前言
「三原色是什麼?」這個問題,你可能會得到兩種截然不同的答案。
物理課本告訴你,三原色是紅、綠、藍 (RGB)。但你印象中,從小學美術課開始,老師教的卻是紅、黃、藍 (RYB)。到底哪一個才是對的?為什麼綠色可以用黃加藍調出來,但物理課本又說綠色是原色?
這個困惑其實源於一個核心概念:我們討論的是「光」還是「顏料」?這兩者遵循著完全不同的色彩混合原理。事實上,這兩種「三原色」都對,但它們應用在截然不同的領域。
核心差異:光的加法與顏料的減法
要解開這個謎團,我們必須先理解兩種色彩混合模式:加法混色(Additive Mixing)和減法混色(Subtractive Mixing)。
色光三原色 (RGB):越加越亮的「加法混色」
基本色: 紅 (Red)、綠 (Green)、藍 (Blue)
原理: 這是針對「主動發光」的物體,例如電腦螢幕、手機、電視或舞台燈光。它們的混合是「光的疊加」。
混合規則:
在一個全黑的房間裡,你沒有看到任何光(黑色)。
當你打開一支紅色手電筒和一支綠色手電筒,將光束疊加,你會看到黃色 (Yellow)。
綠光 + 藍光 = 青色 (Cyan)
藍光 + 紅光 = 洋紅色 (Magenta)
紅光 + 綠光 + 藍光 (三色等量) = 白色 (White)
應用: 這種模式稱為「加法混色」,因為你疊加的光越多,色彩就越明亮,最終趨近於白色。你現在閱讀這篇文章的螢幕,就是由無數個微小的 RGB 發光點組成的。
顏料三原色 (CMY):越疊越暗的「減法混色」
基本色: 青 (Cyan)、洋紅 (Magenta)、黃 (Yellow)
原理: 這是針對「被動反光」的物體,例如印刷品、油畫、染料。我們看到的顏色,是物體吸收了某些波長的光,只「反射」出剩下光線的結果。
混合規則:
白色日光(包含所有色光)照射到一張白紙上,白紙反射所有光,你看見白色。
當你塗上黃色顏料,這種顏料會「減去」(吸收)白光中的藍光,只反射紅光和綠光。如上所述,紅光加綠光混合後,你的大腦會將其感知為黃色。
青色顏料 吸收紅光,反射綠光和藍光。
洋紅色顏料 吸收綠光,反射紅光和藍光。
應用: 這種模式稱為「減法混色」。當你混合顏料時,你是在疊加它們「吸收光線」的能力。
例如,混合黃色(吸收藍光)和青色(吸收紅光),這兩種顏料共同吸收了紅光和藍光,只剩下綠光被反射出來。
青 + 洋紅 + 黃 = 黑色 (Black)(理論上,因為所有色光都被吸收了)。
視覺的科學:我們為什麼只「看見」三原色?
你可能會問,為什麼「光」的三原色偏偏是紅、綠、藍?而不是其他顏色?
答案不在物理學,而在生物學。
眼睛中的感光細胞
我們的視網膜上有兩種感光細胞:視杆細胞(Rods)和視錐細胞(Cones)。
– 視杆細胞: 對光線非常敏感,負責在昏暗環境中提供視覺,但無法分辨顏色。
– 視錐細胞: 負責在光線充足時辨識色彩。
人類(以及多數靈長類)的眼睛擁有三種不同的視錐細胞,它們分別對不同波長的光最為敏感:
L-錐細胞 (Long): 對「長波長」敏感(偏向紅色光)。
M-錐細胞 (Medium): 對「中波長」敏感(偏向綠色光)。
S-錐細胞 (Short): 對「短波長」敏感(偏向藍色光)。
大腦的「色彩運算」
你看到的任何顏色,都不是單一錐細胞的反應,而是大腦根據這三種細胞被激發的「比例」和「差異」所整合運算出來的「感覺」。
例如,當一道 580nm 波長的黃色光進入眼睛,它會同時激發 L-錐細胞(紅色)和 M-錐細胞(綠色),但 S-錐細胞(藍色)幾乎沒有反应。你的大腦接收到「紅、綠強烈,藍色微弱」的訊號,於是你「看見」了黃色。
這也解釋了為什麼螢幕(RGB)能讓你看到黃色。螢幕並沒有發出 580nm 的黃光,它只是同時發出紅光和綠光,用「加法混色」的方式,完美地「欺騙」了你的 L-錐細胞和 M-錐細胞,讓你產生了看見黃色的「感覺」。
「三原色」是生物學概念
正因為人類只有三種顏色感測器,「三原色」的概念才得以成立。
– 鳥類擁有四種視錐細胞(能看見紫外線),對牠們來說,世界是「四原色」的。
– 狗只有兩種視錐細胞,牠們是「二原色」視覺(類似紅綠色盲),無法分辨紅色與綠色。
歷史的演變:紅黃藍 (RYB) 的迷思從何而來?
既然「顏料」的科學三原色是 CMY(青、洋紅、黃),為什麼我們從小學的是 RYB(紅、黃、藍)?
傳統美術的經驗法則
RYB 是一個歷史悠久但並不完全精確的模型。它源自於幾個世紀以來畫家們使用顏料的經驗總結。
1. 歷史侷限: 在化學合成顏料出現之前,畫家能用的顏料有限,例如昂貴的硃砂(紅色)和群青(藍色)。他們憑經驗發現,用這些顏色「大致」可以調出其他色彩。
2. 教育普及: 20 世紀初,包浩斯(Bauhaus)的藝術家約翰·伊登(Johannes Itten)在他的色彩理論中,仍以紅、黃、藍為基礎,建構了至今仍在美術教育中廣泛使用的「十二色環」。
RYB 為什麼不夠好?
RYB 系統最大的問題在於色域(Gamut)太窄。
– 你拿傳統的「紅色」顏料(如鎘紅)和「藍色」顏料(如鈷藍)混合,永遠調不出鮮豔、乾淨的紫色。你只會得到一種暗沉、混濁的「髒紫色」或咖啡色。
– 同理,用 RYB 調出的綠色,也不如 CMY 系統中的青色加黃色來得純淨。
原因: 傳統的「紅」和「藍」顏料本身就不「純」。
真正的原色: 洋紅色 (Magenta) 只反射紅光和藍光。
傳統的紅色: 不僅反射紅光,還反射了一點黃光(吸收了藍光和部分綠光)。
真正的原色: 青色 (Cyan) 只反射綠光和藍光。
傳統的藍色: 不僅反射藍光,還反射了一點綠光(吸收了紅光和部分黃光)。
當你混合傳統紅(不含藍)和傳統藍(不含紅),它們彼此都缺乏對方的主要光譜,導致混合後大部分光線都被吸收,只剩下混濁的顏色。
印刷業的實踐:CMYK
印刷行業最早發現了這個祕密。他們不使用 RYB,而是使用 CMYK。
C: Cyan (青)
M: Magenta (洋紅)
Y: Yellow (黃)
K: Key (定位,指 黑色 Black)
為什麼要額外加一個 K (黑色)?
不夠黑: 理論上 CMY 混合是黑色,但實際的油墨顏料不完美,混合後只會得到深咖啡色或深灰色。
成本考量: 印刷文字時,使用三種油墨疊加成黑色,既昂貴又不清晰。
細節銳利: 單獨的黑色油墨能確保文字和線條的銳利度。
色彩系統對照表
特性
色光三原色 (RGB)
色料三原色 (CMY / CMYK)
傳統美術三原色 (RYB)
中文名稱
加法三原色、光學三原色
減法三原色、顏料三原色
傳統三原色
基本色
紅 (Red)、綠 (Green)、藍 (Blue)
青 (Cyan)、洋紅 (Magenta)、黃 (Yellow)
紅 (Red)、黃 (Yellow)、藍 (Blue)
混合原理
加法混色 (光線疊加)
減法混色 (顏料吸收光線)
減法混色 (經驗法則)
混合結果
越多越亮 (R+G+B = 白光)
越多越暗 (C+M+Y = 黑色 (理論))
越多越暗 (R+Y+B = 混濁的暗色)
主要應用
顯示器、手機、電視、LED 燈光
印刷、噴墨印表機、油漆、繪畫
傳統美術教育、初階色彩教學
科學性
基於人類視覺生物學
基於光學反射與吸收原理
歷史經驗模型,不完全精確
常見問題
Q1:為什麼我用紅黃藍 (RYB) 調不出漂亮的紫色或綠色?
A1:因為你用的「紅」和「藍」並不是真正的「原色」。能調出最廣色域的顏料原色是洋紅 (Magenta) 和青色 (Cyan)。傳統的紅色和藍色顏料本身不純,限制了它們混合後能反射的光線,因此調色結果會顯得暗沉、混濁。
Q2:既然 RGB 這麼厲害,為什麼印刷不用 RGB 油墨?
A2:因為紙張不會自己發光。RGB 是「發光」的原理,適用於螢幕。印刷品依靠的是「反射」環境光,必須使用「吸收」光線的顏料(CMYK),這兩者是完全相反的運作模式。
Q3:為什麼現在的美術教材還在教紅黃藍?
A3:因為「紅黃藍」作為一個色彩概念,在歷史上根深蒂固,且對於初學者來說(尤其是兒童),在概念上更容易理解(紅色就是紅,藍色就是藍)。不過,許多更專業或更新的設計與藝術教材,已經開始改用更科學的 CMY 系統來教授色彩學。
總結
「三原色」並非只有一個標準答案,它取決於你所處的「情境」:
如果你在處理「光」(如設計網頁、編輯影片):你的原色是紅、綠、藍 (RGB)。你的目標是「相加」出白光。
如果你在處理「顏料」(如印刷、繪畫):你最科學的原色是青、洋紅、黃 (CMY)。你的目標是「相減」掉所有光,得到黑色。
如果你在回憶「小學美術課」:你學到的可能是紅、黃、藍 (RYB)。這是一個簡化且流傳已久的傳統模型,雖然不夠精確,但仍是許多人色彩啟蒙的開端。
下次再有人問起三原色,你就可以清楚地告訴他:「你問的是光,還是顏料?」
資料來源
爲什麼三原色是紅綠藍而不是紅黃藍?
什麼叫三原色與三基色
原創你被老師教的紅黃藍三原色騙了多少年?