人类对色彩和色觉的认识经历了一个由感性到科学的过程：19世纪中叶法国化学家E.谢弗雷尔总结出关于艺用色彩的混合理论。科学家Young（1802）、Helmholitz（1862）提出了色觉的神经生理学理论。有些画家通过学习，掌握了颜色混合的效果与色觉的产生机理，并把这些知识用到自己的创作实践中。上世纪以来，随着西方写实绘画的式微，画家对色彩赋予了更深层次的意义，由此形成了几种新的绘画流派。
喜欢色彩是人的天性。在几万年前的岩画上可以看到原始人将奔跑的野生动物画在洞穴的石壁上——图便是拉斯科洞穴里生动精彩的野牛壁画。他们用氧化铁粉给牛的身背上色，用碳黑粉来勾勒轮廓，画面生动而精彩。用色的标准也是写实，力求再现客观真实的世界。
古人为了画出颜色绚丽的图画，不断地从各种天然矿物里寻找颜色材料：白色是从石灰和石膏里取得的，绿色和蓝色是从金属铜里萃取的，红色和褐色是从氧化铁中提取的……他们甚至从金、银和宝石中获取色料。像绘画用的群青蓝颜色就是来自于比金子还要贵的天然宝石——天青石。这种清澈的深蓝色颜料内含黄铁矿斑晶，闪烁着金光，经久不变，常用来给法老面具的眼睛和胡子着色。
伟大的文艺复兴掀起了西方绘画艺术的第一次高潮，弗罗伦萨画派的弗朗西斯卡（Piero Della Francesca）和达·芬奇（Leonardo di ser Piero da Vinci）都是名垂艺术史的大师，他们以几何透视、解剖学、数学等科学知识为基础，在二维平面上再现了三维立体的世界。不过，当时还有一个可以与之匹敌的画派——威尼斯画派。
与佛罗伦萨画派不同，威尼斯画派不讲究造型，也不追求写实，却钟情于色彩缤纷的风格。当时，位于意大利半岛的威尼斯城还是一个独立的王国，也是地中海最大的和贸易中心。潮湿的气候、湛蓝的大海、穿梭往来的商船，以及五光十色的玻璃、陶瓷和奢侈品，使画家不仅善于捕捉自然风光的绚丽多彩，而且追求舒适豪华的生活，因此视觉感官的享受成为画家孜孜以求的目标。
佛罗伦萨画派一再强调的素描、透视和轮廓线，完全淹没在威尼斯的阳光、和水气之中了。诚如丹纳在《艺术哲学》中说：“这种享受不需要科学和知识，但需要美。”威尼斯画派创始人乔瓦尼·贝里尼（Giovanni Bellini）的杰作《诸神之宴》，说的是酒神设宴款待众神的故事。当我们观赏此画时，见到的与其说是天堂里的景色，还不如说是人世间的威尼斯：画面以田园牧歌式的节奏展示了当时上流社会贵族的优雅生活。
请特别关注画中使用的色彩：人物的衣着上色都使用了极其昂贵的颜料，所以格外鲜艳夺目。
17世纪中期以来对绘画有影响的色彩（色觉）的研究成果主要有以下三个：色散：1665年夏，英国物理学家牛顿为了躲避鼠疫回到家乡武尔索普小镇。一天他见门缝里射入一束白光，便把自己磨制的三棱镜迎上去，只见光经过棱镜后发散成一条赤、橙、黄、绿、青、蓝和紫的色带。
由此知道了太阳光是由七种颜色的光混合而成的，物理学上把这种现象称为色散。色觉：19世纪中期德国物理学家Helmholitz（1821-1894）从生理学角度研究光学，出版了《色调的感觉》和《生理光学手册》二本专著。认为视网膜上的神经纤维有三部分组成，每一部分兴奋都引起一种原色的感觉，该学说称为“三色学”。
近代通过实验（如：显微分光光度法、超微电极法等）证实，视网膜上确实存在着三种分别对长波（红光）、中波（绿光）短波（蓝光）敏感的视锥细胞。色相环：1839年法国化学家谢弗雷尔（Michel Eugène Chevreul）出版了一本书《色彩的对比与调和原理，及其在艺术上的应用》。谢弗雷尔说：“色彩之间的关系可以用一个色环来表示。环中蓝、红、黄为三种基本色。
因为它们可以通过混合、调成其他任何颜色，我们称之为‘原色’。”他还提出了中间色和补色的概念，例如：色环上红色与黄色的中间是橙色，由两边同量的原色混和而成。测试表明色环上与原色相对位置的即为原色的互补色。故绿色是红色的补色。同理，橙是蓝的补色，紫是黄的补色。对每种颜色来说，还要用色相（如红、绿、蓝色）；明度（相对明暗程度）和饱和度（颜色的纯粹性）来做定性的描述。
当然科学家和工程师对颜色研究得如此认真，并不是为了绘画用的颜料，而是为了发展与民生息息相关的染料工业。自古以来人类就穿着经过染色的衣服，对纺织品的染料有着巨大的需求市场。古代人的染料主要来自于天然的动物、植物和矿物，如从西洋茜草里提取红色，从松兰的叶子里获取蓝色。各种色料的价格相差很多，例如从胭脂虫里获得的红色（胭脂红）就要比从茜草里提取的红色贵许多。
19世纪中叶，化学家开始研究人工合成染料来代替天然染料。1856年第一种人工染料问世了，它是一种柔和的淡紫色，取自于石碳焦油的蒸馏物：苯胺紫。从此，各式各样的人工合成染料纷纷面市。染料化学工业的发展也给绘画带来了巨大的好处。软管油画颜料的问世，让崇尚户外作画的印象派画家去野外写生的愿望成真。
人工合成方法也给画家提供了许多以前没有的颜色，例如梵高的作品《向日葵》中使用的那些明度非常高的铬黄色，就是用硝酸铅与铬酸钾按照不同的比例配置而成，比以往任何颜料都更加闪亮夺目（主要用来做油漆），可惜要褪色而且有毒。
正如文艺复兴时代的画家孜孜探索并实践透视学和数学一样，印象派画家和后印象派画家中的许多人，如莫奈、修拉等认真阅读谢弗雷尔的著作，并且常常在巴黎的咖啡馆里聚会讨论，寻找绘画创新的突破口。谢弗雷尔的色彩理论还认为，当原色和补色放在一起时，看起来格外赏心悦目。大画家莫奈懂得这个道理后，不再给物体的阴影部分涂黑，而改涂物体亮部颜色的补色，从而使画面色彩格外协调。
为了能够顺利开展讨论，有必要先做一些说明，因为在画画与看画的过程里，涉及到三种行为：画家在调色板上调色，颜料是一些细微的粉粒，它们能够有选择性的使光散射，并可以浸润在透明的，能够把他们结合在一起的物质（例如油）中。
颜料的混合效果遵循色彩配伍的规律（其本质也是颜料微粒吸收、反射入射光的缘故），这是一个物理过程（不考虑颜料之间起化学反应）；颜料微粒吸收了部分入射光，把另一部分（也就是色光）反射到人眼的视网膜上，被视网膜接收到，这是一个神经生理过程；视觉光信息通过视网膜转换成电信号，通过视觉通路传递到大脑的视皮层，再经过大脑加工整合才能够得到一个完整的图像，这是一个复杂的生理、心理过程。
我们在下面讨论中采用了美术类著述习惯做法，以强调画给观者的整体感觉来讨论，不再分门别类的解释，以免引混乱。
梵高创造了“固体混色”技法。物理学认为：不同颜色的光有二类物理混合：一是投射光的直接混合，也就是常说的“加法混光”。例如用红色的光源与蓝色的光源照射同一个屏幕，那么在屏幕上红、蓝二种颜色光斑的重叠处就会产生紫色，这种紫色是由二种颜色光叠加而成，能保持其色彩强度，甚至显得更亮。
所以也称“加法混光”。二是反射光的间接混合，也就是“减法混色”。当画家把红、蓝二种颜料涂抹在画板上混合时（颜料里含有红色和蓝色的微粒），观者视网膜接收到的是反射光，原来被红色微粒反射的红色又被蓝色微粒吸收了一部分，同样蓝色也被红色吸收了部分，所以由此得到的混合紫色，颜色会失去一些强度，显得比较喑，这就是“减法混色”。油漆匠用不同颜色的涂料重复涂饰墙面时发现色泽越来越黯，就是这个道理。
梵高喜欢用明亮的颜色，他想要达到歌特式大教堂窗户的彩色玻璃产生的效果。通过彩色玻璃产生的混色显然是加法混光，鲜艳夺目、光彩可人，画家是做不到的。为此他干脆不把二种颜色混合起来，而是直接把鲜明的原色涂在彼次相邻的位置上。他说：“我试图用红色和绿色来表现人的可怕的激情。
”修拉尝试点彩派，法国青年画家修拉想：如果把粗犷的笔触缩小，缩小成一个个小圆点，那么彩色的圆点就会被观者的眼睛看到后再在头脑里混合起来，这样观察者得到的混合色觉应该属于“加法混光”，亮度不会受到损失。于是他刻苦钻研，废寝忘食，终于创造了一种独特的画法——点彩派。譬如要画一片绿叶，他并不是在调色板上将黄色和蓝色颜料调和后涂在画布上，而是在画布上涂点了数以百计的黄色小圆点和蓝色小圆点。
深绿处蓝点多一些，淡绿处黄点多一些，当观者在离画作稍远一点的地方欣赏画时，这些色点就会在视网膜上连成一片，看起来与一片绿色一般无二，并且格外明亮和谐。这种现象圈子里的朋友叫做“光渗色”。
《大碗岛上的星期天下午》是修拉点彩画法的代表作，画中成千上万个小圆点——原色点、调和色点，有条不紊地排列（在每个原色点的旁边加了一个补色点，看起来格外养眼），没有半点不规则的笔触和仓促的痕迹，一丝不苟地再现了巴黎郊外塞纳河边阳光下的真实场景。无论是女士的衣裙、水中的游艇还是、黑色的小狗，他都用同样的方法处理，如机械般的精确。
色彩理论研究还告诉我们，浓彩重墨的作品往往更加吸引观者的眼球。
后印象派画家高更就喜欢把颜料涂得相当厚。为此他移植了一种叫“掐丝珐琅彩”的技术（制作陶瓷时候用），即在要涂颜色的块面上用细线隔出若干小格子，用来容纳糊状的色彩，这样可以增加色彩的强度和感染力。对于为什么要把颜色涂得如此厚重，高更有过精彩的叙述：“色调的重复，具有音乐感的单调的色彩和谐，不正和东方的高腔旋律类似吗？不正和用以加强对比感的打击乐器的伴奏相似吗？
例如，贝多芬就经常将它们运用到悲壮的奏鸣曲中，德拉克洛瓦也喜欢重复棕色和深紫色的和谐，将其作为一种气氛低沉的象征符号，暗示悲剧。仔细观察契马布耶画作，或许可知色彩在现代绘画中将起着音乐性的作用。色彩像音乐那样颤动，在自然中最难捉摸，更为普遍，这就是它的内在力量。
20世纪以后，各种新画派像雨后春笋一般冒出来，由于西方写实画法已经式微，所以色彩成了绘画最主要的元素。
许多画家在这方面下功夫，凭着自己的感觉赋予色彩更多的含义，并由此创造自己的画法。那么，色彩为何有能如此引人关注、悦人心智的妙用呢？笔者非常赞同英国心理学家布洛的观点。布洛是一位研究美学的心理学家，有一句脍炙人口的名言“距离产生美”就是他说的。他认为，色彩最容易引起人的两种心理活动：联想和移情，而这两种心理活动恰好是启动人的情感活动的金钥匙。
人们在看到颜色时，往往立刻想到和它有关联的事物，例如见到蓝想到天空和海洋，见到绿就想到草木，这些就是联想。联想可以把以往附在某事物上的情感移到和它发生联想的颜色上去。因此，颜色对于这部分人所引起的情感往往是很强烈。唐代诗人牛希济的“记得绿罗裙，处处怜芳草”，就是一个很好的例子。
再进一步说，绿是一种比较明亮、养眼的颜色，于是我们把眼睛看了舒服的感觉移到颜色的本身，让绿色与生命、健康、环保和生机勃勃联系了起来，把绿色它看成生命与自然的象征，这便是“移情”了。当然，这样的感受都是因人而异的，各人可以有不同的体会。
时至今日，随着神经科学和脑科学的突起，跨学科的新科学——神经美学也受到了各方面的关注，基于对这些新知识的了解，现代的画家一定能够把颜色这一种视觉元素有更多精彩的演绎和发挥，我们期待着有让人耳目一新的杰作问世！