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賽爾色彩系統（Munsell Color System）的結構和應用

2025-08-27

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。