110 中央造幣廠評價職 美工技術員 色彩學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查可見光的波長與光子能量之關係：

1. 可見光波長約為 $400\text{ nm}\sim700\text{ nm}$。
2. 可見光中，波長由長至短大致排列為：

3. 光子能量公式為：

其中 $E$ 為光子能量、$h$ 為普朗克常數、$c$ 為光速、$\lambda$ 為波長。

由公式可知，光的能量與波長成反比：波長越長，能量越弱；波長越短，能量越強。

解題方法

先依可見光的波長範圍判斷顏色，再利用 $E=\frac{hc}{\lambda}$ 比較能量大小。

• $700\text{ nm}$ 是可見光中波長最長的一端，對應紅色。
• 在可見光範圍內，波長最長的色光能量最弱，因此能量最弱者為紅光。

題目分題解析

（一）波長 $700\text{ nm}$ 為何種顏色的色光？

核心觀念

孟塞爾色彩系統以三個獨立屬性描述顏色：

1. 色相：表示顏色的種類，例如紅、黃、綠、藍、紫。
2. 明度：表示顏色的明暗程度。
3. 彩度：表示顏色的鮮濁程度，也就是色彩純度或鮮豔程度。

孟塞爾色彩表示法通常寫成：

例如 $5R\ 4/14$，表示色相為 $5R$、明度為 $4$、彩度為 $14$。

解題方法

本題屬於孟塞爾色彩系統的基本定義題，直接掌握三屬性的英文名稱，以及孟塞爾色相環、明度和彩度的數值範圍即可作答。

（一）三屬性的英文名稱

• 色相：Hue，簡寫為 $H$
• 明度：Value，簡寫為 $V$
• 彩度：Chroma，簡寫為 $C$

（二）主色與中間色數量

孟塞爾色相環的五個主色為：

• 紅色 Red，$R$
• 黃色 Yellow，$Y$
• 綠色 Green，$G$
• 藍色 Blue，$B$
• 紫色 Purple，$P$

因此，主色共有：

五個中間色為相鄰主色之間的色相：

• 黃紅色 Yellow-Red，$YR$
• 黃綠色 Green-Yellow，$GY$
• 藍綠色 Blue-Green，$BG$
• 藍紫色 Purple-Blue，$PB$
• 紅紫色 Red-Purple，$RP$

因此，中間色共有：

孟塞爾色相系統合計有 $10$ 個基本色相類別，再以數字細分各色相。

（三）明度數值範圍

明度以黑色至白色表示：

核心觀念

本題考查「加色混合」與「色光三原色」的基本原理。

電腦螢幕屬於發光體，利用色光進行加色混合。色光的混合是將不同色光的光能疊加，光量越多，明度通常越高，因此稱為「加色系統」。

色光三原色為：

• 紅色光（Red，簡寫為 $R$）
• 綠色光（Green，簡寫為 $G$）
• 藍色光（Blue，簡寫為 $B$）

其基本混合關係如下：

解題方法

判斷本題時，先確認題目所指的是「色光」而非顏料。

• 色光使用加色混合，三原色為紅、綠、藍。
• 顏料或印刷油墨使用減色混合，三原色通常為青、洋紅、黃。

由於電腦螢幕是自行發光的裝置，因此採用色光的加色系統。依據三原色混合規則即可作答。

各小題解析

（一）色光三原色為何？

色光三原色是紅色光、綠色光、藍色光，英文分別為 Red、Green、Blue，合稱 RGB。

這三種色光可藉由不同強度的混合，產生螢幕上的各種色彩。

核心觀念

本題考查「減色混合」與「色光三原色」的關係。

• 色光三原色：紅光（Red）、綠光（Green）、藍光（Blue），即 RGB。
• 印刷使用 CMYK 油墨，屬於減色系統。
• 油墨的顏色，是由油墨吸收部分色光後，將未被吸收的色光反射至眼睛所形成。

黃色油墨的理想狀態是吸收藍光，反射紅光與綠光。

解題方法

白色紙張在白光照射下，白光可視為含有紅、綠、藍三種色光：

黃色油墨印在紙張上後，會吸收其中的藍光，因此未被吸收的色光為紅光與綠光：

紅光與綠光以色光加法混合後，形成黃色光。因此人眼所看到的油墨顏色為黃色。

分題詳解

（一）黃色油墨會吸收哪種色光？

黃色油墨會吸收色光三原色中的藍光。

【配分重點】

核心觀念

CIELAB（$L^*a^*b^*$）是以人眼色彩感知為基礎建立的三維色彩系統：

• $L^*$：明度軸，表示色彩由黑至白的明暗程度。
• $a^*$：紅—綠軸，正值偏紅，負值偏綠。
• $b^*$：黃—藍軸，正值偏黃，負值偏藍。

其色彩座標可表示為：

其中 $L^*$ 與 $a^*$、$b^*$ 分別負責表達明度及兩組互補色方向。

解題方法

本題直接依據 CIELAB 三個座標軸的定義判斷：

1. 先辨認 $L^*$ 為明度軸，其標準化尺度由黑色 $0$ 到白色 $100$。
2. 再判斷 $a^*$ 的正負方向：正值為紅色方向，負值為綠色方向。
3. 最後判斷 $b^*$ 的正負方向：正值為黃色方向，負值為藍色方向。

各小題解析

（一）$L^*$ 為明度，最大值為何？

$L^*$ 表示明度：

• $L^*=0$：理想黑色，明度最低。
• $L^*=100$：理想白色，明度最高。

因此，$L^*$ 的最大值為：

（二）$a^*$ 若為負值，代表趨近什麼顏色？

$a^*$ 是紅—綠色軸：

核心觀念

本題考查 CIELAB 色彩空間中的：

1. 色差值 $\Delta E_{ab}$ 計算。
2. CIELAB 轉換為圓柱座標形式 CIELCh 時，色度與色相角的意義。

CIELAB 三個座標分別為：

• $L^*$：明度（Lightness）
• $a^*$：紅—綠軸
• $b^*$：黃—藍軸

兩色的 CIELAB 色差 $\Delta E_{ab}$，是三維色彩空間中兩點的歐氏距離。

解題方法

（一）計算色差值 $\Delta E_{ab}$

已知：

CIELAB 色差公式為：

代入數值：

因此：

所以兩個顏色的色差值為：

（二）CIELCh 中「C」與「h」的意義

CIELCh 是由 CIELAB 衍生的圓柱座標系統：

• $L^*$：明度
• $C^*$：色度
• $h^\circ$：色相角

核心觀念

本題考查 Adobe 檢色器中五種色彩系統的定義、數值範圍與色彩判讀：

• HSB：色相 Hue、飽和度 Saturation、明度 Brightness。
• RGB：紅、綠、藍三原光的加色混合。
• CMYK：青、洋紅、黃、黑四色油墨的減色混合。
• Lab：以明度 $L$、紅綠軸 $a$、黃藍軸 $b$ 表示色彩。
• PANTONE 特別色：以標準化色票編號表示，後綴字母代表印刷紙材或印刷條件。

解題方法與各小題解析

（一）HSB：$H=180^\circ$、$S=0\%$、$B=50\%$

在 HSB 系統中：

• $H$ 表示色相，$180^\circ$ 對應青色至藍綠色區域。
• $S$ 表示飽和度。$S=0\%$ 表示完全沒有彩度。
• 當飽和度為 $0\%$ 時，不論色相 $H$ 為何，色彩都會成為中性灰。
• $B=50\%$ 表示明度為一半，因此是中灰色。

因此，本色為：

中灰色（50% 灰，neutral gray）

關鍵在於 $S=0\%$，此時 $H=180^\circ$ 不影響實際色相。

（二）RGB：$R=255$、$G=255$、$B=0$

RGB 為加色系統，數值通常以 $0$ 至 $255$ 表示：

• $R=255$：紅光全量。
• $G=255$：綠光全量。
• $B=0$：沒有藍光。

紅光與綠光全量混合：

因此，本色為：

黃色（Yellow）

此色的十六進位表示為：

（三）CMYK：$C=100\%$、$M=0\%$、$Y=100\%$、$K=0\%$

CMYK 為印刷用減色系統：

• $C=100\%$：青色油墨全量。
• $M=0\%$：沒有洋紅色油墨。
• $Y=100\%$：黃色油墨全量。
• $K=0\%$：沒有黑色油墨。

青色與黃色油墨混合後，吸收紅光與藍光，主要反射綠光：

因此，本色為：

綠色（Green）

核心觀念

色彩管理系統（Color Management System, CMS）的目的，是讓影像或色彩資料在不同設備之間傳遞時，維持儘可能一致的色彩外觀。由於螢幕、掃描器、數位相機、印刷機等設備具有不同的色彩特性，因此必須透過「3C」建立標準化流程。

色彩管理系統的 3C 是：

1. Calibration（校正）
2. Characterization（特性化）
3. Conversion（轉換）

解題方法

本題屬於色彩管理系統的基本名詞題，判斷重點在於掌握 CMS 的標準工作流程：

先將設備調整至規定狀態，再測量並建立設備的色彩特性，最後依據各設備的色彩描述檔進行色彩空間轉換。

一、Calibration（校正）

Calibration 是將設備調整至預定的標準工作狀態，使設備輸出具有穩定性與可重複性。

例如：

• 將螢幕調整至指定的白點、亮度與伽瑪值。
• 將印刷機調整至標準油墨、紙張、網點及印刷條件。
• 將掃描器或數位相機調整至穩定的工作狀態。

校正的重點是「調整設備」，使其符合設定標準。它主要處理設備狀態是否正常與穩定的問題。

二、Characterization（特性化）

Characterization 是測量設備在特定校正狀態下的色彩表現，建立設備輸入、輸出數值與實際色彩之間的對應關係。

常見作法包括：

• 讓螢幕顯示標準色彩測試圖，再以色度儀測量。
• 印出標準色票，再以分光光度計測量各色塊。
• 依據測量結果建立 ICC Profile（ICC 色彩描述檔）。

特性化的重點是「描述設備」，並非再次調整設備。ICC Profile 會記錄設備的色域、色彩偏差及色彩再現特性，供後續色彩轉換使用。

三、Conversion（轉換）