颜色的科学与故事
颜色的历史
颜色是感性的？还是理性的？
或许，在每个人眼里，他们所定义以及所喜爱的色彩是不同的。
那在沟通的时候，人们要如何表示特定的颜色呢？
source：zastoria
这个时候就涉及一门学科-color theory。
"And God said, Let there be light: and there was light."-Genesis 1:3（神说，要有光，就有了光-创世纪）
人类之所以能看见各种颜色，是因为有了光。光照射在物体表面产生特定频率的反射光。
例如，我们看见红色的物体，是因为物体吸收了其他颜色的光，反射红色的光.（相比某些动物来说，人类能看见的色彩是挺丰富的。人类还算是幸运的。例如，狗狗的世界少了一些颜色相对于人类。）
提到光，就想到光谱与光学。Christiaan Huygens提倡光波动说；Newton则认为光是粒子（particles）。他认为这可以合理解释光的refraction和reflection。（后来的物理学家打脸他，在量子力学（quantum mechanics）提出wave-particle duality。）Newton对光学很感兴趣，他发现使用三棱镜在白光或是阳光照射下会产生dispersion。（不同的介质折射系数（refraction index）也会不一样。例如，水的RI就是1.33.）色散的颜色，就如同彩虹的颜色。其中蓝，红，绿，为色光三原色，混合在一起就成了白光。
spectrum
这些彩虹颜色的光，根据频率的大小，可被画成可见光光谱。
频率越大的>> 能量越强
ultraviolet则是比紫光更强的能量，能用来杀菌，和工业用途钻孔（取代机器钻孔，穿透金属）。同学们上学的时候学过，当光源靠近观察者，频率变短，造成蓝移；反之，则是红移。（请参考Doppler effect，声波也有这样的属性）这个被天文学家应用在观察恒星是否远离咱们。
color& scattering
关于小朋友们问的经典问题？
Q：为何天空是蓝的，
A：？？？（一般的成人？）
A：因为蓝的比较好看（？？这个作答听起来不是很科学？）
A：首先，为何要叫蓝色？（？？这个好像本人也没想过啊）
A：Rayleigh scattering!（物理学家！！）
source：zastoria
1. Rayleigh scattering，当光碰到半径比光的波长小的particles或分子，产生的散射。
散射强度和波长四次方成反比。也就是说，蓝光，紫光比红光散射强度高。
2. 当阳光穿越大气层（atmosphere）的时候，蓝光散射的强度高（看得见各种方向蓝色的光）。人类的眼睛确实对紫光不敏感。对蓝光较敏感。天空也就看起来是蓝色的。
3. 没有大气层的的星球，不论白天黑夜都能仰望星空。（天还是那么暗，没有蓝色天空）
A：你看你看，地球上刮风下雨，tornado，这么多灾难。（两个没有大气层星人）
B：傻瓜，我们还有火山呢。
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B：陪你去看流星雨。（两个没有大气层星人）
A：吓，陨石坑。。，呆子，没有流星怎么看, 不看了到时候被砸到咋办？
--------------***----------------
B：你看，我们没有空气污染。（两个没有大气层星人）
A： 我们的星球接收各种原汁原味的cosmic ray（宇宙射线，说是射线其实是带点高能粒子）
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electromagnetism
光到底是什么？
Maxwell在【A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field】当中提到，“The agreement of the results seems to show that light and magnetism are affections of the same substance, and that light is an electromagnetic disturbance propagated through the field according to electromagnetic laws.”简单来说，意思就是光属于电磁波。（至于formula请各位自行百度和google）
古代pigment（颜料）
source：zastoria
现代的技术发达织品五颜六色。在古代可不能这么任性的做出各种色彩的染料。古代的画家好辛苦啊。不但要被客户催稿，可能就连颜料都买不起。（心塞）
白色：铅白？！（有毒，在古代还被用来化妆！）貝殼、珍珠，石英粉，白垩土，锌白，钛白
黑色：五倍子，炭，磁铁矿
红色：胭脂虫，茜草，朱砂（有毒），紅花，石榴，接骨木
黄色：雄黄，藤黃，赭黄，姜黄，印度黄（。。我就不详述其生产方式）
蓝色：青金石（从阿富汗进口的奢侈品，就是它害人破产），青黛，calcium copper silicate（埃及蓝合成原料），花青（Indigo），Cu3(CO3)2 (OH)2石青
YInMn blue（不易褪色，防水、防油、防酸性及無毒，吸收红外线，具有隔热功能，居家必备的好颜料，好伙伴！安全环保）
绿色：砒霜（傻眼），孔雀石，
紫色：骨螺（这种生物真可怜），紫草，石蕊（地衣）
（本篇只有列出部分颜料原料，其余请自行google百度）
之前我看了别人做的视频，如何自制矿物颜料。
材料如下：
色粉：矿物粉，
固定剂：阿拉伯胶or 亚麻仁油
溶剂：水or松节油
（或许小编下次可以自己也来尝试）
（至于方法，网站上youtube和bilibili有许多视频可以参考）
color name& system
有这么多的颜色，要如何区分，不同颜色彼此之间的关系呢？这个时候，又要提到我们可爱的Newton，他不但研究科学，炼金术，定义了金本位，他还发明了，奠定色彩学基础的color wheel。（他真挺能干，跨领域，从科学，炼金术，经济都有他的身影。他在每一个位置都能担当carry）（想到这里，我真心觉得Newton，还有Mendeleev等人，可能是很多同学们上学的噩梦。）
原始的图是这样的，source：http://www.huevaluechroma.com/071.php#Newton_s_hue_system
这个只能显示出Hue（色相）。例如：皇家蓝，俄罗斯蓝，都是蓝色。茜红色和鲜红，都是红。至于要找到橄榄绿，蓝绿色在哪儿，就GG了。（只能粗略告诉你，这是哪一种颜色，没办法详细描述）Newton只画了七种颜色，之后其他人还画更厉害的24色。
系统最终会越来越完善。Wilhelm von Bezold's 1874画了另一种
source：wikipedia
关于这个图至少显示了，明度，色相。至少能在这个“盘子”上找到
后来Mussel发明了3D版本 color system，明度（明暗），色相（哪一种颜色），彩度（色彩艳丽程度）。
source：wikipedia
这样的话，不怕找不到自己喜欢的颜色。往上走，则是明度高；越靠近轴心，色彩越灰暗，彩度越低；每一个不同的角度都是不同种的颜色。怎么貌似缺了点什么？除了认识颜色，还要替颜色做分类呀。增加亮度给原始颜色叫做tint，增加黑色给原来的颜色叫shade。Tone则是将灰色与原始颜色混合。
色温vs. 冷暖色系
在印象中，波长越长越靠近红色那段的，被称为暖色系；反之，则是冷色系。白色，黑色，灰色属于中性色。例如：金色，玫瑰金属于暖色。银色属于冷色系。（服装饰品穿搭，还得配合皮肤的冷暖色系）这只是视觉上但实际上，颜色也是有“温度”-色温。之前说过，光是一种电磁波（辐射），物体越热，能量越高，辐射的频率越高，波长越短（根据blackbody theory）；也就是俗称的“冷色系”其实温度很高，比起“暖色系”。（是否觉得头很疼，科学有点反常识呢？）举个例子，物体的“颜色”会随着温度的变化而改变。恒星初期为蓝色>>黄色>>恒星末期为红色。打铁的时候，铁先从红色橘色>>白色。
色温，source：wikipedia
至于配色系统分为几种，adobe color 提供了5种:
analogous,
相似色，这些颜色在color wheel 色相上是邻居。
monochromatic,
属于单一色相，只是明暗度有变化。在同一个色相color wheel的同一直线里的颜色。
triad,
三色组，这些颜色的色相很平衡的分布在color wheel 相拒120度位置。
complementary,
对比色，这些颜色的色相很平衡的分布在color wheel 穿过圆心彼此相对的位置。
compound
混合色
color name
认识完颜色原理，接下来就要定义颜色。为了让人们沟通无碍。（不要发生这种你的洋红变成我的血红。。）每一个颜色有独一无二的的代码。
RGB系统是十进位制，采用红绿蓝三种颜色不同的比例相加（加色法，三种颜色重叠可得白光），所显示的颜色。代码format>>RGB(red,green,blue), 最大value则是255。例如蓝色：0 0 255。可被应用在网页颜色
CMYK采用四种颜色青，洋红，黄，黑，不同比例混合，所显示的颜色（减色法，前三种颜色重叠，得到黑色）。如果没第四种黑色，只用CMY会让混合出来的颜色有色偏。这个被应用在印刷品。蓝色的CMYK=255 255 0 0 （青色+洋红）
HEX则是16进位制，大于9的使用字母表示。10=A，11=B，12=C，13=D，14=E，15=F
代码format>> #RGB，例如 PURPLE #800080 RGB(128, 0, 128)
从decimal system 换算成 hexadecimal system，就可得到Hex代码。
以下的示范，仅供参考：
source:https://www.rapidtables.com/web/color/Gold_Color.html
从RGB转换成HEX>>在Jupyter notebook输入以下的code
print("RGB decimal system(RGB)>>hexadecimal system\n")
print("each value must be entered at least 3-digit\n")
print("for instance, 55>>055,etc.")
print("=======&$$$&========")
while True:
RGB=input("enter the (R,G,B)\n")
R=int(RGB[1:4])
G=int(RGB[5:8])
B=int(RGB[9:12])
if R<=255 and G<=255 and B<=255:
break
print("=======&***&========")
hexR="{0:x}".format(R).capitalize()
hexG="{0:x}".format(G).capitalize()
hexB="{0:x}".format(B).capitalize()
print(f"#{hexR}{hexG}{hexB}")
得到以下的结果>>
RGB decimal system(RGB)>>hexadecimal system
each value must be entered at least 3-digit
for instance, 55>>055,etc.
=======&$$$&========
enter the (R,G,B)
(212,175,055)
=======&***&========
#D4Af37
(不过呵呵，字母应该都是要用大写！仅供参考，勿怼！）
颜色与文化
金色让人联想到太阳，黄金，财富
银色则是月亮，银饰
黄色象征金钱，在西方代表明亮，快乐。在东方有神圣的意味。
红色代表热情，吸引人的眼球。在中国是吉祥庆祝的颜色（新娘子结婚穿红色喜服），在西方则是警示，邪恶
蓝色象征冷静，神圣的颜色（古欧洲的圣母玛利亚的头巾使用蓝色来绘画），智慧
紫色在古代代表高贵的身份，优雅的，神秘感
白色 象征纯洁，光明
绿色代表和平，环保，自然，生机
黑色象征智慧，严谨，力量
中国传统的五行颜色，分别对应五个方位。青，赤，白，黑，黄为正色。其他的间色紫色，绿色，粉色等，并不认为是正式的颜色。但是后来演变为反而紫色，绿色，绯色等成为古代官员的制服颜色。
有关于颜色的事实
1.选择产品的时候，取决于使用者对于颜色的偏好（真是以貌取物）
2.同一种颜色但是不同的材质，也会让人看起来“颜色”不一样。（金属和塑料就是其中的例子）
3.同一个颜色，在不同的颜色背景之下，看起来颜色也会不一样。（人的错觉）
4. 或许会有人好奇，金色，银色到底是什么？金色：渐变黄，银色：渐变灰。（并非单一颜色）但是去查一下，这个还是可以用color name（颜色代码）来表示。
goldenrod #DAA520 ，rgb(218,165,32)
gold #FFD700， rgb(255,215,0)
silver#C0C0C0，rgb(192,192,192)
5白色系有膨胀效果，黑色系有收敛性。（所以想要显瘦的人们知道该穿什么了吧？）
reference：
wiki
google
百度
adobe color
https://htmlcolorcodes.com
https://myancientegyptpractice.wordpress.com/2015/09/16/埃及藍/
http://www.huevaluechroma.com/071.php#Newton_s_hue_system
https://www.rapidtables.com/web/color/Gold_Color.html
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by the heart of ocean
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