舞臺燈光對服飾視覺色感的影響研究

沈奕君 李磊 陳國慶

摘要： 在舞臺表演中，舞臺燈光對人物服飾色彩的視覺體驗有很大影響。文章基于光源、布料光譜信息和CIE1931色度模型，模擬出計算面料色彩推測公式。并選取三種不同色調的LED光源作為舞臺燈光，分別對七種面料進行色彩分析，發(fā)現(xiàn)深長春花藍色、中藍色面料在三種燈光下的色相變化不明顯，與太陽光下呈現(xiàn)色彩接近;丁香紫色和蘭花紫色面料與燈光色彩傾向一致;金黃色、橙紅色和蘭花紫色三種顏色在藍光強烈情況下的色彩視認性更強。最后，結合舞臺色彩的視認性和色彩的意象，為舞臺服裝設計與燈光設計在視覺色感的選擇提供幫助。

關鍵詞： 舞臺燈光;服飾色彩;CIE1931;視認性;視覺色感

中圖分類號： TS941.11;J813.1文獻標志碼： A文章編號： 10017003（2020）01005005

引用頁碼： 011109DOI： 10.3969/j.issn.10017003.2020.01.009

Research on the effect of stage lighting on visual color sense of costumes

SHEN Yijuna， LI Leib，c， CHEN Guoqingb，c

Optoelectronic Engineering and Technology， Jiangnan University， Wuxi 214122， China）

Abstract： In stage performance， stage lighting has a great influence on the visual experience of costume color. Based on the spectral information of light source and cloth as well as CIE1931 chromaticity model， the fabric color formula was simulated. In this paper， three different LED light sources were selected as stage lights. The colors of seven kinds of cloth were analyzed. It was found that the hue changes of deep spring flower blue and medium blue cloth were not obvious under the three lights， similar to the color in sunlight. Clove purple and orchid purple fabrics are consistent with the trend of light color. Golden yellow， orange red and orchid purple have better color recognition when blue light is intense. Finally， combined with the visual identity of stage color and the image of color， this paper provides the help for stage costume design and lighting design in the choice of visual sense of color.

Key words： stage lighting; costume color; CIE1931; visual cognition; visual sense of color

著名戲劇家曹禺認為：“沒有舞臺美術就沒有戲劇?！盵1]一部戲劇的成功與否，舞臺美術起到決定性的作用。舞臺美術是布景、燈光、化妝、服飾等諸多因素的綜合展現(xiàn)，是導演在對諸多因素的調和。舞臺美術著重展現(xiàn)的是舞臺色彩，由舞臺色彩所引起的感覺和知覺，以及關聯(lián)的情感作用，即所謂的“色彩意象”。對色彩的感知是一個人的社會經驗、生活記憶、民族心理、宗教信仰的集中體現(xiàn)，是主、客觀諸多因素疊加的結果[2]。因此，與色彩相關的課題得到了廣泛的研究，并取得了豐碩的成果，如《蒙古民族色彩意象溯源》《中日熟語中“青”的色彩意象比較》《基于民族色彩的心理意象》等。舞臺燈光和服飾色彩是組成舞臺色彩最為關鍵的兩個因素。舞臺燈光是指通過運用火、燈、光、色、影等手段，起到“亮化”和“美化”舞臺的效果[3]。在現(xiàn)代舞臺美術的設計中，燈光的設計是一項重要的工作，以光代景、以光傳情的舞臺美學指導著燈光的運用。舞臺燈光自清末民初引進至今得到了持續(xù)的發(fā)展，運用較多的有成像燈、聚光燈、切割燈、染色燈等。目前針對舞臺燈光的研究主要側重于燈光對舞臺空間的規(guī)劃和舞臺表演的影響，如《近代戲曲舞臺燈光照明摭論》《試論舞臺燈光對戲劇人物的表現(xiàn)》等。服飾色彩是塑造舞臺角色的另一個關鍵性要素。在舞臺表演中，不同的人物形象和劇情感情的烘托都需要借助不同的服飾色彩。關于服飾色彩的研究，有借助色彩體系進行的分析，如“RGB＼HSV＼XYZ＼LAB＼HIS和YUV等”[4]，以及服裝色彩的意象性表達。服裝色彩與舞臺服飾色彩除了需要融入色彩意象因素之外，還應該考慮色彩的視認性。然而，服飾色彩并不是孤立的，其在視覺上的表現(xiàn)與舞臺燈光息息相關。由于舞臺服飾和舞臺燈光的設計分屬不同，目前對它們之間產生的色彩關聯(lián)的研究尚不充分。

物體的視覺顏色源于人眼對外界光刺激的響應。關于視覺顏色的研究通常涉及到光學、光化學、視覺生理學和視覺心理學等學科，是一個綜合性的研究領域。在光學領域，光屬于電磁波范疇，人眼可見的波段在380～760nm，其強度分布與顏色有著密不可分的聯(lián)系。色光混合實驗證實，幾乎每一種顏色都可以通過三原色以不同的強度配比混合得到，其中用來匹配特定顏色所需的三原色數量被稱之為三刺激值。在選定三原色后，如果保持每個波長的輻射能量相等，可見光譜中每一個波長就都對應著一組光譜三刺激值，而且其數值只取決于人眼的視覺特性，故又被稱為顏色匹配函數。如果獲得刺激人眼的光譜分布函數，根據顏色混合定律，通過光譜分布函數對光譜三刺激值進行加權疊加即可獲得該顏色的三刺激值，從而確定物體的顏色。國際照明委員會（CIE）于1931年提出以700、546.1nm和435.8nm三單色光為三原色，測定了描述人眼顏色視覺特性的光譜三刺激值，建立起了CIE1931標準色度系統(tǒng)，實現(xiàn)了對1°～4°視場角內的顏色匹配。后來根據應用場景的不同，對CIE1931進行了優(yōu)化，提出了CIE1964、CIE1976等模型。到目前為止，CIE色度系統(tǒng)在顯示、印染、照明等多個領域得到了廣泛的應用。

本文通過對常見舞臺燈光光譜、布料反射光譜的采集，借助CIE—1931標準色度系統(tǒng)，推算出在舞臺燈光照射下的布料顏色，用以研究燈光與布料視覺顏色的聯(lián)系，為舞臺服飾色彩設計和燈光設計提供預測。

舞臺燈光對服飾視覺色感的影響研究1實驗

1.1材料與儀器

材料：選擇紅、黃、綠、藍、紫色調中的7種棉質面料，具體顏色分別為金黃色、橙紅色、蘋果綠色、蘭花紫色、丁香紫色、中藍色、深長春花藍色。

儀器：ULS2048CL光纖光譜儀（北京愛萬提斯科技有限公司），LED積分球光譜儀（杭州遠方光電信息股份有限公司），Xrite CI7800分光光度儀（愛色麗（上海）色彩科技有限公司）。

1.2數據采集與顏色模擬

1.2.1光譜數據采集

自然光光譜選擇晴天午間，借助ULS 2048CL光纖光譜儀在室內進行采集。三種LED是在藍光LED芯片表面涂抹不同比例的綠色熒光粉末和紅色熒光粉末制備而成，其光譜是借助自組裝的LED積分球光譜儀進行采集。面料反射光譜采用Xrite CI7800臺式分光光度儀設備采集。

Research on the effect of stage lighting on visual color sense of costumes1.2.2XYZ系統(tǒng)中的色度坐標計算

色度圖選用的是CIE1931體系。相比于其他體系，CIE1931體系較為簡單，可以通過計算公式將光譜數據轉化為對應的色度坐標，從而獲知對應的顏色。色度坐標計算的流程如下：

首先，將光源光譜和面料發(fā)射光譜相乘獲得在光源照射下的面料反射光譜。然后，借助RGB系統(tǒng)三刺激值計算公式得出RGB系統(tǒng)的三刺激值，具體公式如下：

R=∫760nm380nmr（λ）·I（λ）dλ（1）

G=∫760nm380nmg（λ）·I（λ）dλ（2）

B=∫760nm380nmb（λ）·I（λ）dλ（3）

式中：r（λ）、g（λ）和b（λ）為光譜三刺激值，其數據可在文獻[3]中查得，I（λ）為發(fā)光強度。

得到RGB三刺激值后，再通過下式轉化為XYZ系統(tǒng)下的三刺激值：

X

Y

Z=2.76891.75171.1302

1.00004.59070.0601

0.00000.05655.5943R

G

B（4）

最后，利用下式即可算出XYZ系統(tǒng)的色度坐標：

x=XX+Y+Z（5）

y=YX+Y+Z（6）

z=ZX+Y+Z（7）

1.2.3色塊提取

借助Matlab完成色塊的提取。首先將一張標準的CIE1931色品圖（圖1）輸入到軟件中，將色度坐標和像素點建立起聯(lián)系。再將上述計算得到的色度坐標帶入，即可提取出色坐標對應像素的顏色。

2結果與分析

2.1自然光下的模擬分析

為了論證模擬的可行性，首先選擇在自然光線下進行測試，如圖2所示。由圖2（a）可見，自然光的光強主要分布在可見光范圍內，藍色、綠色和紅色光線成分都比較充足。根據常見舞臺服飾的色系，七種不同顏色的面料被選擇用于研究。由圖2（b）可見，不同顏色面料對不同波長光線的反射率不同。蘋果綠色的反射光主要是在530nm附近和700nm之后;金黃色的反射光波長在480nm之后;深長春花藍色在440nm附近和700nm之后均有反射;丁香紫色在450nm附近、630nm附近和680nm之后均有反射;中藍色的反射峰主要在470nm附近和700nm之后，而且在470nm附近的反射較強;橙紅色和蘭花紫色最主要的反射區(qū)域在580nm之后，不過蘭花紫色在430nm附近也存在反射。

在室內自然光線下借助相機拍攝得到面料的顏色，如圖3所示。相機拍攝的顏色基本上與目視結果一致，因此可以作為參照標準，用于對自然光線下顏色模擬結果的評估。

本文所謂“顏色模擬”是指通過面料在光源照射下的反射光譜來計算出其對應的顏色。根據CIE1931模型，面料的反射光譜可以通過式（1）、式（2）和式（3）轉化為RGB系統(tǒng)下的三刺激值;再將三刺激值代入式（4），即可得到XYZ系統(tǒng)下的三刺激值;最終根據式（5）、式（6）和式（7）得到CIE1931色度圖中的色度坐標，從而獲知光譜所對應的顏色。根據1.2.2計算流程，得到在自然光線下的模擬結果（圖3）。圖3（a）為自然光線下的面料照片。（b）～（h）右下角小色塊為模擬推算出的色彩。將模擬得到的顏色與面料照片進行比對，可以發(fā)現(xiàn)模擬的顏色在色相上與面料的實際顏色基本一致，因此可以認為采用此種方法模擬獲得的顏色具有非常高的可靠性。其中輕微的視覺偏差主要來自面料的紋理，毛糙的面料表面會散射部分入射光線，使得視覺上的亮度降低，從而造成一定程度的色差。

2.2LED光源下的視覺顏色研究

目前，舞臺燈光大都是來自LED光源。LED光源通常是在藍光LED芯片的表面涂抹綠色和紅色熒光粉末獲得。通過調節(jié)熒光粉末的種類、熒光粉涂層的厚度及綠色與紅色熒光粉末的比例，可以獲得不同光照效果的LED光源。本文將三種不同的LED光源選作舞臺燈光的代表，用以研究面料在燈光照射下的視覺顏色。如圖4所示，LED1在650nm后幾乎沒有發(fā)光強度，這說明LED1的紅光部分缺失嚴重，可用來模擬缺少紅光的舞臺燈光環(huán)境;LED2在530nm附近沒有發(fā)光強度，說明缺失綠色光成分，所以可用于模擬缺少綠光的舞臺燈光環(huán)境;LED3的綠光和紅光雖然都存在，但是所占比重遠小于藍光，因此可用于模擬強藍光的舞臺燈光環(huán)境。

通過模擬計算，這七種面料在LED1、LED2、LED3這三種燈光環(huán)境下的顏色均被模擬出來，如圖5所示。第一列到第七列的原色依次是蘋果綠、金黃色、深長春花藍色、丁香紫色、中藍色、橙紅色、蘭花紫色。再將這7種面料放于這三種LED燈光環(huán)境中拍攝，最終結果匯總成圖6。通過與圖5的模擬結果對比，發(fā)現(xiàn)圖6實際照片中面料顏色與模擬的結果基本一致。

圖5第一行表示在LED1的照射下，七種面料所模擬出的顏色。由于缺少紅光部分，面料的色彩均變?yōu)槔渖{，在視覺上可以看到蘋果綠色向藍綠色轉變，金黃色轉為綠色，深長春花藍、丁香紫和中藍色呈現(xiàn)純度明度接近的藍色，橙紅色轉為粉紫色，蘭花紫轉為藍紫色。在舞臺表演上，將色彩意象融入到燈光和服裝設計中，通過視覺色彩的變化來傳遞某種信息。“馬蒂斯認為色彩不是用來模仿自然的，它是用來表達我們自己的情感的”[5]。美國科學家羅伯特·杰拉德在1932年做了一個關于彩色燈光與人體情緒的實驗，他的報告中反映出紅色能產生焦慮感，藍色有平靜和鎮(zhèn)定效果。在舞臺燈光中，大面積使用某種色彩燈光就能夠給予觀眾情緒傾向的暗示。LED1的燈光色彩整體傾向于藍綠色調，給人傳遞的是“清涼、理智、冷靜”的情感。在這種燈光下測試的4種面料色彩呈現(xiàn)藍色調，2種面料色彩呈現(xiàn)綠色調，它們與主色燈的情感傾向相一致。只有橙紅色面料呈現(xiàn)的是粉紫色，它與燈光主體色調呈對比狀，其色彩視認性比其他更佳。在舞臺角色塑造中，若要突出主角形象，在他的服裝色彩中可選擇橙紅色大面積地使用。

圖5第二行表示在LED2的照射下，缺綠光的情況，蘋果綠轉變?yōu)閷Ρ汝P系的紫紅色，金黃色跨越兩個色相呈現(xiàn)紅色，深長春花藍和中藍色轉為鄰近色紫色，丁香紫向鄰近色紫紅色靠近，橙紅色向紅色轉變，蘭花紫色相略向紫紅靠近。整個燈光色調呈現(xiàn)暖色，暖色能使人產生興奮感和歡快感。測試中暖色面料橙紅色、金黃色呈現(xiàn)飽和的紅色，與主色光的情感傾向一致。深長春花藍和中藍色呈現(xiàn)紫色，與燈光色有一定差異，在舞臺上顯得更加暗沉。丁香紫和蘭花紫呈現(xiàn)的紫紅色與主燈光色調靠近。

圖5第三行表示在LED3的照射下，藍光強烈的情況，蘋果綠色轉為鄰近色藍色，金黃色轉為鄰近色肉粉色，橙紅色跨越兩個色相轉為玫紅色，其他幾個顏色的色相與在太陽光下的色彩非常相似。在藍光最強的燈光環(huán)境中與藍色燈光的“鎮(zhèn)定平靜情緒”相一致的色彩有蘋果綠、深長春花藍、丁香紫、中藍色，這些顏色與藍色燈光是協(xié)調統(tǒng)一的，而金黃色、橙紅色和蘭花紫色則呈現(xiàn)出粉紅色、玫紅色和紫紅色，呈現(xiàn)的色彩與藍色燈光形成對比。由于舞臺表演中，舞臺與觀眾在空間上有一定距離，對色彩的視認性要求更高。金黃色、橙紅色和蘭花紫色這三種顏色在藍光強烈情況下的色彩視認性更強。若運用在主角的服裝設計中，能夠成為視覺焦點。

從對這三組燈光的模擬中，可以看出深長春花藍色、中藍色這兩款藍色系面料在不同燈光環(huán)境下的顏色變化差異較小，介于藍、藍紫之間。設計師只需遵從藍色意象運用即可，無需過多考慮燈光變化對其的影響。

丁香紫色和蘭花紫色都屬紫色系面料，在三種燈光環(huán)境下的顏色與太陽光下的色彩色相呈相同或類似關系。紫色調的丁香紫色和蘭花紫色會隨著燈光冷暖傾向略有變化。當在暖色光環(huán)境中，色彩偏向紅色;當在冷色光環(huán)境下，色彩偏向藍色。整體而言，紫色調與燈光的主色彩在情感傾向上更加統(tǒng)一，但在色相上又略有差異。

橙紅色在三種燈光下呈現(xiàn)的色相差異較小都為紅色調，但純度明度差異大，分別呈現(xiàn)出淺粉色、亮紅色和玫紅色。日本學者城一夫這樣描述色彩：“色彩在具備物質的一種屬性的同時，又具有作為共通語言的象征性和邏輯性……對色彩的使用，除了美的需要以外，便是作為共通語言的象征性和邏輯性而存在，帶有某種民族的共同觀念。”[6]在對中國人色彩心理的研究中發(fā)現(xiàn)：“紅色在中國喻指女性?！盵7]因此，在舞臺表演中可用以塑造不同年齡段的女性形象。在缺少紅光的燈光下橙紅色面料呈現(xiàn)出淺粉，在對淺粉的定義是“可愛、女人味、孩子氣、羞澀、柔和”[8]，因此可表現(xiàn)溫婉的年輕女性;在缺少綠光的燈光下，橙紅色面料呈現(xiàn)出更加亮麗的紅色，紅色在約定俗成的定義中有“熱烈、成熟”等含義，因此可表現(xiàn)熱情的成熟女性;在藍光較多的燈光下，橙紅色面料呈現(xiàn)出純度略低的玫紅色，玫紅色是處于紫色和紅色之間的色彩，因此除了有“成熟”的含義還具有“浪漫、夢幻”等含義，因此可以表現(xiàn)期待抓住青春尾巴的中年女性。

蘋果綠色在三種燈光下會有色相的變化。金黃色是七種色彩中變化最大的，在三種燈光下呈現(xiàn)完全不同的色彩。因此，這兩類色彩在運用時應該掌握其規(guī)律，結合色彩的意象及舞臺劇情發(fā)展，巧妙地表現(xiàn)人物形象。

3結語

色彩在舞臺表演中是一種語言、一種符號、一種象征。通過運用面料色彩光譜、CIE1931色度模型方法，設計出一種推算模型，從而在計算機上能夠直接推算出舞臺中的燈光與面料色彩的視覺效果。并選取三種不同色調的LED光源作為舞臺燈光，分別對七種面料進行顏色分析，發(fā)現(xiàn)深長春花藍色、中藍色面料在三種燈光下的色相變化不明顯，與太陽光下呈現(xiàn)色彩接近;丁香紫色和蘭花紫色面料與燈光色彩情感相統(tǒng)一;金黃色、橙紅色和蘭花紫色這三種顏色在藍光強烈情況下的色彩視認性更強。通過對面料色彩光譜數據的模擬，結合色彩意象的運用，能夠為舞臺服裝設計與舞臺燈光設計的實際運用提供更多的預測分析。

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收稿日期： 20190515; 修回日期： 20191128

作者簡介： 沈奕君（1982），女，講師，主要從事服裝設計理論與表演方面的研究。通信作者：陳國慶，教授，cgq2098@jiangnan.edu.cn。