孟賽爾色彩系統(Munsell Color System)是由美國藝術家阿爾伯特·孟賽爾(Albert H. Munsell)于1905年創立的科學化色彩描述體系,以色相(Hue)、明度(Value)、彩度(Chroma) 三維屬性為核心,構建了一個符合人眼視覺均勻性的色彩空間模型。以下從核心原理、結構特點、應用領域三方面展開說明:
一、核心原理與三維結構
1.色相(Hue)
以 5種主色(紅 R、黃 Y、綠 G、藍 B、紫 P)和 5種間色(黃紅 YR、綠黃 GY、藍綠 BG、紫藍 PB、紅紫 RP)為基礎,形成 10色相環。
每種色相細分為 10個等級(如 1R 至 10R),共 100個色相刻度,按圓周360°均勻分布。主色和間色的中心點標記為 5號色(如 5R 代表正紅色)。
2.明度(Value)
中央軸為無彩色系(中性色),從 純黑(N0)到純白(N10) 劃分為 11個視覺等距等級。
明度值基于光反射率定義,例如 N5 對應中灰色,反射率約 20%。
3.彩度(Chroma)
表示顏色飽和度,以 距中央軸的水平距離 衡量。彩度值從 0(中性灰)向外遞增,理論無上限,但常見顏色上限為 10-14,熒光色可達 30。
顏色表示法:HV/C
示例:5R 4/14
5R:正紅色相
4:中低明度
14:高飽和度。
二、色立體模型與科學特性
1.非對稱球體結構
色立體形似 扭曲的橢球體(非標準球體),因不同色相的最高彩度與對應明度差異顯著:
黃色(5Y):最高彩度(約 12)在明度 9 處
藍紫色(5PB):最高彩度(約 12)在明度 3 處。
此特性導致色立體的赤道面半徑與高度不規則,體現人眼對色彩感知的非均勻性。
2.視覺等距性優化
1943年美國光學會修訂為 “新標系統”,通過光譜測量與視覺實驗調整色樣位置,使色卡排列更符合視覺等距原則,并與 CIE 1931色度坐標 對應。
3.與CIE色度學的關聯
孟賽爾色卡均標注 CIE (Y, x, y) 值,支持兩系統間的數據轉換,
三、應用領域與實用工具
1.行業標準化
土壤與地質學:美國農業部(USDA)采用為土壤顏色官方標準。
珠寶鑒定:中國國家標準(如 GB/T 32863-2016《紅寶石分級》)依托孟賽爾系統定義顏色等級。
紡織與設計:用于面料色差控制、產品配色及跨供應鏈色彩溝通。
2.核心工具:《孟塞爾顏色圖冊》
包含 1450張色卡 + 37張中性色卡,每頁展示同一色相的 明度-彩度剖面,支持目視比色。
使用規范:
光照條件:北窗自然光或 D65 標準光源。
觀察角度:45°/0° 或 0°/45°(避免鏡面反射)。
3.視覺測試與教育
Farnsworth-Munsell 100色相測試:通過 85枚色棋 檢測人眼辨色能力,廣泛應用于體檢、職業篩選(如設計師、質檢員)。
教學模型:色立體物理模型幫助理解色彩三維關系。