印彩墨和建筑涂料等物質(zhì)的減色系統(tǒng)色彩，其理論框架、色彩原理、色彩生成與色彩設(shè)計(jì)方法較適應(yīng)傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì).它與“數(shù)字城市”計(jì)算機(jī)模擬的城市仿真和虛擬空間大相徑庭，不能直接以“數(shù)字城市”相一致的色彩體系和色彩語言對(duì)城市中的區(qū)域、景觀、街道、建筑等進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)和科學(xué)描述，難以在觀念、技術(shù)和方法上與“數(shù)字城市”相對(duì)接.

城市色彩的主要顏色由廣大復(fù)色為主的顏色構(gòu)成，蘊(yùn)含了豐富的人文、歷史和情感因素.目前只有日本實(shí)用色彩坐標(biāo)系統(tǒng)能對(duì)其作色彩心理的表述.但如果生搬硬套于中國(guó)的城市色彩，會(huì)在心理、情感和文化上與中國(guó)現(xiàn)實(shí)相去甚遠(yuǎn).

2.3 當(dāng)下城市色彩設(shè)計(jì)方法的缺陷

傳統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)方法比較簡(jiǎn)單，它主要是把采集到的城市自然色彩、歷史色彩和當(dāng)代人工色彩，通過設(shè)計(jì)者以定性研究為主的思維進(jìn)行歸納和處理，形成一套模板式的“主輔色譜”和“點(diǎn)綴色譜”[10]，然后施加到當(dāng)代的城市和建筑上去.這容易造成兩方面不足：第一，現(xiàn)代城市色彩變成了歷史上地域性城市色彩的再現(xiàn)或是歷史城市與當(dāng)下城市色彩的綜合與妥協(xié)，如果當(dāng)下的城市色彩應(yīng)用出現(xiàn)偏差，就會(huì)誤導(dǎo)新的城市色彩規(guī)劃；第二，如果要想創(chuàng)新城市歷史色彩和當(dāng)前城市以外的新色彩，在理論上處于一種無指向的狀態(tài)，只能靠設(shè)計(jì)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)積累、模糊感覺和主觀揣測(cè).

這樣，城市色彩主要只能沉浸于歷史文脈和現(xiàn)狀中，難以在傳承中發(fā)展.例如，深圳的城市基礎(chǔ)是具有1 600多年歷史的寶安古城，“小漁村”是它建市前最顯著的特色之一，而深圳城市建設(shè)30多年來最大的失誤，是把一座原本依海而建的古城，建成了一座失去海濱特色的內(nèi)陸城市，城市色彩毫無特色.如果僅僅延續(xù)寶安古城和“小漁村”的色彩文脈，就會(huì)丟失它“改革開放前沿”、“高新技術(shù)城市”等時(shí)代屬性；如果延續(xù)30多年來扭曲的內(nèi)陸城市形象，就回到了千城一面的老路上，使城市色彩設(shè)計(jì)失去城市特色和現(xiàn)實(shí)意義.城市色彩設(shè)計(jì)除了從歷史、文脈和地理中尋找色彩元素外，在很大程度上取決于它今天的城市文化和城市定位.這就使得靠傳統(tǒng)減色系統(tǒng)支撐的城市色彩理論和設(shè)計(jì)方法捉襟見肘.

3 城市色彩設(shè)計(jì)的數(shù)字色彩系統(tǒng)

3.1 加色系統(tǒng)的色彩理論

加色系統(tǒng)是以光學(xué)色彩為基礎(chǔ)的色彩系統(tǒng)，也是發(fā)射光的色彩系統(tǒng).人們通常把紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3種顏色定為三基色(或稱三原色)[11].

光學(xué)色彩的混色系統(tǒng)，它成熟的理論體系建立于20世紀(jì)30年代.1931年，國(guó)際照明委員會(huì)(Commission Internationale de L’Eclairage，CIE)以CIE-RGB光譜三刺激值為基礎(chǔ)，統(tǒng)一了“標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”，確立了CIE 1931-xyz系統(tǒng)， 稱之為“xyz國(guó)際坐標(biāo)制”，從而奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的基礎(chǔ).由x、y和z三基色作軸的xyz錐形空間是一個(gè)三維的顏色空間，包含了所有的可見光色(圖1).這個(gè)三維的顏色空間從原點(diǎn)o開始延伸第1象限(正的1/8空間)，并以平滑曲線作為這個(gè)錐形的端面.從原點(diǎn)作射線貫穿這個(gè)錐體，射線上的任意兩點(diǎn)表示的彩色光都具有相同的彩度和純度，僅亮度不同[9].

圖1 CIE三維顏色空間[9]Fig.1 (Color online) CIE 3D color space[9]

每條從原點(diǎn)出發(fā)的射線與此平面的相交點(diǎn)就代表了其色度值——色相與純度.把這個(gè)平面投影到(x，y)平面，投影后在(x，y)平面上得到的馬蹄形區(qū)域就是CIE色度圖，即目前國(guó)際通用的“CIE1931x、y色度圖”，簡(jiǎn)稱“CIE色度圖”.CIE色彩是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的顏色基礎(chǔ).

3.2 數(shù)字色彩系統(tǒng)的構(gòu)成

數(shù)字色彩系統(tǒng)由相關(guān)的計(jì)算機(jī)色彩模型構(gòu)成.計(jì)算機(jī)色彩成像的原理和其內(nèi)部色彩的物理性質(zhì)決定了它是一種光學(xué)色彩.經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)字色彩自成體系，形成了獨(dú)特的風(fēng)格.

3.2.1RGB色彩

紅、綠和藍(lán)分別是常見光的3種原色，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中成為“三基色”.RGB色彩模型是數(shù)字色彩最典型的色彩模型.RGB色彩模型采用三維笛卡兒直角坐標(biāo)系描述，它是一個(gè)加色模型，模型中的各種顏色都是由紅、綠、藍(lán)三基色以不同的比例相加混合而成(圖2).

圖2 在立方體內(nèi)的顏色用三基色的 加性組合來描述[12]Fig.2 (Color online) Additive color system: combining three primary colors in the color cube[12]

3.2.2CMY色彩

青(C)、品紅(M)和黃(Y)分別是色料的3種原色，是打印機(jī)等硬拷貝設(shè)備使用的標(biāo)準(zhǔn)色彩，它們與紅(R)、綠(R)和藍(lán)(B)3種基色形成色相上的補(bǔ)色關(guān)系.CMY色彩模型也用三維笛卡兒直角坐標(biāo)系描述，它是一個(gè)減色模型，模型中的各種顏色都是由青、品紅和黃3種原色以不同的比例相加混合而成(圖3).

圖3 用單位立方體內(nèi)減色處理定義 顏色的CMY顏色模型[13]Fig.3 (Color online) Subtractive color system: CMY color model[13]

3.2.3HSV色彩

HSV是計(jì)算機(jī)顏色的模型之一，因?yàn)樗蒙实闹庇^屬性來描述顏色，它的3個(gè)顏色參數(shù)H、S和V正好對(duì)應(yīng)色彩主觀屬性的色相、飽和度及明度，所以也稱為用戶(設(shè)計(jì)師)直觀的色彩模型.

HSV色彩模型是一個(gè)倒立的六棱錐(圖4).頂面是一個(gè)正六邊形，H方向表示色相的變化，從0°～360°是可見光的全部色譜.六邊形的6個(gè)角分別代表紅、黃、綠、青、藍(lán)和品紅6個(gè)顏色的位置.S的值由0～1變化，越接近六邊形外框，顏色的飽和度越高，處于六邊形中心的顏色飽和度為零，V的頂端是白色[14].

圖4 HSV色彩六棱錐[14]Fig.4 (Color online) HSV color hexagonal-pyramid[14]

4 數(shù)字色彩的情感與意象

4.1 數(shù)字色彩的意象分布

數(shù)字色彩的意象分布在一個(gè)動(dòng)態(tài)的三維空間中(圖5).x坐標(biāo)表示色彩的飽和度變化，它主要體現(xiàn)色彩的“軟-硬”意象；y坐標(biāo)表示色彩的明度變化，它主要體現(xiàn)色彩的“輕-重”意象；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)表示色彩的色相變化，它主要體現(xiàn)色彩的“冷-暖”意象.由此形成了數(shù)字色彩三維意象表達(dá)的基本構(gòu)架[14].

圖5 HSV三維模型色彩意象分布規(guī)律圖[14]Fig.5 (Color online) Color distribution diagram in HSV 3D model[14]

4.2 數(shù)字色彩的意象表達(dá)

數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩，能負(fù)載中國(guó)文化的色彩意象.它由HSV色立體橫截面的色相和縱截面的飽和度與明度2個(gè)維度綜合構(gòu)成，可以借助數(shù)字色系5級(jí)配色表(圖6)來實(shí)現(xiàn)[14].由于色彩語義集的多維空間結(jié)構(gòu)，使每個(gè)基礎(chǔ)色彩樣本的邊界變得模糊不清，數(shù)據(jù)庫中語義集之間的色彩不可能全部形成規(guī)律性的量級(jí)關(guān)系，這使色彩語義與色彩視覺呈現(xiàn)出非線性狀態(tài).

圖6 數(shù)字色系5級(jí)配色表[14]Fig.6 (Color online) 5-level color matching table for digital color system[14]

4.2.1 純色系色調(diào)包含的色彩意象

純色調(diào)色彩具有艷麗、華美、生動(dòng)、活躍、興奮、激情等色彩意象；中純調(diào)色彩具有鮮明、青春、歡快、健美、爽朗、甜蜜、新鮮的色彩意象，它是典型的女性化的顏色；低純調(diào)色彩具有清朗、歡愉、簡(jiǎn)潔、嫵媚的色彩意象；淡色調(diào)色彩具有明媚、清澈、淡雅、輕柔、透明的色彩意象.

4.2.2 濁(灰)色系色調(diào)包含的色彩意象

明灰調(diào)色彩具有溫柔、輕盈、柔弱、悠閑、文雅、浪漫等色彩意象；中灰調(diào)色彩具有中庸、寧靜、質(zhì)樸、穩(wěn)定等色彩意象；暗灰調(diào)色彩具有朦朧、消極、單薄、含蓄、神秘等色彩意象.

4.2.3 暗色系色調(diào)包含的色彩意象

微暗調(diào)色彩具有成熟、干練、智慧、倔強(qiáng)、嚴(yán)謹(jǐn)、充實(shí)等色彩意象；中暗調(diào)色彩具有穩(wěn)重、剛毅、質(zhì)樸、堅(jiān)強(qiáng)、沉著、高尚等色彩意象，是典型的男性化的顏色；深暗調(diào)色彩具有深沉、冷酷、莊嚴(yán)、威嚴(yán)、保守等色彩意象[9].

5 城市數(shù)字色彩系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)

5.1 給數(shù)字色彩賦予中國(guó)文化的色彩意象

通過研究，我們把中國(guó)人色彩意象進(jìn)行數(shù)字化，把“色彩的性格”、“色彩的情緒”、“色彩的氣質(zhì)”、“色彩的聯(lián)想”等方面的意象色彩與數(shù)字色系五級(jí)配色表中的數(shù)字色彩建立對(duì)應(yīng)的聯(lián)系.這樣，就可以將采集到的城市文脈的色彩樣本，特別是廣大的復(fù)色，賦予中國(guó)文化的色彩意象，讓城市色彩設(shè)計(jì)有據(jù)可依.

5.2 將90%的復(fù)色納入色彩設(shè)計(jì)范圍

根據(jù)數(shù)字色彩新的設(shè)計(jì)方法，把數(shù)字色系5級(jí)配色表中的純色系色調(diào)、濁(灰)色系色調(diào)和暗色系色調(diào)3大組包含的10個(gè)色調(diào)全部納入量化的數(shù)字色彩設(shè)計(jì)中.這樣既解決了傳統(tǒng)減色系統(tǒng)色彩設(shè)計(jì)在方法論上排斥90%復(fù)色的缺陷，還可以給這些被傳統(tǒng)城市色彩設(shè)計(jì)拋棄的顏色建立起與色彩意象之間的對(duì)應(yīng)聯(lián)系，給文脈以外的色彩找到科學(xué)的配置途徑和設(shè)計(jì)方法，讓理性的數(shù)字色彩與感性意象色彩結(jié)合起來，增強(qiáng)了城市色彩設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性.

5.3 實(shí)現(xiàn)色彩設(shè)計(jì)與LED光建筑、數(shù)字城市的無縫對(duì)接

發(fā)光二極管(lighting emitting diode，LED)照明光建筑是現(xiàn)代城市建筑新的發(fā)展方向，它使用預(yù)先編程的計(jì)算機(jī)軟件對(duì)建筑外觀的LED燈進(jìn)行控制，這些LED燈的亮度和顏色可按照設(shè)計(jì)師的意圖進(jìn)行調(diào)節(jié)，產(chǎn)生各種奇妙的動(dòng)態(tài)圖形效果.由于數(shù)字色彩與LED都是發(fā)射光的顏色，不需要經(jīng)過由顏料色彩到燈光色彩的二次轉(zhuǎn)換，可讓發(fā)射光的色彩設(shè)計(jì)直接融入到建筑環(huán)境之中去.

數(shù)字城市(digital city)是綜合運(yùn)用空間信息、虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，將城市的地理資源、生態(tài)環(huán)境、人文社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民日常生活等信息進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，建立能夠有效獲取、分類存儲(chǔ)、科學(xué)分析和集成應(yīng)用的海量數(shù)據(jù)庫，并可直接用于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的綜合服務(wù)系統(tǒng)[15].數(shù)字城市的設(shè)計(jì)離不開城市仿真-虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)及其視覺再現(xiàn)，數(shù)字色彩的理論與方法，可直接用于數(shù)字城市的表達(dá)，并把城市規(guī)劃與城市色彩設(shè)計(jì)融為一體.

6 基于數(shù)字色彩的城市色彩設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)減色系統(tǒng)理論支配下的城市色彩設(shè)計(jì)，難以把從城市采集到的具有文脈的復(fù)色色彩樣本賦予中國(guó)文化的色彩意象，不能用科學(xué)的方法創(chuàng)造延續(xù)歷史的現(xiàn)代色彩，更難讓城市色彩進(jìn)入數(shù)字城市的規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，它已經(jīng)不能滿足今天社會(huì)發(fā)展的需求.因此，探討基于數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)，已經(jīng)變得越來越重要.

6.1 以HSV色彩六棱錐橫截面為主的色彩設(shè)計(jì)

在HSV色彩模型中，六棱椎頂面的正六邊形，是一個(gè)飽和度最高的有彩色系的色相環(huán).以色相為主的配色，是以HSV六棱椎頂色相面六邊形內(nèi)的各種色彩展開的一系列配色，它突出色彩的色相因素，淡化色彩的明度和飽和度因素.這個(gè)來自六邊形色相環(huán)的色相配色共分為兩大類，一是色相的對(duì)比：①鄰近色的弱對(duì)比配色；②類似色的中度對(duì)比配色；③對(duì)比色的較強(qiáng)對(duì)比配色；④互補(bǔ)色的強(qiáng)對(duì)比配色.二是主色調(diào)的搭配，它可分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)和紫等各種主色調(diào).它們?cè)诹炕耐瑫r(shí)能賦予這些色彩的意象內(nèi)涵[9].

6.2 以HSV色彩六棱錐縱截面為主的色彩設(shè)計(jì)

把HSV色彩六棱椎縱向剖開，可得到一個(gè)等腰直角三角形，取其中靠右邊的一個(gè)直角三角形，分別把兩個(gè)直角腰上的色彩分成5個(gè)等級(jí)，就構(gòu)成了數(shù)字色系5級(jí)配色表的基本構(gòu)架.

直角三角形的水平方向顯示顏色的飽和度變化，垂直方向顯示顏色的明度變化，它們都把飽和度和明度均分為5個(gè)等級(jí).這個(gè)色表由3組代表不同性質(zhì)的色調(diào)組成：第1組是純色系色調(diào)，包含純色調(diào)(1)、中純色調(diào)(2)、低純色調(diào)(3)、淺色調(diào)(4)；第2組是濁(灰)色系色調(diào)，包含明灰色調(diào)(5)、中灰色調(diào)(6)、暗灰色調(diào)(7)；第3組是暗色系色調(diào)，包含微暗色調(diào)(8)、中暗色調(diào)(9)、深暗色調(diào)(10).如果把這個(gè)直角三角形延色相旋轉(zhuǎn)360°，可以得到HSV色彩域中的全部原色、間色和復(fù)色.

按照數(shù)字色系5級(jí)配色表，可以用量化的方法在10個(gè)色調(diào)的區(qū)域之間進(jìn)行1∶1、1∶2和1∶3的色彩搭配，得到120種基本的搭配方案；若改變這些搭配的順序和顏色比例，又會(huì)叢生出更多的配色方案.這種數(shù)字色彩的設(shè)計(jì)方法既簡(jiǎn)便明了，又花樣繁多，是傳統(tǒng)減色系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法所無法比擬的[16].

6.3 綜合復(fù)雜的數(shù)字色彩設(shè)計(jì)

在實(shí)際的城市色彩設(shè)計(jì)中，除了不同色相的配色、主色調(diào)的配色和以明度、飽和度為主的10種色調(diào)相互搭配之外，會(huì)經(jīng)常面對(duì)復(fù)雜多變的配色，涉及到色相、明度和飽和度的靈活運(yùn)用.這就要求我們必須保持清醒的頭腦，先在橫截面上考慮主調(diào)色的色相，再在縱截面上考慮不同明度與飽和度的色調(diào)；把橫截面色相的主調(diào)色意象與縱截面色調(diào)的復(fù)色意象相互融合，特別要關(guān)注城市文脈以外的顏色與城市定位之間的意象匹配，遴選出適合表達(dá)城市內(nèi)涵的色彩組合.

城市色彩設(shè)計(jì)除了原色、間色和廣大復(fù)色外，還涉及到無彩色系的黑、白和灰顏色.這類顏色只有明度一種屬性，沒有色相和飽和度(色相與飽和度都為零).因此，它們極容易跟有彩色系的顏色相互搭配，只要明度應(yīng)用得當(dāng)，幾乎與任何顏色相配都是和諧的.我國(guó)江南民居的黑瓦、白墻就是無彩色系搭配的典范.也正因?yàn)闊o彩色系顏色在色彩設(shè)計(jì)中的保險(xiǎn)系數(shù)最大，它在城市色彩設(shè)計(jì)中被廣泛采用，尤其深受追求簡(jiǎn)約風(fēng)格的建筑師的喜愛.有彩色系與無彩色系色彩的融合設(shè)計(jì)，正在成為城市色彩設(shè)計(jì)新的趨勢(shì).

6.4 城市數(shù)字色彩設(shè)計(jì)實(shí)踐

基于數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)，雖然目前還沒有整座城市的成功案例，但它在城市街區(qū)的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了全新的數(shù)字色彩設(shè)計(jì).例如，某個(gè)城市所轄的一個(gè)獨(dú)立街區(qū)是土家族歷史文化名勝，它的城市街區(qū)色彩規(guī)劃采取了不同于傳統(tǒng)減色系統(tǒng)的設(shè)計(jì)路徑.

首先，對(duì)城市文脈及色彩要素進(jìn)行探源和剖析.土家族地區(qū)古代屬于“五溪”，傳統(tǒng)色彩具有“五色斑斕”和“忌白不忌黑”的特色，色彩意向?yàn)椋涸?、清?它的文脈色彩可歸納為：黑、朱砂、草綠、藤黃、花青.城市傳統(tǒng)色彩的調(diào)查與采樣顯示，原生色彩主要為：墨灰系列、黃褐系列、深藍(lán)-灰藍(lán)系列.

其次，分析城市的定位和發(fā)展.這座城市是少數(shù)民族聚居地，支柱產(chǎn)業(yè)是農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)，城市發(fā)展方向?yàn)樯贁?shù)民族文化旅游.

通過一系列的推導(dǎo)與論證，最后我們?cè)诔鞘薪謪^(qū)的新主色相上選擇了青灰系列(5～7)、朱砂 (6～8)、藤黃(5～6)；賓色選擇了墨灰(25%～75%)、黃褐系列(6～9)、深藍(lán)(1～2)；點(diǎn)綴色選擇了綠色系列(2～4).在色調(diào)上根據(jù)HSV色彩六棱錐的10個(gè)色調(diào)，對(duì)城市街區(qū)的色彩設(shè)計(jì)上選擇了以8(微暗調(diào))+6(中灰調(diào))+5(明灰調(diào))為主的色調(diào)處理方法.形成了以傳統(tǒng)文脈色彩為主，兼顧現(xiàn)代城市特色的城市街區(qū)色彩方案.

新的數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)，在方法論上克服了傳統(tǒng)減色體統(tǒng)對(duì)色彩規(guī)劃中使用最多的廣大復(fù)色的無理論指向，能較大程度地消除規(guī)劃中的主觀臆斷，使色彩設(shè)計(jì)趨于科學(xué)和規(guī)范.

結(jié) 語

城市色彩代表著一座城市的品位和風(fēng)貌，融匯了城市的文脈和時(shí)代精神，體現(xiàn)了高技術(shù)與高思維的互動(dòng)與融合.基于數(shù)字色彩系統(tǒng)的色彩設(shè)計(jì)方法，讓數(shù)字色彩進(jìn)入到城市設(shè)計(jì)領(lǐng)域，不僅給傳統(tǒng)的城市色彩帶來信息化，還把廣大復(fù)色與中國(guó)人的色彩情感、色彩意象建立起內(nèi)在聯(lián)系，拓展了城市色彩設(shè)計(jì)的疆域，豐富了城市色彩的內(nèi)涵.我們只有不斷剔除設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的不合理因素，從時(shí)代要求、設(shè)計(jì)理念、色彩媒介和色彩方法等全方位把握城市色彩設(shè)計(jì)，才能使這項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)與時(shí)俱進(jìn)地健康發(fā)展.

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【中文責(zé)編：坪 梓；英文責(zé)編：之 聿】

Design of color schemes in urban environment based on digital color system

Tian Shaoxu1?, Shan Hao2, and Fu Xianghua3

1) National Center for Creative Culture Research, Shenzhen University, Shenzhen 518060, P.R.China 2) College of Architecture and Urban Planning, Shenzhen University, Shenzhen 518060, P.R.China 3) College of Computer Science and Software Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, P.R.China

The design of color schemes in the urban environment is largely based on the traditional subtractive color system with a relative narrow color range, restricted media, and limited theories and methods, and it is insufficient to cope with the design problems in contemporary cities. This article introduces a new multimedia digital color theory, and develops an alternative design method based on it. The new method integrates traditional pigmented media with digital media; it is capable of producing a richer visual effect, and is more effective in conveying emotional and cultural meaning. By concentrating on the cross section and vertical section of the HSV color hexagonal-pyramid, the design process and the effect of “digital city” are seamlessly connected, and the charm of digital color expression is fully exhibited.

architectural art; urban design; chromatology; digital color medium; design of color schemes in urban environment; computer color

：Tian Shaoxu，Shan Hao，F(xiàn)u Xianghua. Design of color schemes in urban environment based on digital color system[J]. Journal of Shenzhen University Science and Engineering, 2015, 32(1): 102-109.(in Chinese)

TU 85

A

10.3724/SP.J.1249.2015.01102

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金藝術(shù)學(xué)資助項(xiàng)目(13BG068);深圳市基礎(chǔ)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(JC201005280513A)

田少煦(1957—)，男(漢族)，湖南省鳳凰縣人，深圳大學(xué)教授.E-mail: tshaoxu@126.com

Received：2014-06-03；Accepted：2014-11-10

Foundation：National Social Science Foundation of China (13BG068); Shenzhen Basic Research Project (JC201005280513A)

? Corresponding author：Professor Tian Shaoxu．E-mail: tshaoxu@126.com

引 文：田少煦,單 皓,傅向華.基于數(shù)字色彩系統(tǒng)的城市色彩設(shè)計(jì)[J]. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版，2015，32(1)：102-109.