中國傳統古色色立體數字模型建構及其色彩設計應用

摘要：本文以中國傳統色彩體系及現當代色彩體系為研究對象，對比分析現代色彩模型，運用數字化建模方法，研究中國傳統色彩理論思想在中國環境色彩設計中的現代化的轉換路徑，構建了數字化的中國傳統古色色立體模型，同時以紡織產品色彩設計為例進行古色傳承設計應用。為中國傳統古色的創新設計與應用提供科學便捷的色彩設計工具。

關鍵詞：傳統五色；色彩地理學；色立體模型；紡織品設計；數字化設計

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2024）16-0134-05

Abstract：This paper focuses on the study of traditional Chinese color systems and contemporary color systems，comparative analysis of modern color models. Using digital modeling techniques，it investigates the modernization of traditional Chinese color theory in the context of environmental color design in China. A digital three-dimensional model of traditional Chinese colors is constructed，providing a scientific and convenient color design tool for the innovative design and application of traditional Chinese colors.

Keywords：Five-color theory；Color geography；Color Solid；Textile design；Digital design

引言

習近平提到：“堅守中華文化立場，提煉展示中華文明的精神標識和文化精髓。”[1]其中，色彩文化是民族文化最突出醒目的部分[2]。五色觀蘊藏著濃厚的傳統哲學思想，是中國傳統色彩觀念的基礎與核心。中國傳統文化根基于中華民族沃土，經過千年積淀過程并世代相承，影響著中華民族的發展，并通過各種方式傳播到世界各地。“色彩文化是民族文化最突出醒目的部分。”[3]研究中國傳統五色的特點與內涵，將其與現代化設計手段整合創新使用，是中國傳統色彩文化得以更好發展的必然途徑，而色彩是創新設計最直觀、顯性的表現形式。將中華優秀傳統色彩文化融入到創新設計中，能夠促進中華民族優秀思想文化和現當代精神文明建設融合發展，是踐行新發展理念的有益探索。

在色彩的研究和應用領域，傳統古色和數字化色彩模型是兩種重要的表示和描述方式，兩者在多個維度存在明顯的差異。數字化模型以RGB、HSB、Lab等為基礎，通過數值精準描述，具有重復性；而傳統體系基于經驗與觀察，通過名稱、象征意義等描述，具有文化特性。我國《“十四五”文化發展規劃》中提出：“加強規劃引導和政策指導，打通各層級公共文化數字平臺，打造公共文化數字資源庫群，建設國家文化大數據體系[4]。”由此，研究中國傳統五色，將其進行數字化的轉化，并與現代化設計手段整合創新，可以實現傳統古色的精確表達，也是拓寬應用領域以及中國傳統色彩文化得以更好發展的必然途徑。

一、數字化設計背景下的傳統色彩體系轉化研究

（一）數字化設計概述

數字化設計是隨著計算機技術和數字圖像處理技術的發展而形成的現代設計技術。以數字技術為基礎，通過對色彩、形狀、空間等視覺元素的數字化處理和操作，實現設計的創意和表現。數字化設計技術為現代設計提供了更加高效、精確和多樣化的設計手段和工具。其發展大致分為3個階段：

1.數字化建模的興起。在此階段，主要通過計算機技術和軟件工具來實現三維建模，以便為產品設計提供更為精確的模型。這一階段的發展主要歸功于計算機硬件和軟件技術的持續進步，以及市場對此類技術的不斷需求。

2.數字化制造和生產的普及。隨著信息技術與通信技術的飛速進步，數字化制造與生產已逐步成為制造業的發展趨勢。這一轉變期主要受益于互聯網和電子商務的廣泛應用，以及制造業數字化轉型的深入推進。

3.數字化設計與人工智能的融合。數字化設計與人工智能的結合旨在采納人工智能的技術，優化和革新數字設計，實現設計的智能化和自動化。這一階段的進展得益于人工智能技術的重大突破與廣泛應用，以及市場對智能產品不斷增長的需求。

數字化設計具有精確性、高效性、多樣性等特點。能夠通過精確的數值和算法來描述和操作色彩、形狀等視覺元素，從而實現設計的精確性和可重復性；能夠通過計算機技術和數字圖像處理技術快速、準確地完成設計任務提高設計效率；能夠通過不同的算法和軟件工具實現多種設計效果和表現形式，滿足不同領域和用戶的需求。

二、傳統色彩數字化轉化的研究現狀

隨著科技的不斷發展，數字化技術逐漸滲透到各個領域，包括傳統色彩的轉換研究。近年來，許多學者和研究人員致力于將傳統色彩轉換為數字化形式，以實現更精確、更廣泛地傳播和應用。如張茹探討了建立中國傳統服飾色卡作為行業標準的方法。[5]賴家恩研究了數字技術在非遺數據中的應用，并提出了粵繡色彩創新應用的新思路。[6]王淑君從云錦中提取色暈口訣和色彩、配色規則并嘗試通過數字化手段將其應用于現代設計。[7]李通為鳳翔木板年畫保護提供了數據化梳理方法。[8]蘭麗茹分析了壁畫色彩分布和文化基礎，提出了壁畫色彩數字化設計原則。[9]宋建文等人在高鐵南京南站建筑色彩設計中嘗試了使用基于色立體的數字化空間模型。[10]張可凡構建了《北京古都五色系統色系譜圖》，并提出了五色系統模型的演化提升與應用價值。[11]王淑君等人對云錦色暈的配色特征進行了分析，為后續云錦色暈色彩數字化的相關研究提供了參考與借鑒。[12]

以上研究不僅有助于保護和傳承傳統色彩文化，還為現代設計提供了豐富的色彩資源和靈感。目前，傳統色彩的數字化轉換研究已經取得了一定的成果，但主要局限于單一領域的傳統藝術色彩進行數字化的轉化儲存，或傳統色彩的數據在某一設計領域的創新應用。因此，將中國傳統色彩體系進行數字化模型的轉化構建，為各設計領域提供科學準確的參考顯得尤為重要。

三、現當代色彩體系概述

目前，國際通用且提及最多的色彩體系分別是奧斯特瓦色彩體系、孟塞爾色彩體系、NCS色彩體系、PCCS色彩體系。[13]這些色彩體系的色立體是表現色相、明度和純度3個要素的三維立體模型。通過對比分析，總結現代色彩體系色立體的構建方式：三維空間內，以x軸、y軸為橫向平面的色彩截面中，最外圍高純度色彩所形成的圓環稱之為色相環，用來表示色立體的不同色相。三維空間內z軸與x軸或y軸為縱向平面的色彩截面中，x軸與y軸方向的頂點為飽和度最高的純色色相，z軸上的色彩為白色到黑色的明度分階無色軸，最上方頂端為白色、最下方頂端為黑色。由x軸或y軸方向頂端的純色，向中間z軸上代表不同明暗程度的無色色彩進行連線，連線上將純色色彩和無色色彩以不同比例進行調和，獲得的色彩代表某種色相的不同明暗程度與純度情況，該縱向平面被稱為色立體的等色相面，自內向外是色彩的純度表現情況，由上到下是色彩的明暗表現情況。以等色相面中x軸的純色為頂點，將等色相面圍繞中心軸排列，完成了色立體的構建，如圖1。

為實現傳統古色向數字化模型的轉化，需要采集和整理傳統色彩數據，從現代色彩模型構成方式中尋找規律，建立映射關系實現數字化轉換，并進行驗證和優化。經過對現代色彩體系進行比較分析之后，我們可以得出結論，構建色立體的過程始終是基于色相、明度和純度這3個基本的要素。通過對傳統色彩樣本中的色相、明度、純度進行數據采集，并在三維色彩模型中進行標定，初步建立一個數字化的色彩模型。接下去，通過將這些數據與現代色彩體系的參數比較分析，可以找到一個可靠的映射方法。在映射過程中，可能會利用插值等數學技術來解決色彩空缺的問題，以確保轉換過程的色彩是完整且精確的。通過多次校準和優化后，該數碼色彩模型可用于設計、藝術等多個領域，從而復原或重新創作傳統色彩。

四、基于“五色觀”的傳統古色色立體數字模型構建路徑探索

五色概念源于古代人民在長期勞動生產和社會實踐中逐漸形成的認知，并在先秦時期眾多學者的思想影響下不斷發展和完善，最終形成了一個結合自然與社會的五色體系的色彩理論。這套理論突出了色彩的文化含義和象征意義，認為青、紅、黃、白、黑這5種色彩是構成色彩世界的基本要素。

對比研究現代色彩體系色立體的構建方式，梳理傳統古色與現代色彩體系的對應關系，總結出中國傳統古色的色彩模型構建的可行性方法。首先，獲取傳統五色數據，將基本色中的彩色色相進行等梯度混合，排列構成色相圓環；其次，以黑白兩色以等差梯度調和作為黑白明度軸，并與色相環上的純色依次按比例調和，構成等色相面；最后，依據等色相面最外端的純色與色相環上色相的對應關系，將等色相面圍繞黑白明度軸進行環形排列，完成傳統五色的色立體構建，如圖2。

（一）構建色相圓環

通過研究傳統五色，依據中國國家標準化管理委員會發布的《中國傳統色色名及色度特性》（GB/T 31430-2015）以及中科院科技情報編委會所建設的“中國色”官網，運用Adobe Photoshop軟件中的色彩模型轉換工具對中國環境色彩色相環中的基本色進行數字化的轉換，基本色的色彩數據信息如表1所示。

將基本色中的青色、赤色、黃色放在圓環的三等分線上，并且使3個色彩間呈120°夾角。在兩個基本色120°的夾角內，將兩種色彩按照等差比例的量進行調和，得到7個間色。選取了“7”這個數字作為間色的數量，這與中國傳統文化中對“7”的看法有關。在中國傳統文化中，“7”被視為陰陽和五行的總和，儒家稱之為“和”之境界，道家則稱之為“道”或者“氣”。這個數字與“善”和“美”有著極其密切的關系。

色相環的數字化構建中，將基本顏色設置為B、R、Y（青、赤、黃），間色數量為n（7個間色），間色位置為i（1-7）遞增量為d（0.125）。間色混合所需的兩個主色比例的計算公式為：

i * d+（n+1-i）* d。

例如，對于青色與黃色的間色：n = 7，d = 0.125，間色公式為：i × 0.125 B+（7+1-i）×0.125 Y，通過此公式，計算出每個間色的顏色值，將主色與間色按照順序進行環狀排列，獲得24色色相環（圖3）。

（二）構建等色相面

將基礎色中的黑色與白色等差比例的規律進行調和，形成一條黑白明暗軸。軸的最頂端是白色，最底端是黑色，中間共有9個階段的灰度。黑色、白色和灰色的組合構成了10個明度級的黑白明暗軸。取“10”的緣由在于：我國傳統文化“10”代表陽性和陰性的數字結合，代表了一種至善至美的境界。在三維空間中表示黑白兩色（BI和W）以及它們之間的9個漸變色，選擇z軸來表示顏色的變化，其中Bi位于z軸的上方，W位于z軸的下方。將這11個顏色點表示為三維坐標系中的點，其中x和y軸保持不變（即所有顏色點的x和y坐標均為0），而z軸表示顏色從Bi到W的漸變，具體顏色點的z軸坐標如下：

BI：z = 10（或任何其他正值，這里選擇10作為示例）

W：z=0、0.9W+ 0.1Bl：z= 9、0.8W + 0.2Bl：z= 8……W：z= 0。

從黑白明暗軸的中心點引出一條垂線，垂線的頂點是色相環中的純色。由純色向黑色和白色兩點連線，形成了一個三角形。將純色與黑白明暗軸中灰階所含的黑白量按比例進行調和，并將調和所獲得的色彩排列在三角形中，構成了該純色的等色相面。橫向方向，W-BI黑白明暗軸與純色之間有5個縱列的純度色級，由純色向明暗軸方向純度呈遞增數列。縱向方向，該純度色彩從W道Bi兩個端點，明度自高到低呈遞減數列。等色相面的構成公式陣列情況如圖4所示，依據該構成公式陣列可計算出某色相等色相面中色彩的明度及純度情況。

以赤色與黃色之間的第3個間色等色相面為例。此時i=3，d=0.125，該間色所需兩個主色混合比例公式為：0.375R+0.625Y。將該間色作為等色相面中的純色頂端，依據公式陣列計算出該間色的等色相面所包含色彩（圖5）。

（三）構建色立體

綜合上述公式與材料，獲得構成色立體所需的24個等色相面，以等色相面的明暗軸為中心軸，軸中心點引出垂線的頂端純色為頂點，將等色相面按照色相環中純色色彩的排列方式繞中心軸進行環形排列，獲得擁有24個等色相面的立體模型（圖6、圖7）。在模型中，中心軸代表了顏色的明暗程度，上下頂端為黑色與白色，中間為不同程度的灰色。等色相面則是以中心軸為基準，按照色相環中的順序進行排列，從中心軸向外，每個等色相面的顏色逐漸變鮮艷，明暗程度也逐漸變化。

本研究采用數字化的形式建立中國傳統五色色立體，旨在建立傳統五色與現當代商業色彩體系的轉化通道。其根本目的是為中國傳統色彩轉化為現代商業色彩應用提供一條有效的技術路徑。這一模型的創新之處在于為我國傳統的色彩文化和現代色彩設計搭建了轉化的路徑和溝通的橋梁，為推動我國傳統色彩文化的傳承與創新提供了有效的設計方法與工具。

五、以潭柘寺色彩設計體系構建為例的設計實踐

進一步的研究和設計實踐證明了這種方法的可行性和有效性。以潭柘寺色彩設計體系構建為例，通過這種創新設計實踐，我們在理論上和實際操作中探索了傳統色彩與現代色彩之間轉換的難點。一方面，對傳統色彩進行了準確的研究和提取；另一方面，有效地將傳統色彩轉化為現代色彩體系，實現其孵化和生產。該實踐，也驗證了中國傳統五色現代化轉化的色立體模型是傳統古色向現代商業色彩轉化的便捷工具。

潭柘寺鎮文化底蘊深厚，擁有豐富的生態資源。以潭柘寺色彩為主導的系列紡織產品設計，依據傳統古色色立體模型以及色彩調和理論，通過將自然地理色彩和歷史文化元素相互融合，創造出獨具特色的紡織品產品。產品可以提高產品的文化內涵和特色，促進文化傳承和地區形象的建立，并推動潭柘寺地區的文化旅游產業發展。

（一）環境色彩提取及其在傳統五色色立體中的定位

潭柘寺地區的環境色彩設計體系的構建步驟主要為：要素分類、素材收集、色彩提取、色彩編譜：

1.分類要素：潭柘寺地區的環境色彩要素主要分為3類：自然環境色彩要素、人工環境色彩要素和人文環境色彩要素。自然環境色彩要素主要包括山、石、水、動植物等元素；人工環境色彩要素主要是指建筑、道路、公共設施等元素；人文環境色彩要素則主要包括具有文化特色的食品、裝飾、道具等元素。

2.素材收集：為了提取環境色彩所需的素材，需要遵循由大到小、由外到內、從整體到局部的規律。具體收集方式是將潭柘寺地區的環境圖片實樣以航拍鳥瞰圖、區塊環境圖、建筑整體圖、構造細節圖等方式進行收集整理，以涵蓋不同大小和細節的區域，便于后續的色彩提取與分類。

3.色彩提取：使用Python編程軟件進行批量處理，將分類整理好的素材導入編程軟件，獲取每張樣圖素材的色彩構成條形統計圖（如圖7），然后進行后續的篩選和比對。通過這種方式，我們可以快速、準確地提取出潭柘寺地區的環境色彩，為后續的設計和研究提供基礎數據。

4.色彩編譜：對Python處理后的色彩數據進行篩選和處理，保留頻繁出現的色彩并將其作為主要關注點，剔除出現次數極少的色彩。考慮到時間維度對環境色彩的影響，我們將獲得的色彩數據分為基礎色彩和特殊色彩（四季色彩）兩類。其中，基礎色彩主要受時間因素影響相對較小的色彩要素，例如建筑、道路、公共設施等；特殊色彩主要受時間因素影響相對較大的色彩要素，例如自然資源、文化特色道具等。最后，對所有的色彩數據進行編譜總結，完成潭柘寺地區的環境色彩體系圖譜構建。

通過該地區的環境色彩進行要素分類、素材收集、色彩提取、色彩編譜，完成該地區的環境色彩體系圖譜（圖8）。

設計以潭柘寺環境色彩圖譜中的四季色彩作為色彩設計依據。將四季色彩置入傳統古色色立體中進行色彩定位（圖9），其色彩特征如下：

春季色彩以高明度、高彩度的玫紅色色調為主，中明度、低彩度的棕褐色為輔；夏季色彩以中明度、高彩度的綠色色調為主，中明度高彩度的嫩黃色色調為輔；秋季色彩以高明度、高彩度的橘黃色色調為主，中明度、中彩度的橙色色調為輔；冬季色彩以中明度、中彩度的蒼藍色調為主，高明度、低彩度的土黃色色調為輔。

（二）真絲經緯梭織披帛設計方案

植物染色是中國傳統色彩文化的瑰寶，源遠流長，寓意深遠。產品以潭柘寺色彩體系模型為色彩設計的靈感來源，運用色彩調和原則，將潭柘寺內四季不同植物作為染色的主要原料，使得色彩表現具有統一感及韻律感。將桑蠶絲浸泡在植物染液中，獲得染色真絲線，通過傳統的經緯梭織方式，將絲線織成精美的披帛。這一過程完全采用純天然材料，無化學添加劑，既環保又可降解。該披帛無論是色彩還是面料，都散發著自然的韻味和東方神韻，消費者在佩戴它時，能領略到潭柘寺的文化精神和內涵，如圖10。

（三）數碼印真絲絲巾設計方案

產品以潭柘寺色彩體系模型為色彩設計的靈感來源，運用色彩調和原則，并結合二十四節氣的傳統色彩和文化意象。選取潭柘寺建筑、草木等環境色彩要素，運用富有現代感的韻律圖案，旨在將傳統與現代完美融合，符合現代審美趨勢。消費者在欣賞絲巾的同時，能夠感受到中國傳統文化的深厚底蘊和潭柘寺的獨特魅力，如圖11。

結語

中國傳統色彩體系是中國古代天人合一思想的體現，與人與自然的關系密切相關。它涵蓋了古人對自然環境的利用、生活經驗的總結、哲學思想的表達等多個方面，以五色為代表的中國傳統色彩體系具有深厚的文化內涵和廣泛的外延。現代色彩體系是一種對色彩進行理論研究和歸納的方法，通過建立色彩的邏輯架構，對色彩進行精確的理性描述。這種體系的作用在于提供一個可參照的色彩模型，幫助我們快速準確地找到設計信息與色彩的對應關系。將中國傳統色彩體系與現代色彩體系相結合，可以為我們提供一種全新的設計思路和方法。這種方法既保留了中國傳統色彩的文化內涵和特點，又融入了現代色彩體系的精確性和實用性。這樣的融合有助于我們在設計中更好地利用色彩，提高設計的文化價值和實用性，為未來的設計領域注入新的活力。

中國擁有眾多像潭柘寺這樣的文化景觀，它們位于鄉村環境，擁有豐富的文化地理資源。為了有效地將各類傳統資源整合并轉化為生產力，我們需要一套切實可行的設計方法。通過將傳統色彩文化與現代色彩體系相結合，并利用數字化技術形成一整套完善的色彩科學，我們可以在保留傳統文化意象的同時，使其更加理性、科學，并具有可持續性。

數字化色彩模型的構建還有利于推進人與自然的和諧共生，促進我國自然環境、風俗習慣、地域文化等與數字化的結合。這將有助于提升社會環境建設的科學化水平，使我們的生活環境更加美好、宜居。同時，通過將傳統色彩文化融入現代設計，我們還可以提升產品的文化內涵和特色，增強消費者對產品的認知度和喜愛度，進一步推動文化傳承和地區形象的建立。

本文為北京服裝學院分類定額-高層次人才項目《數字視幻生物仿生材料研究》（項目編號：NHFZ20230085）和市屬高校分類發展項目—立足高層次人才培養的設計學交叉學科建設的階段性成果

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圖片來源

圖1來源：https：//huaban.com/pins/1171638337

圖2來源：https：//gov.sohu.com/a/636742968_121124711

圖3-11：作者自繪