基于颜色科学的城市建筑色彩定量方法研究（可编辑）

基于颜色科学的城市建筑色彩定量 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 研究（可编辑） 基 于 颜 色 科 学 的 城 市 建 筑 色 彩 定 量 方 法 研 究 重 庆 大 学 硕 士 学 位 论 文 学生姓名: 陈 永 敢 指导教师: 杨 春 宇 教授 专 业 : 建 筑 技 术 科 学 学科门类:工 学 重 庆 大 学 建筑城规 学院 二 OO 八 年 五 月Study on the Quantitative Method ofUrban Building ColorBased on Color ScienceA Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for theDegree of Master of Engineering byChen Yonggan Supervisor: Prof. Yang Chunyu Major: Architecture Technology and Science Faculty of Architecture and Urban Planning of Chongqing University , Chongqing, China May,2008 中文 摘要 摘 要 国 内 城 市 建 设 的 加 速 推 进 , 建 筑 追 求 新 奇 形 态 及 色 彩 , 多 样 化 的 审 美 价 值 取 向 造 成 城 市 色 彩 景 观 目 前 出 现 了 前 所 未 有 的 无 序 、 混 乱 状 态 。 国 内 各 大 城 市 已 相 继 开 展 了 有 关 城市 建筑 色彩 的 研究 , 但 总 的 来 说 , 相关 研究 都 还处在初始 阶 段 , 而 且 多 集 中 在 对 设 计 原 理 和 方 法 的 定 性 讨 论 上 , 缺 乏 定 量 的 研 究 。 城 市 色 彩 景 观 规 划 设 计 、 历 史 建 筑 的 保 护 与 复 原 以 及 单 体 建 筑 色 彩 设 计 等 , 在 实际 操作 中 都 需要 相对 精 确 地 标 定 各 种 建 筑 色 彩 样 品 , 从 而 科 学 的 定 位 色 彩 , 减 少 偏 差 。 因 此 , 进 行 城 市 建 筑 色 彩 规 划 与 设 计 , 必 须 对 其 定 量 方 法 进 行 深 入 研 究 。 目 前 在 城 市 建 筑 色 彩 设 计 中 存 在 的 主 要 颜 色 技 术 问 题 : 一 是 关 于 日 光 色 温 及 其 光 谱 特 性 对 城 市 建 筑 色 彩 观 测 的 影 响 , 以 及 颜 色 在 大 气 中 的 衰 减 规 律 还 存 在 一 些 理 论 研 究 方 面 的 空 白 ; 二 是 对 于 城 市 建 筑 色 彩 的 观 测 条 件 和 观 测 方 法 缺 乏 定 量 性 研 究 , 也 无 法 有 效 的 指 导 实 际 设 计 工 作 ; 另 外 , 对 各 类 测 色 仪 器 、 建 筑 色 卡 和 数 码 相 机 等 观 测 工 具 在 城 市 建 筑 色 彩 中 的 使 用 条 件 和 方 法 , 也 有 待 更 进 一 步 的 分 析 和 讨 论 。 有 鉴 于 此 , 本 文 以 基 于 颜 色 科 学 的 城 市 建 筑 色 彩 定 量 方 法 作 为 研究 对象, 目 的 是 对 城 市 建 筑 色 彩 进 行 更 为 精 确 的 观 测 和 表 述 , 主 要 的 研 究 内 容 包 括 混 合 反 射 材 料 色 度 反 射 特 性 分 析 、 颜 色 衰 减 理 论 研 究 以 及 城 市 建 筑 色 彩 的 观 测 方 法 等 , 具 体 涵盖 以 下 几 个 部 分 : ? 常 见 建 筑 外 饰 面 材 料 的 光 学 ( 色 度 ) 反 射 性 能 测 量 与 分 析 ; ? 日 光 色 温 及 其 显 色 性 分 析 ; ? 颜 色 衰 减 理 论 研 究 ; ? 建 筑 色 彩 的 观 测 条 件 和 观 测 方 法 研 究 ; ? 城 市 ( 建 筑 ) 色 彩 测 量 、 标 注 等 技 术 手 段 研 究 ; ? 对 定 量 化 的 建 筑 外 观 色 彩 设 计 方 法 的 探 讨 。 本 文 从 颜 色 科 学 的 角 度 探 索 了 城 市 建 筑 色 彩 的 定 量 方 法 , 其 成 果 可 对 实 际 的 城 市 规 划 和 设 计 工 作 提 供 一 定 的 科 学 依 据 。 关键词: 城 市 建 筑 色 彩 , 定 量 , 日 光 色 温 , 颜 色 衰 减 , 观 测 方 法 I 重庆 大 学硕 士学 位论 文 II 英文摘 要 ABSTRACT Domestic accelerating urban construction resulted in the current unpresented disorder and chaos of the urban color landscape. Many big cities had begun to make a study of urban architecture color. But on a whole, our country is still in the initial study phase, and more focused on design principles and methods of qualitative discussion, the lack of quantitative researchIn actual operaion of urban color landscape planning, the protection and recovery of historical buildings, and monomer building color design, it requires relatively accurate identification of the building color samples to reduce error and tag the color more scientific. Therefore, to study the color of the urban construction planning and design, it must be taken into account technical and quantitative methods impactPresently the main color technical problems in the color study and design of urban construction is as follows: First, color temperature and sunlight on the spectral characteristics of urban construction observation of color and color in the atmosphere of decay, there are still some gaps in the theoretical study; Second, the City building color observation conditions and observation methods, lack of in- depth quantitative research, but also unable to effectively guide the actual design work; In addition, various types of color measurement instruments, building color cards and digital cameras and other observation tools in the urban construction in the use of color conditions and methods, but also subject to further analysis and discussionIn view of this, the quantitative method research’s goal was to carry on a more precise color observation and the interpretation to the urban architecture color. The main study included color temperature and sunlight color analysis, color attenuation theoretical research, as well as urban construction methods. The specific following five parts: ? Measurement and analysis of the optical color reflective performance of common construction materials;? Analysis of daylight color temperature and color rendering;? Attenuation color theory;? Architectural colour observation conditions and observation methods;III 重庆 大 学硕 士学 位论 文? Cities Construction of color measurement, tagging, and other technical means;? Discussion of quantitative color design methods of the exterior architectureFrom the perspective of color technology this paper explores the city's architectural color quantitative methods, the results of the actual planning and design work to provide some scientific basis Keywords :Urban construction color, Quantitative study, Sunlight temperature, Color attenuation, Observation methods IV 目录 目 录 中文摘要I 英文摘要III 图表目录IX 1 绪论. 1 1.1 研 究 的 背 景 与 意 义. 1 1.2 国 内 外 研 究 现 状2 1.2.1 国 际 照 明 委 员 会 (CIE ) 的 相 关 研 究 3 1.2.2 国 外 的 相 关 研 究. 5 1.3 研 究 目 的 、 内 容 与 框 架9 1.3.1 研究 目的. 9 1.3.2 研究内容10 1.3.3 论文框架10 2 城 市 建 筑 色 彩 研 究 的 色 度 学 基 础 理 论 13 2.1 色 彩 物 理 理 论. 13 2.1.1 色 彩 的 产 生. 13 2.1.2 物 体 呈 色 机 理 及 影 响 因 素. 14 2.2 色 彩 描 述 理 论 ?? 色 彩 模 型 和 常 用 颜 色 系 统 15 2.2.1 CIE 颜 色 系 统 和 反 射 光 谱 颜 色 模 型15 2.2.2 孟 塞 尔 新 标 系 统 和 中 国 颜 色 体 系. 17 2.2.3 数 字 色 彩 理 论 18 2.3 颜 色 的 测 量 和 评 价20 2.4 本 章 小 结 23 3 城 市 建 筑 色 彩 观 测 方 法 实 验 研 究25 3.1 城 市 建 筑 色 彩 观 测 影 响 因 素 分 析25 3.1.1 建 筑 饰 面 材 料 光 学 反 射 特 性 的 制 约 25 3.1.2 天 候 因 素 及 大 气 透 明 度 的 影 响25 3.1.3 光 源 和 受 光 条 件 的 影 响25 3.1.4 照明/ 观 测 条 件 和 观 测 距 离 的 限 定 26 3.1.5 视 场 选 择 的 影 响27 3.2 建 筑 色 彩 观 测 的 研 究 方 法27 3.3 前 期 准 备 ?? 实 验 仪 器 设 备 、 软 件 及 材 料 样 品29 V 重庆 大 学硕 士学 位论 文3.4 建 筑 饰 面 材 料 光 反 射 性 能 及 色 度 标 定 值 测 量 实 验31 3.4.1 实验原理31 3.4.2 实 验 仪 器 设 备 及 软 件 31 3.4.3 实验步骤33 3.4.4 实 验 结 果 及 数 据 分 析 34 3.5 日 光 色 温 及 其 显 色 性 实 验 41 3.5.1 实验原理41 3.5.2 实验步骤41 3.5.3 实 验 结 果 及 数 据 分 析 41 3.6 观 测 条 件 对 建 筑 色 彩 测 量 的 影 响 实 验. 41 3.6.1 实验原理45 3.6.2 实验步骤45 3.6.3 实 验 数 据 参 数 及 仪 器 使 用 注 意 事 项 的 说 明. 45 3.6.4 实 验 结 果 及 数 据 分 析 46 3.6.5 结果验证 ?? 现 有 建 筑 外 观 色 彩 观 测 65 3.7 本 章 小 结 68 4 城 市 建 筑 色 彩 定 量 方 法 的 理 论 研 究 71 4.1 重 组 日 光 理 论. 71 4.2 颜 色 衰 减 理 论. 74 4.2.1 光 辐 射 的 大 气 衰 减. 74 4.2.2 粒 子 散 射 原 理 74 4.2.3 颜 色 衰 减 理 论 研 究. 76 4.3 城 市 建 筑 色 彩 的 观 测 与 表 述 方 法 80 4.3.1 研 究 条 件 的 限 定71 4.3.2 观 测 方 法 的 比 较 和 应 用83 4.3.3 色 彩 表 述 方 式 的 比 较 与 统 一. 86 4.4 本 章 小 结 88 5 城 市 建 筑 色 彩 定 量 设 计 方 法 研 究91 5.1 城 市 建 筑 色 彩 设 计 的 定 量 方 法 ?? 以 重 庆 主 城 区 为 例 91 5.1.1 城 市 建 筑 色 彩 观 测 条 件 分 析. 92 5.1.2 现 状 建 筑 色 彩 取 样. 93 5.1.3 色 样 归 纳 和 数 据 处 理 94 5.2 定 量 化 的 建 筑 外 观 色 彩 设 计 方 法 97 5.2.1 建 筑 外 观 色 彩 设 计 的 定 量 确 定 框 架. 97 VI 目录 5.2.2 建 筑 外 观 色 彩 设 计 过 程98 5.3 本 章 小 结. 100 6 结 论 与 展 望103 6.1 论 文 主 要 结 论103 6.2 问 题 与 展 望 104 致 谢 105 参考文献 107 附 录. 111 A. 常 见 建 筑 饰 面 材 料 光 学 ( 色 度 ) 反 射 特 性 测 量 表. 111 B. 实 验 色 样 反 射 光 谱 数 据 115 C. 晴 天 日 光 色 温 及 照 度 测 量 表123 D. 观 测 条 件 对 建 筑 色 彩 测 量 影 响 实 验 数 据 记 录 表. 124 E. 作 者 在 攻 读 硕 士 学 位 期 间 发 表 的 论 文 目 录135 F. 作 者 在 攻 读 硕 士 学 位 期 间 取 得 的 科 研 成 果 目 录. 135 VII 重庆 大 学硕 士学 位论 文 VIII 图表 目录 图表目录 图 1.1 1931CIE 色度图3 图 1.2 CIE 标 准 照 明 和 观 测 条 件. 4 图 1.3 让菲 利 普朗 克 洛 的 研 究 手 段 ( 色 卡 比 对 、 拍 照 和 实 物 采 样 ). 5 图 1.4 杭 州 市 城 市 色 彩 调 研. 8 图 1.5 城 市 色 彩 设 计 ( 西 雅 图 ) 与 历 史 建 筑 修 复 ( 沈 阳 故 宫 )10 图 1.6 论文研究框架11 图 2.1 颜 色 的 产 生 原 理. 13 图 2.2 物 体 颜 色 与 光 源 光 谱 的 关 系14 图 2.3 背 景 对 颜 色 的 影 响 14 图 2.4 CIE Yxy 色空间. 15 图 2.5 反 射 光 谱 数 据 模 型 测 色 原 理16 图 2.6 孟 塞 尔 颜 色 新 标 系 统16 图 2.7 中国颜色体系17 图 2.8 色域比较. 19 图 2.9 CIE LAB 色空间及ΔE. 20 图 3.1 实验设计框架26 图 3.2 Origin75 主界面 28 图 3.3 CBCC 中 国 建 筑 色 卡 ( 电 子 版 )28 图 3.4 主 要 的 实 验 样 品. 29 图 3.5 PR-650 control 主界面30 图 3.6 实验装置简图31 图 3.7 色 样 反 射 性 能 数 据 在 LAB 色空间的 比 较 ( 入 射 角 度 0 ?) 34图 3.8 色 样 反 射 性 能 数 据 在 LAB 色 空 间 的 比 较 ( 入 射 角 度 45 ?)35 图 3.9 晴 天 日 光 色 温 及 水 平 照 度 变 化 图 39 图 3.10 日光色温 差 与 总 色差关系图 1 40 图 3.11 日光色温 差 与 总 色差关系图 2 41 图 3.12 室 外 测 量 样 品 44 图 3.13 Photoshop “ 信 息 ” 与 “ 颜 色 ” 调 板. 44 图 3.14 色 彩 的 空 间 混 合47 图 3.15 明 度 衰 减 的 曲 线 拟 合 图 156 图 3.16 饱 和 度 衰 减 的 曲 线 拟 合 图 1. 56 图 3.17 明 度 衰 减 的 曲 线 拟 合 图 257 图 3.18 饱 和 度 衰 减 的 曲 线 拟 合 图 2. 57 图 3.19 明 度 衰 减 的 曲 线 拟 合 图 359 图 3.20 饱 和 度 衰 减 的 曲 线 拟 合 图 3. 59 IX 重庆 大 学硕 士学 位论 文图 4.1 CIE 照 明 体 相 对 光 谱 功 率 分 布 68 图 4.2 日 光 光 谱 分 布 的 平 均 曲 线 S 及第 1 、和第 2 特 征 矢 量 曲 线69 0 图 4.3 颜 色 大 气 衰 减 原 理 示 意 图 72 图 4.4 米 氏 散 射 特 性 与 尺 度 参 数 α 的关系73 图 4.5 气 象 视 程 与 大 气 衰 减 系 数 关 系 图 75 图 4.6 晴 天 和 阴 天 建 筑 色 彩 受 光 条 件 比 较 图. 78 图 4.7 光 暗 室 目 视 测 色. 79 图 4.8 色 度 测 量 的 流 程. 80 图 4.9 Photoshop 颜 色 取 样 工 具81 图 4.10 Photoshop 颜色取样实例 81 图 5.1 同 一 建 筑 早 晨 、 中 午 、 傍 晚 的 视 觉 色 效 果86 图 5.2 山地上的建筑87 图 5.3 山 地 建 筑 的 “ 第 五 立 面 ”88 图 5.4 重 庆 建 筑 外 饰 面 材 料 统 计 ( 南 岸 区 ). 88 图 5.5 HSB 色 彩 模 型90 图 5.6 Photoshop 中 的 色 彩 转 换 91 图 5.7 CBCC 中 的 色 彩 转 换. 91 图 5.8 饰 面 材 料 色 彩 确 定 方 法 框 架93 图 5.9 色 彩 管 理 的 原 理. 94 表 2.1 NBS 与 颜 色 差 别 感 觉 程 度 的 关 系. 22 表 3.1 常见日光色温24 表 3.2 PR650 光 谱 式 测 量 亮 度 色 度 计 性 能 参 数. 27 表 3.3 SONY-DSC-F717 数 码 相 机 性 能 参 数. 28 表 3.4 表 平 行 光 管 及 重 叠 刻 度 转 盘 装 置 参 数. 30 表 3.5 30V 直 流 稳 压 电 源 参 数30 表 3.6 建 筑 饰 面 材 料 亮 度 反 射 性 能 ( 入 射 角 度 45 ? ) 数 据. 32 表 3.7 建 筑 饰 面 材 料 亮 度 反 射 性 能 ( 入 射 角 度 0 ? ) 数 据 33 表 3.8 不 同 照 明 观 测 条 件 (45 ?/0 与 0/45 ? ) 下 的 色 差 比 较 37 表 3.9 色彩样品色度 标 定 值 数 据 表36 表 3.10 不 同 标 准 照 明 体 (D 、A)与 D65 条 件 下 的 色 差 比 较38 55 表 3.11 不同视场2 ?和 10 ? 条 件 下 的 色 差 比 较 38 表 3.12 实 测 日 光 色 温 Lab 色 差 计 算 表 ( 参 考 照 明 体 D ). 42 65 表 3.13 理 论 日 光 色 温 Lab 色 差 计 算 表 ( 参 考 照 明 体 D ). 42 65 表 3.14 室 外 不 同 观 测 距 离 时 的 色 差 比 较 1 ( 晴 天 直 射 条 件 数 据 ). 45 表 3.15 室 外 不 同 观 测 距 离 时 的 色 差 比 较 2 ( 晴 天 背 光 条 件 数 据 ). 45 表 3.16 室 外 不 同 观 测 距 离 时 的 色 差 比 较 3 ( 阴 天 数 据 )46 表 3.17 室 外 不 同 观 测 距 离 时 的 色 差 比 较 4 ( 晴 天 直 射 条 件 数 据 ). 48 X 图表 目录 表 3.18 在 刚 可 辨 别 颜 色 差 别 时 的 Lab 变化值48 表 3.19 晴 天 直 射 条 件 下 的 色 度 数 据 与 色 度 标 定 值 的 色 差 比 较. 49 表 3.20 晴 天 背 光 条 件 下 的 色 度 数 据 与 色 度 标 定 值 的 色 差 比 较. 50 表 3.21 晴 天 阴 影 下 的 色 度 数 据 与 色 度 标 定 值 的 色 差 比 较 51 表 3.22 阴 天 的 色 度 数 据 与 色 度 标 定 值 的 色 差 比 较 52 表 3.23 不 同 受 光 条 件 下 的 色 度 数 据 与 色 度 标 定 值 的 色 差 比 较. 53 表 3.24 晴 天 直 射 条 件 下 色 样 饱 和 度 与 色 度 标 定 值 的 偏 差 54 表 3.25 中 等 大 气 能 见 度 条 件 下 色 样 在 不 同 距 离 的 颜 色 参 数55 表 3.26 低 大 气 能 见 度 条 件 下 色 样 在 不 同 距 离 的 颜 色 参 数 58 表 3.27 不 同 受 光 条 件 下 的 照 片 色 度 数 据 与 色 度 标 定 值 的 色 差 比 较60 表 3.28 不 同 受 光 条 件 下 的 照 片 色 度 数 据 与 PR650 测 量 值 的 色 差 比 较. 61 表 3.29 现 有 建 筑 外 观 色 彩 观 测 163 表 3.30 现 有 建 筑 外 观 色 彩 观 测 264 表 3.31 现 有 建 筑 外 观 色 彩 观 测 365 表 4.1 CIE 标 准 照 明 体 色 坐 标 表. 68 表 4.2 建 筑 色 彩 常 用 观 测 方 法 比 较82 表 5.1 中 国 部 分 城 市 四 类 天 空 出 现 概 率 (% ). 87XI 重庆 大 学硕 士学 位论 文 X II 1 绪论 1 绪论 1.1 研 究 的 背 景 与 意 义 由 于 国 内 城 市 化 的 加 速 推 进 , 无 论 沿 海 还 是 内 地 , 城 市 建 设 都 处 在 蓬 勃 发 展 之 中 , 中 国 已 成 为 世 界 上 最 大 的 建 筑 工 地 。 很 多 城 市 的 形 象 和 面 貌 发 生 了 巨 大 的 变 化 , 传 统 的 城 市 色 彩 正 被 潮 水 般 涌 出 的 新 建 筑 群 所 淹 没 , 往 日 和 谐 的 城 市 色 彩 景 观 被 打 破 , 新 的 色 彩 秩 序 因 种 种 原 因 还 没 能 建 立 起 来 , 造 成 目 前 城 市 [1] 建 筑 色 彩 出 现 了 前 所 未 有 的 无 序 、 混 乱 状 态 。 无 论 是 城 市 建 筑 色 彩 丧 失 地 域 特 色 , 呈 现 “ 千 城 一 面 ” 的 苍 白 , 还 是 城 市 环 境 色 彩 关 系 混 乱 , 都 是 因 为 对 城 市 建 筑 色 彩 缺 乏 深 入 的 研 究 。 对 于 城 市 建 筑 色 彩 的 规 划 和 设 计 , 不 少 国 家 和 地 区 从 20 世纪 70 年 代 初 就 已 经 开 始 了 , 并 获 得 不 少 成 功 的 经 验 , 使 城 市 的 面 貌 大 为 改 观 。 从 法 国 、 日 本 和中国台湾等的成功范例来看,普遍的做法就是在进行城市规划与建筑设计 时 , 最 后 的 一 个 环 节 为 进 行 城 市 环 境 色 彩 的 专 项 规 划 及 建 筑 外 观 色 彩 的 配 色 计 [1] 划 , 这 项 工 作 完 成 后 同 规 划 设 计 一 道 提 交 主 管 部 门 审 批 , 其 后 才 能 实 施 。 我 国 从 20 世纪 90 年 代 开 始 , 北 京 规 划 委 员 会 开 始 对 新 建 的 规 划 小 区 明 确 提 出 了 进 行 色 彩 规 划 的 要 求 , 自 此 , 城 市 环 境 色 彩 在国内 得 到 了 广 泛 的 关 注 , [2,3,4] 北 京 、 上 海 、 哈 尔 滨 、 深 圳 、 武 汉 、 成 都 、重庆 等 城 市 都 陆 续 开 展 了 城 市 建筑 色彩研究 。 城 市 环 境 色 彩 和 建 筑 色 彩 问 题 得 到 设 计 师 和 城 市 管 理 者 越 来 越 多 的 重 视 , 相 关 的 建 筑 色 彩 研 究 在 不 断 的 深 入 过 程 中 , 色 彩 的 研 究 与 设 计 也 正 逐 步 走 向 规 范 化 和 职 业 化 , 但 总 的 来 说 , 国 内 对 此 的 研 究 还 处 在 初 始 阶 段 , 目 前 的 城 市 建 筑 色 彩 设 计 还 存 在 的 许 多 问 题 , 主 要 体 现 在 了 以 下 几 个 方 面 : ? 关 于 城 市 建 筑 色 彩 的 研 究 和 学 术 讨 论 , 多 集 中 在 建 筑 色 彩 设 计 的 原 理 和 技 法 以 及 “ 实 用 色 彩 ” 在 建 筑 领 域 的 应 用 方 面 , 对 于 在 实 际 的 操 作 过 程 中 往 往 会 遇 到 诸 如 建 筑 色 彩 的 观 测 、 计 算 、 评 价 以 及 颜 色 系 统 转 换 等 问 题 , 对 此 , 目 前 还 缺 乏 从 颜 色 技 术 角 度 定 量 的 系 统 研 究 , 也 无 法 有 效 的 用 于 指 导 设 计 。 ? 国 内 高 校 内 的 城 市 规 划 、 建 筑 设 计 、 景 观 设 计 等 专 业 对 于 色 彩 教 育 的 重 视 还 远 远 不 够 , 而 且 又 过 多 的 偏 重 于 艺 术 色 彩 , 对 于 颜 色 技 术 理 论 及 其 在 建 筑 色 彩 中 应 用 的 研 究 和 学 习 还 很 欠 缺 。 设 计 师 在 进 行 城 市 建 筑 色 彩 设 计 时 , 仅 凭靠自身修养和个人偏爱,只讲究审美效果而不考虑定量控制地处理建筑色 彩 , 往 往 会 造 成 脱 离 实 际 的 盲目设色 , 这 种 缺 乏 颜 色 技 术 支 持 的 设 计 方 式 并 不 利 于 建 筑 学 自 身 的 发 展 和 完 善 。 ? 就 目 前 来 看 , 我 国 建 筑 色 彩 设 计 在 建 筑 设 计 中 的 地 位 有 待 提 高 , 建筑 1 重庆大 学硕 士学 位论 文色 彩 设 计 在 很 大 程 度 上 依 靠 设 计 人 员 的 经 验 和 调 查 , 色 彩 设 计 的 步 骤 和 要 求 并 没 有 确 定 列 入 到 建 筑 设 计 中 的 哪 一 个 部 分 和 怎 样 应 用 , 在 一 般 情 况 下 也 不 需 要 作 色 彩 设 计 图 , 在 设 计 、 施 工 阶 段 更 少 进 行 彩 色 材 料 的 试 作 或 试 涂 , 色 彩 设 计 还 长 期 滞 留 在 建 筑 师 的 技 艺 领 域 而 没 有 得 到 普 及 应 用 。 随 着 社 会 的 发 展 , 建 筑 物 的 设 计 已 不 仅 仅 是 建 筑 方 案 设 计 和 结 构 设 计 , 而 是 对 建 筑 色 彩 的 应 用 要 求 已 越来越高。在这种背景下,迫切需要我们将建筑色彩技术的理论应用到实际 中 , 形 成 色 彩 设 计 人 员 简 单 易 用 的 工 具 。 城 市 规 划 和 建 筑 设 计 都 是 熔 科 学 技 术 与 造 型 艺 术 为 一 炉 的 综 合 性 很 强 的 学 科, 在 设 计 中 任 凭 感 觉 处 理 色 彩 , 往往 会 造 成 脱 离 实 际 盲 目 设 色 , 形 成 混 乱 的 色 彩 效 果 , 给 作品 带 来 缺 憾 。 现 代 建 筑 重 视 科 学 技 术 和 功 能 要 求 , 建 筑 色 彩 已 能 够 运 用 科 学 定 量 来 达 到 过 去 由 纯 粹 美 学 设 计 而 得 出 的 效 果 , 利 用 现 代 颜 色 科 学 技 术 结 合 城 市 建 筑 的 地 域 性 特 点 来 确 定 色 彩 , 不 仅 技 术 合 理 , 而 且 能 收 到 美 观 效 果 。 有 鉴 于 此 , 本 文 希 望 以 颜 色 科 学 的 视 角 来 研 究 城 市 建 筑 色 彩 , 从 颜 色 技 术 和 建 筑 实 践 之 间 的 联 系 出 发 , 结 合 城 市 环 境 色 彩 和 建 筑 色 彩 设 计 中 出 现 的 实 际 操 作 问 题 , 从 定 量 角 度 探 索 城 市 建 筑 色 彩 的 确 定 方 法 。 作 为 应 用 性 质 的 研 究 , 本 文 的 主 要 意 义 在 于 : ? 通 过 实 验 研 究 和 理 论 分 析 , 提 出 混 合 反 射 材 料 的 色 度 反 射 特 性 理 论 和 颜 色 衰 减 理 论 , 弥 补 了 城 市 建 筑 色 彩 中 相 关 理 论 研 究 的 欠 缺 。 ? 确 定 出 了 适 合 于 城 市 建 筑 色 彩 的 最 佳 观 测 条 件 和 观 测 方 法 , 探 讨 了 色 度 学 技 术 手 段 在 城 市 建 筑 色 彩 设 计 中 的 应 用 问 题 , 对 于 实 际 的 城 市 建 筑 色 彩 的 规 划 和 设 计 工 作 有 一 定 的 指 导 意 义 。 1.2 国 内 外 研 究 现 状 颜色科学和光学的发 展史密切相关的,从 牛顿创立“ 光谱理论” 奠 定 了 色 彩 学 的 研 究 基 础 至 今 已 有 300 多 年 , 颜 色 科 学 的 理 论 体 系 已 经 发 展 得 相当成熟, 这 对 建 筑 色 彩 设 计 的 理 论 研 究 框 架 和 方 法 论 的 建 立 提 供 了 重 要 依 据 。 关 于 色 觉 理 论 , 占 主 导 地 位 的 是 1807 年由杨 (T .Young ) 提出 ,1860 年 由赫姆霍尔兹 (H .LFvonHelmholtz ) 发 展 的 三 色 说 和 黑 林 (E .Herins )1874 年 提 出 的 四 色 说 ( 也 叫 对 立 学 说 ) 。 这 两 种 学 说 已 在 新 的 科 学 成 果 的 基 础 上 相 互 补 充 , 逐 步 得 到 了 统 一 。 色 觉 理 论 和 颜 色 系 统 有 着 很 大 的 关 系 , 目前国际上 有 影 响 力 颜 色 系 统 有 9 个 , 国 际 照 明 委 员 会 制 定 的 CIE 色 度 空 间CIE Color Space 影 响 最 大 , 成 为 现 代 测 色 学 的 基 础 ,而 在 设 计 运 用 方 面 最 有 影 响 力 的 是 孟塞尔Munsell 颜 色 体 系 及 自 然 颜 色 体 系NCS , 正是 分别 基于 三 原 色 学 说 和 2 1 绪论 四 原 色 学 说 建 立 的 , 它 们 分 别 在 美 国 及 欧 洲 地 区 成 为 工 业 标 准 其 理 论 基 础 ; 日 本 色 研 配 色 体 系 PCCS Practical Color Co-ordinate System 的 制 定 借 鉴 了 孟 塞 尔Munsell 颜色体系 ; 中国颜色体系(GB/T15608-1995 )的制定也是以赫姆 霍 尔 兹 的 三 原 色 学 说 为 基 础 。 国际上 的 颜色 研 究 机 构 , 以 国 际 照 明 委 员 会 (Commission Internation-ale de L'Eclairage ( 法 ) , 简 称 CIE ) 最 具 有 影 响 力 , 它 所 建 立 的 CIE 标 准 色 度 系 统 成 为 现 代 色 度 学 的基础 。另外, 国 际 上 以 色 彩 为 主 题 的 研 究 机 构 也 很多,以 人 类 生 活 环 境 为 研 究 目 的 色 彩 设 计 研 究 行 业 的 专 门 化 , 应 该 是 以“ 国 际 色 彩 顾 问 协 会” (The International Association of Color Consulstants/ Designers,IACC ) 的 成 立 为 主 要 标 志 。 另 一 个 最 重 要 的 色 彩 研 究 的 国 际 性 组 织 是 AIC (International Color Association )“ 国 际 色 彩 协 会”,中国是 24 个 常 务 会 员 国 [2] 家 之 一 。 1.2.1 国 际 照 明 委 员 会 (CIE ) 的 相 关 研 究 为 了 规 范 颜 色 测 量 及 其 表 达 的 方 法 , 国 际 照 明 委 员 会CIE 于 1931 年 推 荐 了 CIERGB 色 度 系 统 。 但 是 ,CIE1931RGB 系 统 在 计 算 颜 色 的 三 刺 激 值 时 会 出 现 负 值 , 由 此 产 生 了 CIE1931XYZ 标 准 色 度 系 统 。 实 践 表 明 ,CIE1931XYZ 色 度 系 统 只 适用于 1 ?~4 ? 的 观 察 视 场 范 围 , 因 此 CIE 于 1964 年 又 推 荐 了 适 用 4 ?~10 ? 视 场 条 件 的 CIE1964 补 充 标 准 色 度 系 统。CIE 标 准 色 度 系 统 的 建 立 , 为 颜 色 信 息 的 国 际 交 流 与 合 作 奠 定 了 基 础 。 另 外 还 推 荐 了 四 种 标 准 照 明 体 A 、 图 1.1 1931CIE 色度图 B 、C 、D 和三种 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 光源 A 、B 、C 。 其 Fig. 1.1 1931 CIE Color Space ( 图 片 来 源 : 参 考 文 献[5] ) 中 CIE 标 准 照 明 体 D 也 叫 典 型 日 光 或 重 组日光,它由在 CIE1931 色 度 图 上 的 一 条 位 于 普 朗 克 ( 黑 体 ) 轨 迹 上 方 的 典 型 日 光 色 度 轨 迹 来 表 示 的 。 而 这 条 轨 迹 是 根 据 许 多 实 测 的 日 光 色 度 点 的 分 布 定 出 的 , 它 包 括 4000~40000K 重 组 日 光 的 色 度 点 。 重 组 日 光 色 度 轨 迹 是 根 据 两 类 实 验 数 据 定 出 的 。 一 类 实 验 是 根 据 康 狄 特 等 人 1963 年 对 不 同 地 区 、 不 同 时 相 的 太 阳 光 和 天 空 光 622 例 光 谱 分 光 测 定 得 到 的 ; 另 一 类 实 验 来 自 1963 年 完 成 的 两 组 视 觉 色 度 测 量 结 果 。 这 两 类 数 据 在 色 3 重庆大 学硕 士学 位论 文度 图 上 的 色 度 点 都 聚 集 在 典 型 日 光 色 度 轨 迹 的 周 围 , 说 明 两 类 数 据 由 很 好 的 一 致 性 。 其 后 又 有 学 者 对 这 622 例 光 谱 用 数 理 统 计 手 段 重 新 组 合 出 该 相 关 色 温 的 典 型 日 光 光 谱 功 率 分 布 , 这 就 是 “ 重 组 日 光 ”的含意。 根 据 “ 重 组 日 光 ” 理 论 , 不 同 时 相 典 型 日 光 对 应 着 不 同 相 关 色 温 , 而 不 同 相 关 色 温 的 标 准 照 明 体 D 又 对 应 着 各 自 的 相 对 光 谱 功 率 分 布 。 由 于 重 组 日 光 与 实 测 日 光 具 有 很 相 似 的 相 对 光 谱 功 率 分 布 , 同 时 重 组 日 光 比 标 准 照 明 体 B 和 C 更 符 合 实 际 日 光 的 色 度 点,CIE 决 定 推 荐 用 D 、D 和 D 的 相 对 光 谱 功 率 分 布 , 即 相 关 色 温 55 65 75 6504K 、5503K 、7504K 重组日光的相对光 谱功率分布,并在 可 能情况下尽量 应用 D 代 表 日 光 。 65 CIE 的 另 一 个 重 要 的 研 究 工 作 是 在 1991 年 牵 头 组 织 进 行 了 全 球 天 然 光 资 源 的 调 查 和 观 测 , 也 就 是 CIE 的 IDMY 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (International Daylight Measure - ment Programe ) 全 球 各 地 约 50 个 光 气 候 观 测 站 ( 包 括 我 国 北 京 、 重 庆 2 个观 测 站 ) , 对 太 阳 辐 射 及 照 度 等 十 一 个 量 经 过 长 期 的 观 测 , 积 累 了 大 量 数 据 资 [6] 料 , 为 天 空 亮 度 分 布 模 型 的 建 立 、 建 筑 物 的 采 光 设 计 与 计 算 提 供 了 依 据 。 由 于 照 明 和 观 测 条 件 对 光 谱 反 射 率 实 测 结 果 有 一 定 影 响 , 为 了 提 高 测 量 精 度 和 统 一 测 试 方 法 ,1971 年 CIE 正 式 推 荐 几 种 测 色 标 准 照 明 和 观 测 条 件 , 即 垂直/45? ,45? / 垂 直 , 垂 直/ 漫 射 , 漫 射/ 垂直 (如 图 1.2 CIE 标 准 照 明 和 观 测 条 件 所 示 ) 。 图 1.2 CIE 标 准 照 明 和 观 测 条 件 Fig. 1.2 CIE standard condition for Illumination and Observation( 图 片 来 源 : 参 考 文 献[5] )为 了 解 决 颜 色 空 间 的 感 知 一 致 性 问 题 , 专 家 们 对 CIE 1931 XYZ 系 统 进 行 了 非 线 性 变 换 , 制 定 了 CIE1976L*a*b* 颜 色 空 间 的 规 范 。 事 实 上 ,1976 年 CIE 规 定 了 两 种 颜 色 空 间 , 一 种 是 用 于 自 照 明 的 颜 色 空 间 , 叫 做 CIELUV ,另 一 种 是 用 于 非 自 照 明 的 颜 色 空 间 , 叫 做 CIE1976L*a*b* , 或 者 叫 CIELAB 。这 两 个 颜 色 空 间 与 颜 色 的 感 知 更 均 匀 , 并 且 给 了 人 们 评 估 两 种 颜 色 近 似 程 度 的 一 [7,17] 种 方 法 , 允 许 使 用 数 字 量 ΔE 表 示 两 种 颜 色 之 差 。 4 1 绪论 1.2.2 国外 的 相关 研究 国 外 建 筑 色 彩 研 究 有 很 长 的 历 史 , 对 城 市 ( 建 筑 ) 色 彩 的 研 究 , 最 早 可 以 追 溯 到 1800 ~1850 年 间 意 大 利 都 灵 市 的“ 城 市 色 彩 图 谱 ” , 其 后 法 国 、 日 本 、 英 国 、 挪 威 以 及 韩 国 等 国 家 都 相 继 对 部 分 城 市 或 地 区 进 行 了 城 市 色 彩 规 划 , 国 外 对 相 关 课 题 的 研 究 和 实 践 则 已 具 有 了 相 当 的 广 度 和 深 度 , 其 中 较 为 突 出 的 是 法 国 著 名 色 彩 学 家 让菲 利 普朗 克 洛 (Jean-Philippe Lenclos ) 和 日 本 色 彩 规 划 中 心 (Color Planning Center)。 ? 法 国 的 相 关 研 究 在 法 国 色 彩 学 界 有“ 理论派” 和“ 实 践 派” 之分,其“ 理 论 派” 的 代 表 之 一 是 伊 夫? 萨赫内(Y? CHARNAY ) , 主 张 从 色 彩 原 理 入 手 来 展 开 研 究 , 因 此“ 理 论 派" 的色彩研究立足点是建立在色度学基础上的。他们注重颜色产生的原因、性 质 、 特 征 以 及 颜 色 基 本 概 念 的 形 成 , 注 重 科 学 实 验 , 常 用 精 密 的 仪 器 来 进 行 测 量 和 分