古建筑保護中色彩采集方法及流程設計的應用研究
——以岳麓書院為例

■黃 茜，劉可怡，何 怡，楊趙哲，顧佳南，趙藝深

現代意義上的歷史建筑色彩保護始于20世紀初期。1931年,第一屆歷史性紀念物建筑師及技師國際會議通過了《關于歷史性紀念物修復的雅典憲章》，反復提到對歷史建筑的修復保護必須尊重其藝術風格，其中包含色彩。而在1964年第二屆歷史古跡建筑師及技師國際會議通過的《威尼斯憲章》[1]中，對色彩的保護被明確指出并細化：“古跡的保護意味著對一定范圍環境的保護。凡現存的傳統環境必須予以保持，決不允許任何導致群體和色彩關系改變的新建、拆除或改動行為。”以上原則，說明歷史建筑色彩在體現其獨特藝術風格及傳承城市歷史文脈中擁有著獨立且重要的地位。

建立科學飽滿的建筑色彩數據庫，是有效實現對建筑古跡色彩原真性保護的基礎支撐。為確保色彩數據信息的有效性和準確性，色彩信息的采集需要根據建筑古跡現場環境及現狀條件，通過科學的色彩邏輯與合理的色彩采集工具加以進行。本文以岳麓書院建筑群色彩研究為例，基于對比性色彩采集實踐，總結出彈性化取色邏輯，提出色彩數據誤差的避免和糾正方法，旨在協助研究者們根據符合實際研究的取色邏輯，執行清晰的取色流程，取得準確的色彩數據，建立建筑色彩研究基礎數據庫。而針對岳麓書院古建筑群的色彩采集與研究，不僅對中國傳統書院古跡原真性保護有重要意義，同時也將促進對地方性文化的深度解讀[2]。

1 當前古建筑保護中色彩采集現狀

1.1 古建筑色彩保護意識淡薄導致色彩破壞混亂

中國古建筑素以木結構為主，呈現出實用性與審美性的高度統一，《詩經》中“如鳥斯革，如翚斯飛”的優美描寫，正是中國古代先民對于木結構建筑的極致追求。為保護木材免受風雨侵蝕、火災、蟲咬等傷害，彩色油漆在中國古代建筑中得到廣泛應用[3]。然而，隨著時間的流逝，彩漆也難免不斷剝落褪化。除自然因素外，由于色彩保護意識淡薄帶來的人為破壞可能會給建筑色彩帶來更加嚴重的傷害：如針對古建筑本體，到訪者的素質高低不一，“到此一游”的現象無法斷絕；再如針對古建筑所處環境，人們往往會忽略古建筑周圍環境對本體造成的影響[4]，當傳統建筑風格與色彩受到現代建筑形式的挑戰時，容易出現古建筑本體與周圍環境格格不入的反面案例，造成整體環境色彩風貌混亂的不良影響。

1.2 古建筑色彩數據資料缺乏導致保護依據不足

在古建筑保護中，對于色彩修復的關注度遠遠遜色于對建筑結構、材料修復等方面的關注[5]。在古建筑資料檔案記錄過程中，也極易忽視色彩數據的采集保存[6]。當古建筑保護缺乏系統真實的色彩數據資料時，部分建筑師會選擇以現代的審美理念或簡單粗暴的方法來“修復”古建筑，導致古建筑修復改造后色彩失真嚴重，沉淀千年的歷史美感以及色彩蘊含的獨特文化意義不復存在。

1.3 古建筑色彩數據采集規范缺失導致保護工作低效

在進行古建筑色彩數據采集時，需要根據不同的采集對象與采集情況選擇不同的采集工具。以敦煌壁畫圖像數據化過程為例，敦煌研究院與多家高等院校、科研單位建立了合作，制定了較為完備的數字化圖像采集工作標準[7]。但因壁畫與傳統建筑在主體材質、存在環境、色彩構成方式等各方面存在較大差別，其工作標準并不適用傳統建筑色彩數據采集。因此，結合古建筑特點及保護要求探索出更具針對性的古建筑色彩數據采集流程與方法至關重要。

2 色彩采集流程設計與方法要點

2.1 色彩采集邏輯的釋義

凡建筑遺產，不論是為保護修繕，抑或為研究其色彩規律，皆需依據科學的色彩采集邏輯，采集建筑色彩，構建支撐研究的色彩數據庫。色彩采集邏輯中各環節要點可根據采集流程的前中后進行梳理，主要包括建筑樣本選擇、色彩體系參照、采集工具選擇、現場操作要點與后續誤差糾偏五大部分（圖1）。而根據研究目標、對象特性、現場條件不同，具體項目的色彩采集思路也有所差異。準確的色彩采集以材料特質、光源色溫、人眼色感三要素為基礎。故采集前需根據樣本對象材料選擇合適的取色儀器，采集中應掌握各類設備的正確操作要點并嚴格控制環境條件以盡可能減少干擾。但因建筑現狀、天氣條件、光照條件、設備性能等各種實際因素，不可避免會產生色彩數據誤差。故采集后仍需進行數據整理與糾偏，使可調整性誤差糾偏至合理范圍。

■圖1 取色邏輯示意圖

2.2 色彩體系的選擇要點

色彩體系是建立在色彩科學上的秩序與模型。色彩體系是具體色彩研究的參考坐標，是色彩數據整理的架構，也是色彩規律的直觀呈現。因此，根據研究目的選擇合適的色彩體系，是色彩研究中的關鍵問題。色彩研究中，常見的現代色彩體系包括孟賽爾（Munsell）、NCS（Natural Color System）與PCCS（Practical Color coordinate System，三者特性與適應領域不同（表1）。

表1 色彩體系選擇要點一覽

一般而言，基于建筑遺產保護的建筑色彩研究，常用孟賽爾體系；若研究計劃中包含關聯的工業產品制造，則NCS色彩體系更加適宜；探究色彩的搭配關系及使用人群的心理感受，選用PCCS色彩體系更為有效[8]。

2.3 取色工具的選擇要點

取色工具是色彩轉化為標準數據信息的媒介。按操作方式的不同，通常分為色卡、接觸式取色儀、非接觸式取色儀和相機四種[9]。取色工具類型主要由參考色彩體系和取色對象特性決定（表2），研究經費也是重要的限制因素。

表2 取色工具選擇要點一覽

2.3.1 色卡

色卡是色彩研究中最為常見的取色工具，測色原理為肉眼色彩對比。操作過程中，色卡可與取色對象直接接觸，也可以在目測色覺范圍內遠距離取色。一般來說，色卡與測色對象距離越近，光源條件與對象差距越小，取色者判斷色卡與對象色彩相似度越為便利。依據色彩體系、行業適用、產品制造等因素，色卡細分極多。例如，建筑行業常用的色卡有CBCC中國建筑色卡，景觀植物取色常用英國皇家園林協會推出的RHS植物比色卡。實際研究中，考慮到精度要求，色卡的色彩數量不宜少于1000種。

2.3.2 接觸式取色儀

接觸式取色儀有色差計和分光測色儀兩種。色差計受其內部探測器有色玻璃的色彩精度限制，所測得的色彩信息沒有直接探測對象的光譜成分的分光測色儀精確[10]。

接觸式取色儀操作時，需將測色儀緊密接觸被測物體，以隔絕周圍光線的干擾，色彩數據以RGB、CMYK等數值顯現。該取色方法優點有二：一是由內置標準光源提供光照，不受取色環境的影響，沒有取色時間限制；二是以取色儀內置色卡為參照，顯示最接近色號的色彩數值，主觀選擇干擾小，色彩精度較高。

2.3.3 非接觸式取色儀

非接觸式取色儀為光電積分式的彩色亮度計，通過望遠鏡系統能夠對遠距離對象進行顏色測量[11]。非接觸式取色儀在建筑取色中適用于如天空、水體、高處等領域的取色，也常被用于大尺度城市景觀的色彩采集。

非接觸式測量結果受光照條件干擾大，取色時為使光環境接近D65國際照明標準值，可盡量選擇明朗的陰天或背光、陰影下的晴天，使用前需用標準光源和標準反射色板進行校準。測量時對物體材料有要求，對接近理想均勻漫反射的物體表面測量較準確，如古建材料中常見的木材、磚材、未經拋光的石材等，而對玻璃等反射系數較大的樣本取色準確度不高。非接觸式取色儀相對其他取色工具價格較高，普及使用受限。

2.3.4 相機

相機非專業取色工具，但由于普及度高且取色快速便捷，同時也能記錄色彩的構成面積，也可用于色彩采集和記錄。但相機取色受相機品牌原色濾鏡和取色現場光環境的影響，色彩的準確度受限。

相機內置的原色濾鏡在成像過程中發揮重要作用，原色濾鏡的物理限制導致其無法百分百過濾其他顏色的色彩，進而對成像色彩的準確性造成影響[12]。例如，索尼相機的原色濾鏡對于紅色的透過性差，綠色的透過性好，照片形成的過程中，紅色部分較實際情況暗淡；綠色的亮度信息一部分計算到了紅色中，使得照片綠色呈現枯黃的狀態。為提升相機取色的準確性，發揮相機的取色優勢，對拍攝照片的色彩糾偏必不可少。

3 岳麓書院建筑保護中色彩采集方法具體應用

岳麓書院為中國四大書院之首，自北宋創立，歷經七毀七建，均舊址擴建。育人千年，弦歌不絕，有著極高的建筑價值和文化價值。為維護傳承岳麓書院建筑特色并深入理解其文化內涵，本文梳理出“確定取色樣本、選擇色彩體系、選用取色工具、控制取色誤差”的工作流程，對岳麓書院進行建筑色彩信息量化采集與數據庫建立。

3.1 取色樣本的確定

岳麓書院是規模較大的古建筑群，占地21000平方米，建筑面積7504平方米，其間亭臺相濟、山水相融，建筑格局恢弘且不失精細。選擇典型建筑進行色彩采集，是色譜量化研究的基礎。基于中國傳統建筑群布局“功能主次分明，空間軸線對稱”的特點[13]，以及視域色彩面積大小對于對象“主輔色”界定的關鍵意義[14]，總結古建筑群色彩采集的取色指導為“分區主導、軸線組織、面積參考”。

分區主導是指古建筑群的布局分區與建筑功能對應，建筑功能是建筑色彩差異的重要因素。因此，以功能為主導，將色彩采集對象進行分區分類。作為古代教育機構，岳麓書院包含教學、藏書、祭祀三大功能區域（圖2），對應區域主要建筑如表3所示。教學功能和藏書功能屬于岳麓書院日常教學系統，建筑外立面色彩以灰、白及低純度色彩為主。“祭祀”功能并非宗教，實質是感恩和紀念往圣先賢，為“見賢思齊”的無言教化。文廟為書院祭祀分區的主體，依據禮制“左廟右學”，祭祀建筑居于講學建筑的左側。岳麓書院現有文廟形制始自明代，明代岳麓書院官學化傾向明顯[15]，對應享受官辦學宮的文廟禮制，建筑中的紅墻黃瓦體現了此類文廟類同于皇家建筑的等級待遇。

表3 岳麓書院建筑功能分區及代表建筑

表4 愛色麗校正效果驗證示意表

■圖2 岳麓書院功能分布和代表建筑圖以及建筑軸線圖

軸線組織是指傳統古建筑群布局方式與禮制關聯[16]，多為庭院式組合，中軸對稱，強調縱向空間序列，建筑色彩規律也與軸線密切相關。因此，在選擇建筑取色樣本的時候，分析建筑群的主輔軸線，考慮古建筑群軸線進深走向依次取色，更符合古建筑色彩禮制的規律。在岳麓書院的平面圖上，主軸線建筑整體以低飽和度色彩為主，輔軸線建筑以紅黃色高飽和度色彩為主。不難看出，同一軸線上的建筑意象統一、顏色相近，以層層遞進之氣勢造就莊重幽遠之意境（圖2）。

面積構成比例是色彩印象構成的重要因素[17]，因此取色也需考量面積因素。面積參考指依據建筑構成色彩所占面積大小，對其分類采集。中國古建筑基本遵循建筑三段式，屋頂、墻面、臺基是主要構成部分，面積占比較大，可作為基礎色譜采集；面積占比小的作為輔助色譜，如門窗、柱子等；面積更小但暗示地方特征的顏色，如裝飾性彩畫、螭獸的顏色，作為點綴色譜（圖3）。

■圖3 岳麓書院大門三段式色彩分異示意圖

3.2 色彩體系的選擇

岳麓書院建筑色彩研究選擇日本NCD色彩體系作為坐標體系，以期通過合理取色建立具有參考價值的色彩數據庫，并據此進行色彩意象分析。NCD色彩體系基于孟賽爾色彩體系建立，孟賽爾體系在色彩信息數據的整理與分析領域應用廣泛，兩者色彩邏輯基本一致。參照NCD色彩體系，色彩數據的色相、明度、純度三維度規律直觀明晰。同時，NCD色彩形象坐 標在色彩心理學方面具有優勢，運用心理學方法調查得出色彩與心理感覺的對應關系，并以“色相與色調體系”作為分析工具，以不同區域、不同空間的色彩句法為依據，推導對應色彩意象，直接為后續設計提供色彩語義轉換設計的具體參考[18]。

3.3 取色工具的選擇

基于色彩準確度、取色效率及取色樣本的考量，項目選擇接觸式取色儀PANTONE色彩檢測儀RM200-PT01和索尼相機ILCE-7M2作為色彩采集工具[19]。PANTONE色彩檢測儀用于采集岳麓書院建筑可接觸尺度內、適宜封閉采集的色彩（圖4），如門、窗、欄桿等，其優勢在于封閉型取色，基本不受光照影響，避免人為比對色卡的主觀差異，色彩精度滿足研究需要；而索尼相機ILCE-7M2則用于采集無法接觸取色或難以封閉取色的色彩，例如瓦片、牌匾、螭獸等，其優勢在于遠距離取色。

■圖4 取色高度示意圖

3.4 取色的誤差控制

3.4.1 取色時的外部環境控制

取色現場光強、色溫、濕度對色卡采集影響較大。因此，取色環境以干燥的建筑物外墻為必要條件（圖5）；以陰天白天為首選，晴天光環境次之；操作時需注意避開陽光直射處取色，適合在陰影處進行；取色時間應排除光強色溫變化劇烈的階段，以上午九點至下午四點為宜[20]。

■圖5 岳麓書院取色對象干濕對比圖

3.4.2 相機取色的糾偏辦法

室內可控光環境下的糾偏方法在論文《敦煌壁畫色彩數字化采集研究》[21]中有詳細陳述，實驗中通過光源色溫的控制，多類色卡的綜合運用及顯示器的色域對比等方法，對室內環境的色彩采集提出了高精度色彩還原方案。

岳麓書院的建筑色彩采集環境多為室外，光源通常為太陽，色溫無法人為調控，色彩精度天然受限（圖6）。為實現取色的準確度，應在盡可能在接近陰天正午標準6500K的光線條件下拍攝[22]。取色前，先用18%灰卡對相機的白平衡和曝光進行校準，拍攝時將愛色麗色卡置于同等光線條件下，拍攝愛色麗色卡入鏡的Raw格式照片。整理時即可將照片導入愛色麗配套軟件中進行處理，還原當時光環境下的對象標準色彩[23]。

■圖6 岳麓書院屈子祠正門不同時刻的色溫

使用Pantone接觸式取色儀驗證愛色麗色卡的校色效果，分別對岳麓書院取色對象實物和糾偏后的色彩進行取色，記錄經過愛色麗色卡糾偏后取色儀取的Lab值，以及直接用取色儀取岳麓書院同一位置對應的Lab值。經過多組校色計算，在CIE2000標準下，校色后的色值與取色儀色值△E最大為3.3，最小為2.1（表3），接近人類肉眼△E≤2的辨色極限[24]。同時校色后平均誤差和最大誤差都小于校色前誤差，因此數碼相機用于取色基本滿足色彩采集的要求。

3.4.3 材質不均時的色彩采集

岳麓書院古建筑群的主要材料為木材、石材、磚材等，受到紋理、日照、青苔等因素影響從而形成材料老化、剝落與褪色等顏色不均的問題（圖7）。如書院內道冠古今牌坊的木門長期暴露在室外受到光輻射影響，表層及內部材質發生光老化，色度坐標向黃-紅區移動[25]。

■圖7 材質在不同環境因素條件下的色彩不均現象

面對取色樣本材質不均的情況，研究者處理方法為：相機拍照獲得實物圖片，通過PHOTOSHOP將照片馬賽克化，求取設定單元格范圍內的色彩均值，并賦給范圍內每一個像素，以此達到平均化色彩、采集代表色彩數據的目的[26]。相對可直接提取圖片顏色與占比的圖像處理技術，馬賽克圖像處理方法考慮了具體像素周圍色彩與周圍像素色彩間的關系，因此得出的分析結果可更好地反饋整體圖片的色彩代表[27-28]。當取色照片精度高，一次馬賽克后依然色彩數值繁多時，可在此基礎上二次馬賽克，獲取構成簡單的代表性色彩（圖8）。

■圖8 照片馬賽克化取色

4 色彩采集流程設計與方法規范的應用價值辨析

4.1 為古建筑色彩采集工作提供模式參考

本文所總結的色彩數據采集流程以及方法初步建立了一個系統、明確、可執行的工作模式 ，根據不同的研究目的、工作情境和限制條件，選擇適宜的色彩研究方法，并推薦科學合理的設計流程，使建筑色彩保護工作更加有序化、系統化、規范化地進行，幫助古建筑色彩在一代代的修繕與修復過程避免失真失傳。

4.2 為古建筑色彩定量研究提供基礎支持

在現有古建筑維修保護時，對建筑色彩的關注常常局限于定性的階段而難以在具體數值上進行定量研究。本文通過進行色彩數據采集工作的流程設計以及數據定量糾偏方法規范，在一定程度上可以幫助研究者采集大量更具真實性、準確性的系統色彩數據，以進行古建筑的色彩分類提取分析等定量化研究，科學高效地保護古建筑色彩的原真性。

5 結語

色彩采集工作的規范性與色彩采集邏輯的科學性，對色彩數據庫的準確性有重要影響。在地實踐以岳麓書院建筑群為案例，基于定量研究的思維，前期橫向比較多樣取色工具與各類色彩體系，總結出二者在不同取色需求下的適用情境；后期取色操作根據各類色彩數據處理實驗，提出具體色彩數據誤差的糾偏方法。具體規程對古建筑色彩采集工作的科學化與規范化具有參考價值。

古建筑保護任重道遠，研究者應以原真性為原則，力求古建筑相關數據之準確。色彩外顯為古建筑藝術風格構成的視覺要素，內化亦為古建筑傳統文脈的文化基因。古建筑保護中優化色彩采集與分析研究，古建筑色彩方可承續有據，存繼有為 。