計(jì)算機(jī)測(cè)色配色在印染行業(yè)中的應(yīng)用后來(lái) ppt課件

1、計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及其在印染行業(yè)中的應(yīng)用,2007.9,制作：李戎 時(shí)間：2007.7.16 地點(diǎn)：東華大學(xué),計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及其在印染行業(yè)的應(yīng)用,目 錄,2,6,1,5,3,4,光與顏色,色度學(xué)原理,顏色測(cè)量,顏色品質(zhì)管理,測(cè)色與配色,顏色傳遞,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 1,1 光與光源 1.1 可見(jiàn)光 光是一種電磁波。電磁波的波長(zhǎng)范圍寬廣，低至1 nm以下，高達(dá)10 km以上。其輻射類型包括宇宙射線、x射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、雷達(dá)、無(wú)線電和電視廣播、交流電等。在整個(gè)電磁波譜中，只有很小的一段進(jìn)入人眼后能引起視覺(jué)感知，這部分光輻射稱為可見(jiàn)光輻射，簡(jiǎn)稱可見(jiàn)光?？梢?jiàn)光譜的短波長(zhǎng)端為36

2、0-400 nm，長(zhǎng)波長(zhǎng)為760-830 nm。一般認(rèn)為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在380-780 nm。因此，廣義上的光指的是包括x射線、紫外光、可見(jiàn)光、紅外光等在內(nèi)的光輻射，而狹義上的光通常就是指可見(jiàn)光。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 2,不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光輻射引起人們不同的顏色感覺(jué)，單一波長(zhǎng)的光輻射表現(xiàn)為一種顏色，稱為單色光或光譜色。牛頓通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的色散試驗(yàn)表明，白色陽(yáng)光可分解成由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等光譜色組成的譜帶；反之，這些單色光又可以合成原來(lái)的白光。因此，白光是各種單色光的集合。實(shí)際上，單色光的顏色是連續(xù)變化的，不存在嚴(yán)格的界限。同時(shí)，試驗(yàn)指出，可見(jiàn)光區(qū)除了572、503和47

3、8 nm這三個(gè)光譜點(diǎn)不受光強(qiáng)變化的影響外，其它各波長(zhǎng)的單色光顏色感覺(jué)都會(huì)隨光強(qiáng)度的不同而變化。 人們?cè)谌粘Ｉ钪幸?jiàn)到單色光的機(jī)會(huì)不多，一般接觸到的都是如自然界中的太陽(yáng)光等復(fù)色光。這是由不同波長(zhǎng)的單色光組合而成的混色光。復(fù)色光的不同波長(zhǎng)輻射的相對(duì)功率分布決定了人們對(duì)它的顏色感覺(jué)。所以，一定組分的復(fù)色光對(duì)應(yīng)一種確定的顏色。但是，一種顏色感覺(jué)并不只對(duì)應(yīng)一種光譜組合，即兩種組分完全不同的復(fù)色光，有可能引起完全相同的顏色感覺(jué)，這就是顏色科學(xué)中很重要的同色異譜問(wèn)題。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 3,1.2 光源及其光譜分布 光是由光源發(fā)出的。凡能發(fā)射紫外線、可見(jiàn)光、紅外線等各種電磁輻射的物質(zhì)都可稱

4、為光源，其中又有自然光源和人造光源之分。常見(jiàn)的自然光源有太陽(yáng)光、晝空、夜空、月和星等；人造光源的范圍很廣，包括熱輻射或溫度輻射光源、氣體放電光源、固體發(fā)光光源、激光器等各種類型，還有蠟燭、油燈、火焰、電弧等也屬于人造光源。不管是自然光源還是人造光源，大多是由單色光組成的復(fù)色光。光源的輻射能按波長(zhǎng)分布的規(guī)律，隨光源的不同而變化。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 4,光源的光譜能量分布或光譜功率分布，常用直角坐標(biāo)系的光譜功率分布曲線來(lái)表示。此時(shí)，橫坐標(biāo)表示波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)表示單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的輻射功率。在色度學(xué)研究中，常常關(guān)心的是各波長(zhǎng)輻射功率的相對(duì)比例，而非光源的絕對(duì)光譜功率分布。這時(shí)，可令光譜分

5、布函數(shù)的最大值為1，將函數(shù)的其它值進(jìn)行歸化。經(jīng)過(guò)歸化后的光譜分布稱為相對(duì)光譜功率分布，其各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)值仍保持和絕對(duì)光譜功率分布相一致。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 5,光 源：真實(shí)存在,照明體：數(shù)據(jù),A- 鎢絲燈 C- 平均太陽(yáng)光 CWF- 冷白熒光 D65- 平均太陽(yáng)光 F11- TL84三基色熒光 UL3000 - 美國(guó)商店照明,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 6,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 7,光源的光譜分布不僅決定了其本身的光色參數(shù)，還將影響在其照明下觀察物體時(shí)的顏色外貌。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 8,2 顏色的感知 能被人眼直接接收而引起顏色視覺(jué)的光輻射

6、稱為可見(jiàn)光，其波長(zhǎng)范圍為380-780 nm。物體的顏色不僅取決于物體輻射對(duì)人眼產(chǎn)生的物理刺激，而且還受到人眼視覺(jué)特性的影響。因此，有必要從生理學(xué)及心理學(xué)的角度來(lái)了解人眼的構(gòu)造與顏色視覺(jué)的機(jī)理，以及各種顏色感知現(xiàn)象。 2.1 眼睛的構(gòu)造 人類的視覺(jué)系統(tǒng)與同樣對(duì)光產(chǎn)生響應(yīng)的照相系統(tǒng)有很多相似之處。人眼是一個(gè)直徑約為24 mm的近似球體，其構(gòu)造很像一架裝入膠片的照相機(jī)。射入人眼的光在相當(dāng)于照相膠片的視網(wǎng)膜(retina)上產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，由此產(chǎn)生的視神經(jīng)脈沖傳至大腦形成視覺(jué)。網(wǎng)膜覆蓋了眼球內(nèi)表面的2/3，為一厚度約0.3 mm的透明膜，具有由數(shù)種細(xì)胞組成的復(fù)雜內(nèi)部構(gòu)造。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)

7、中的應(yīng)用 9,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 10,圖 視網(wǎng)膜的構(gòu)造,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 11,入射光沿圖中箭頭方向射入，到達(dá)具有感光性能的視細(xì)胞；視細(xì)胞層的表側(cè)是視神經(jīng)層，它由水平細(xì)胞、雙極細(xì)胞、無(wú)長(zhǎng)突神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等組成，由視神經(jīng)層處理來(lái)自視細(xì)胞的信號(hào)。因此，入射光是通過(guò)透明的視神經(jīng)層后才到達(dá)視細(xì)胞層的。 具有感光性能的視細(xì)胞相當(dāng)于照相膠片上具有感光性能的鹵化銀(AgCl、AgBr、AI )微粒。 視細(xì)胞包括錐體細(xì)胞(cone)和桿體細(xì)胞(rod)兩種視覺(jué)感光細(xì)胞，它們所含的感光物質(zhì)不同，所以執(zhí)行的視覺(jué)功能也不同。 錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞分別是因其形狀為圓錐狀和棒狀而

8、命名的。 錐體細(xì)胞的總數(shù)約為700萬(wàn)個(gè)，桿體細(xì)胞的總數(shù)約有1億個(gè)。這些視細(xì)胞的前端稱為外節(jié)，它含有感光性的視物質(zhì)。,在錐體細(xì)胞中又含有分別對(duì)紅、綠、藍(lán)光有響應(yīng)的三種細(xì)胞，其數(shù)量之比大約為32:16:1。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 12,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 13,錐體視覺(jué)或明視覺(jué)(photopic vision)： 錐體細(xì)胞的感光靈敏度低 在亮度為3cd/m 以上的光亮條件下起作用 能夠分辨顏色和物體的細(xì)節(jié) 桿體視覺(jué)或暗視覺(jué)(scotopic vision)： 桿體細(xì)胞感光靈敏度高 只能在亮度為0.001cd/m 以下的黑暗條件下起作用 僅能感知明暗，不能分辨顏色和物體

9、的細(xì)節(jié) 中間視覺(jué)或介視覺(jué)(mesopic vision)： 亮度介于明視覺(jué)與暗視覺(jué)所對(duì)應(yīng)的亮度水平之間 視網(wǎng)膜中的錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞將同時(shí)起作用 人眼是由高靈敏度的黑白膠片和中等靈敏度的彩色膠片組成,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 14,視網(wǎng)膜上的視細(xì)胞分布如圖所示。其中錐體細(xì)胞集中在視軸近旁(中央凹)。中央凹是直徑約為1.5 mm的極小區(qū)域，這里錐體細(xì)胞的分布非常密集，約有10-15萬(wàn)個(gè)，分辨能力最高；與此相反，桿體細(xì)胞在視軸近旁數(shù)量極少，而廣泛分布在此區(qū)以外的部分。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 15,視網(wǎng)膜的中央凹與邊緣部位，其錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞的分布不同。 中央視覺(jué)主要由錐體

10、細(xì)胞起作用。 邊緣視覺(jué)主要由桿體細(xì)胞起作用。 正常顏色視覺(jué)的人體視網(wǎng)膜中央能分辨各種顏色；由中央向邊緣過(guò)渡，錐體細(xì)胞減少，桿體細(xì)胞增多，對(duì)顏色的分辨能力逐漸減弱，最后對(duì)顏色的感覺(jué)消失。 與中央?yún)^(qū)相鄰的外周區(qū)先喪失紅色、綠色的感受性，再向外部，對(duì)黃色、藍(lán)色的感受性也喪失，成為全色盲區(qū)。 人的正常色視野的大小隨顏色而不同，在同一光亮條件下，白色視野的范圍最大，其次為黃藍(lán)色，而紅綠色視野最小。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 16,在中央凹范圍內(nèi)，對(duì)顏色的感受性也不一樣。 在中央凹中心15。視角的區(qū)域內(nèi)，對(duì)紅色的感受性最高，但對(duì)藍(lán)色和黃色的感受性喪失，所以在遠(yuǎn)距離觀察信號(hào)燈光時(shí)常常發(fā)生誤認(rèn)現(xiàn)象。

11、這是因?yàn)橐暰W(wǎng)膜中央的黃斑區(qū)被一層黃色素覆蓋，因而降低了光譜短波(如藍(lán)色)的感受性。 黃色素在中央凹處密度最大，向外逐漸減弱，會(huì)造成觀察小面積和大面積物體顏色的差異。 當(dāng)觀察大于4。視場(chǎng)的物體顏色時(shí)，在視場(chǎng)正中會(huì)看到一個(gè)略帶紅色的圓斑，稱為麥克斯韋爾圓斑，此圓斑就是由中央的黃色素造成的。 黃色素對(duì)人眼的顏色視覺(jué)有一定的影響，并且黃色素隨著年齡的增長(zhǎng)而變化，年齡大的人其黃色素變得越發(fā)黃，因此不同年齡的人其顏色感受性也會(huì)有差異。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 17,為什么用斜視眺望夜里的星星時(shí)會(huì)感到更明亮？,桿體細(xì)胞在暗視覺(jué)條件下起作用,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 18,2.2 人眼對(duì)

12、光的適應(yīng)性和光譜光視效率 天然光源和人工光源的明亮程度都在很寬的范圍內(nèi)變化。人眼在照度為105 lx的直射日光下，以及在照度為0.0003 lx的沒(méi)有月光的夜晚都能看到物體。為了適應(yīng)如此寬廣的照度范圍，人眼可用改變相當(dāng)于照相機(jī)光圈的瞳孔大小來(lái)調(diào)節(jié)光量。瞳孔直徑的變化范圍為2-7 mm，由瞳孔實(shí)現(xiàn)的光量調(diào)節(jié)能力達(dá)到12倍。 僅靠瞳孔直徑的調(diào)節(jié)是不夠的。如前所述，錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞分別在明視覺(jué)和暗視覺(jué)條件下起作用，并具有不同的靈敏度和分辨能力，因此人眼通過(guò)錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞的分工協(xié)作，使視網(wǎng)膜的靈敏度大幅度地改變。人從暗處到亮處時(shí)，視覺(jué)由暗視覺(jué)經(jīng)介視覺(jué)轉(zhuǎn)為明視覺(jué)，這種視覺(jué)狀態(tài)轉(zhuǎn)換約需1 min，然

13、后人眼就會(huì)習(xí)慣明亮的條件。相反，從明處進(jìn)入暗處時(shí)，視覺(jué)由明視覺(jué)經(jīng)介視覺(jué)向暗視覺(jué)轉(zhuǎn)移，這種變化要達(dá)到完全適應(yīng)約需30 min時(shí)間，可見(jiàn)人眼要達(dá)到暗適應(yīng)狀態(tài)是比較費(fèi)時(shí)的。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 19,在明視覺(jué)條件下，桿體細(xì)胞的光化學(xué)反應(yīng)得到飽和，對(duì)光不再反應(yīng)，只有錐體細(xì)胞工作。錐體細(xì)胞的光化學(xué)反應(yīng)也有一個(gè)飽和上限，約為106 cd/m ，超過(guò)這一上限會(huì)產(chǎn)生刺眼的不快感。 在暗視覺(jué)條件下，桿體細(xì)胞起作用，并且它對(duì)光響應(yīng)的靈敏度非常高。但是，如果進(jìn)一步降低亮度，則最終桿體細(xì)胞將不能感知光亮。這種不產(chǎn)生響應(yīng)的極限亮度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，約為106 cd/m 。如考慮到人眼內(nèi)部的光吸收和散射以及

14、視網(wǎng)膜的吸收效率等因素，這個(gè)極限亮度相當(dāng)于5-14個(gè)光子(photon)。 同樣，錐體細(xì)胞的感光也存在一個(gè)極限亮度，但它可達(dá)桿體細(xì)胞靈敏度的1/100-1/1000。實(shí)際上，能使高靈敏度照相用鹵化銀微粒起反應(yīng)并顯出銀像的極限亮度也至少需要4個(gè)以上的光子，這與桿體細(xì)胞有大致相等的靈敏度。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 20,不同波長(zhǎng)的光引起人眼的感受程度是不同的。即使功率相同但波長(zhǎng)不同的單色光，人眼感到的明亮程度也是不同的。 在明視覺(jué)條件下，用不同波長(zhǎng)單色光匹配一固定亮度所需要的相對(duì)輻射能量，在400nm波長(zhǎng)附近有很大的值，在555nm處降到最小值，到700nm以后又增加到很大值。這說(shuō)明人

15、眼對(duì)紅光及藍(lán)光和紫光的感受性很低，對(duì)黃綠光最敏感。 在暗視覺(jué)條件下，其單色光能量最低值位于507nm波長(zhǎng)處，即桿體細(xì)胞對(duì)光譜的藍(lán)綠部分最為敏感。由明視覺(jué)經(jīng)介視覺(jué)向暗視覺(jué)轉(zhuǎn)移時(shí)，最大光譜光視效能的波長(zhǎng)就移向短波長(zhǎng)側(cè)。 在明視覺(jué)下為等亮度的兩個(gè)顏色如紅色和藍(lán)色，隨著向暗視覺(jué)轉(zhuǎn)移，紅色的亮度就會(huì)低于藍(lán)色的亮度，這種現(xiàn)象稱為普金耶效應(yīng)(Purkinje phenomenon)。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 21,為什么暗室作業(yè)者在亮處要戴紅色眼鏡、潛水艇中要用紅光照明?,因?yàn)樵诩t光下只有錐體細(xì)胞工作，而桿體細(xì)胞則保持著較高的活性，所以摘下紅色眼鏡回到暗室或用潛望鏡觀察暗的海面時(shí)，桿體細(xì)胞可以很

16、快開(kāi)始工作而不會(huì)妨礙作業(yè)。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 22,2.3 顏色視覺(jué)機(jī)理 楊-亥姆霍茲(Young-Helmholtz)的三色學(xué)說(shuō) 主要論點(diǎn):在視網(wǎng)膜上存在能感受紅、綠、藍(lán)色的光接收器(錐體細(xì)胞)，一切顏色特性都由這些錐體細(xì)胞的響應(yīng)量的比例來(lái)表示的。 黃色是由紅色和綠色光接收器同時(shí)響應(yīng)而產(chǎn)生的 三色學(xué)說(shuō)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)便是由紅、綠、藍(lán)三原色,可以混合出幾乎所有顏色的混色規(guī)律，它不是從理論推導(dǎo)出來(lái)的學(xué)說(shuō)。 赫林(Hering)的對(duì)抗色學(xué)說(shuō) 事實(shí)表明有帶黃光的紅色，而無(wú)帶綠光的紅色，因而認(rèn)為綠和紅是一對(duì)對(duì)抗色；同理，黃和藍(lán)、白和黑也分別是對(duì)抗色。 主要觀點(diǎn):在視網(wǎng)膜上存在著響應(yīng)紅-綠、

17、黃-藍(lán)、白-黑等對(duì)抗顏色的三種光接收器，所有的顏色特性都由這些光接收器的響應(yīng)量的比例來(lái)表示。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 23,階段學(xué)說(shuō)(stage theory) 三色學(xué)說(shuō)和對(duì)抗色學(xué)說(shuō)曾經(jīng)長(zhǎng)期處于對(duì)立狀態(tài)，然而近代色覺(jué)理論的發(fā)展，使上述兩種學(xué)說(shuō)有趨于統(tǒng)一的跡象。 根據(jù)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)和顯微光譜一電生理學(xué)測(cè)定的結(jié)果，由錐體細(xì)胞的三色響應(yīng)和其后的對(duì)抗色響應(yīng)所組成的一種被稱為階段學(xué)說(shuō)(stage theory)的視覺(jué)模型，逐漸得到認(rèn)可和發(fā)展。 該視覺(jué)模型分為兩個(gè)階段: 第一階段是桿體細(xì)胞對(duì)亮度的響應(yīng)和錐體細(xì)胞對(duì)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的響應(yīng)。 第二階段是在神經(jīng)興奮由錐體細(xì)胞向視覺(jué)中樞的傳導(dǎo)過(guò)

18、程中，錐體響應(yīng)R和G輸出的一部分合成為黃色(Y)信號(hào)，然后進(jìn)行各信號(hào)的減法運(yùn)算，形成兩種對(duì)抗色響應(yīng)(RG)和(YB)。 同時(shí)錐體響應(yīng)R、G、B輸出的適當(dāng)組合產(chǎn)生明視覺(jué)亮度響應(yīng)，它與由桿體響應(yīng)直接形成的暗視覺(jué)亮度響應(yīng)V (A)，組合成另一種對(duì)抗色響應(yīng)(WK)。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 24,圖 階段學(xué)說(shuō)的顏色視覺(jué)模型,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 25,2.4 色適應(yīng)與顏色恒常性 對(duì)于顏色，存在顏色適應(yīng)的現(xiàn)象。此時(shí)，視網(wǎng)膜靈敏度的變化取決于光所含彩色量的多少，而不是由照明水平的變化所引起的。例如，當(dāng)從一間充滿陽(yáng)光的房間進(jìn)入一間由鎢絲白熾燈照明的房間時(shí)，被觀察的物體在燈光下的色貌

19、要受到白熾燈的淺桔黃色的色澤影響；幾分鐘以后當(dāng)眼睛的靈敏度逐漸適應(yīng)燈光時(shí)，物體的感知色貌將顯得與日光照明下非常相似。 當(dāng)照明條件發(fā)生變化時(shí)，雖然感知色貌總會(huì)有些差別，但是視覺(jué)系統(tǒng)有一種盡量使感知色的差別趨于最小的傾向。這種現(xiàn)象稱為色覺(jué)恒常性或顏色恒常性。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 26,2.5 記憶色與喜好色 當(dāng)提到天空、草地、蘋果時(shí)，人們自然會(huì)想到藍(lán)色、綠色和紅色，這就是記憶色。這些都是人們熟悉的物體在日光下的顏色，它們就像一系列參考色樣留存在人的頭腦中，形成一種相對(duì)固定的參照標(biāo)準(zhǔn)。一般，記憶色傾向于純度增加，并且其它相關(guān)色彩屬性的量值也都會(huì)增加 。例如，對(duì)藍(lán)天的記憶色，會(huì)顯得有些

20、發(fā)青，同時(shí)其色純度要高于實(shí)際的天空顏色。 每個(gè)人的審美觀都不相同，其中包括對(duì)顏色的喜好也因人而異。有人認(rèn)為，人們喜愛(ài)的是飽和色而不是非飽和色，而另一些人卻持相反的觀點(diǎn)；還有人曾得出結(jié)論說(shuō)，人們最喜歡的顏色是位于光譜兩個(gè)極端的顏色，即紅色和藍(lán)色，而黃色受歡迎程度要小一些 。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 27,2.6 顏色錯(cuò)覺(jué) 背景的影響,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 28,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 29,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 30,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 31,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 32,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 33,計(jì)

21、算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 34,色樣大小對(duì)顏色的影響,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 35,色彩殘影,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 36,色彩冷暖在視覺(jué)上的進(jìn)退感,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 37,2.7 色覺(jué)異常 世界上90以上的男性和99 以上的女性都具有正常的顏色視覺(jué)，但是仍有近2億人由于其色覺(jué)存在缺陷，而不能正確辨認(rèn)和區(qū)分顏色，被稱為色覺(jué)異常者或色盲。 色覺(jué)異常者不能完整或正確地分辨出可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的顏色，也不能正確匹配出各種不同的顏色。 色覺(jué)異常者中，男性的比例約為女性的7-10倍，歐美國(guó)家人口的色盲發(fā)生率大大高于東方人，而非洲人的色盲發(fā)生率極低。,計(jì)算機(jī)測(cè)

22、色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 38,Protanopia: lack of L Deuteranopia: lack of M Tritanopia: lack of S Anomalous trichromacy Protanomaly Deuteranomaly Tritanomaly,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 39,3 物體的光譜光度特性 物體的光譜光度特性是物體產(chǎn)生不同顏色的主要原因之一。當(dāng)光照射在物體上時(shí)，入射的光譜能量部分被反射，部分被吸收和散射，部分透過(guò)。因此，透明體的顏色主要由透過(guò)的光譜組分決定，不透明體的顏色則取決于它的反射光譜組成。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)

23、用 40,一般，非熒光性有色材料本身并不發(fā)光，所以在黑暗環(huán)境下是看不見(jiàn)的。由此可知，任何非熒光物質(zhì)只有在光照下才顯示出顏色，并且該顏色取決于物體對(duì)入射光的反射或透射光譜特性。例如，某種材料在太陽(yáng)光照射下較多地吸收青色波長(zhǎng)的光,則此材料呈紅色；如果該材料對(duì)黃色波長(zhǎng)的光吸收明顯，則呈現(xiàn)藍(lán)色?？梢?jiàn)，物體的顏色是其對(duì)不同波長(zhǎng)的光波具有不同吸收特性的結(jié)果，其表現(xiàn)的顏色正是被吸收光的補(bǔ)色。假如某一物體對(duì)可見(jiàn)光全部吸收，沒(méi)有反射光，則該物體將呈現(xiàn)黑色；如果該物體對(duì)各種波長(zhǎng)的光平均地部分吸收，則使各波長(zhǎng)的反射光均減弱而呈現(xiàn)灰色；如果對(duì)各波長(zhǎng)均不吸收，而將照明光全部反射，則該物體呈現(xiàn)白色。 由于物體的顏色是其對(duì)

24、照射光的吸收和散射、反射或透射的結(jié)果，所以采用不同的光源照明同一物體時(shí)，因光源的光譜能量分布不同，將導(dǎo)致物體顯示出不同的顏色外貌。例如，一物體在太陽(yáng)光下因?yàn)槊黠@吸收了青光，而反射了較多的紅光，從而呈現(xiàn)紅色；此時(shí)，如果用青光照明該物體，由于大部分青光被吸收，反射光很少，結(jié)果此物體不呈紅色，而顯示黑色。同樣，如果某種材料在太陽(yáng)光下是黃色，因?yàn)樗鼘?duì)藍(lán)光有較強(qiáng)的吸收，所以當(dāng)在白熾燈下觀察該材料時(shí)，由于白熾燈光譜中藍(lán)綠波段的能量本來(lái)就很少，結(jié)果此材料看起來(lái)近似白色。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 41,根據(jù)材料光譜特性的不同，可以將材料分為反射材料(只有反射的材料，如平面鏡、無(wú)光澤鋁、漆和硫酸鋇板

25、等)、弱透射材料(透射較弱、以反射為主的材料，如彩色濾光片、光澤織物、紙張等)、強(qiáng)透射材料(如窗玻璃、毛玻璃、乳白玻璃等)等幾種不同的類型。在每一類材料中，根據(jù)其散射光的多少，又可分為無(wú)散射、弱散射和強(qiáng)散射等三種材料。 對(duì)于熒光材料，雖然由熒光產(chǎn)生的那部分輻射起光源的作用，但是其光譜特性的表示一般仍與非熒光材料相同。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 42,3.1 光的透射和吸收 當(dāng)光照射在物體上時(shí)，如果該物體是無(wú)色透明的，那么除了一小部分光從物體的兩個(gè)表面反射以外，絕大部分光線將透射穿過(guò)物體，而基本不發(fā)生改變。光除了透射以外，還被吸收或作為可見(jiàn)光消失(如果大量的光被吸收，則其中至少有一部分

26、會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能)。如果材料吸收了部分光，它就顯示出某種顏色，但仍然是透明的；如果所有的光都被吸收，材料就是黑色而不透明。對(duì)于透明材料，則需要研究其吸收性能隨波長(zhǎng)的變化，從而評(píng)估它們的顏色。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 43,3.2 光的反射 光照射到物體上時(shí)，部分光被反射，其反射的輻射通量與入射的輻射通量之比，稱為反射比。 物體表面對(duì)光的反射主要有正反射、漫反射以及綜合作用等幾種不同的情況。如果反射光遵循反射定律，從鏡面反射方向射出，稱為正反射光或鏡面反射光，其正反射輻射通量與入射輻射通量之比，即為正反射比。完全反射漫射面能將入射的輻射通量無(wú)損地全部輻射出去，即其反射比為1，而且在各個(gè)方

27、向上具有相同的亮度。然而，實(shí)際的物體通常既不是理想的鏡面，也不是完全反射漫射面，而是正反射與漫反射同時(shí)存在，即為兩者綜合作用的結(jié)果。 物體光譜反射特性的測(cè)試，通常在分光光度計(jì)上進(jìn)行。國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)推薦，采用完全反射漫射體作為測(cè)量光譜反射因數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)實(shí)世界中并不存在理想的完全反射漫射體的材料，但可以找到性能接近的材料，如煙熏氧化鎂、硫酸鋇噴涂或壓粉等。這些材料具有高的近似中性(無(wú)光譜選擇性)的光譜反射比，接近完全漫反射體的特性，故常用來(lái)作為工作標(biāo)準(zhǔn)。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 44,3.3 光的散射 光與物質(zhì)作用時(shí)，除了有反射、透射和吸收外，被吸收的一部分光還會(huì)發(fā)生散射。

28、當(dāng)一些光被吸收后，以相同的波長(zhǎng)再發(fā)射出去，但是此時(shí)一部分光沿這個(gè)方向傳播，另一部分光又沿另一個(gè)方向傳播，結(jié)果這些光都將沿不同的方向傳播，形成所謂的光散射現(xiàn)象。空氣中氣體分子的光散射，就是天空呈藍(lán)色的原因。光從更大粒子表面的散射，使云、煙、牛奶和許多顏料呈現(xiàn)出白色。 當(dāng)光發(fā)生足夠多的散射時(shí)，可以認(rèn)為光從物體表面發(fā)生了漫反射。如果射入物體的光只有部分發(fā)生散射或部分發(fā)生透射，該物體就是透明的；如果散射非常強(qiáng)烈，沒(méi)有光透過(guò)物體(通常存在一些光吸收)，那么該物體是不透明的。實(shí)際上，漫透射和漫反射現(xiàn)象就是光散射的結(jié)果和表現(xiàn)。 當(dāng)光照射到與其周圍物體折射率不同的微小顆粒上時(shí)，就發(fā)生了光散射。光的散射量主要取

29、決于兩種物質(zhì)的折射率之差。當(dāng)兩者折射率相同時(shí)，不發(fā)生光散射，這時(shí)兩種物質(zhì)的界面是看不見(jiàn)的。同時(shí)，光的散射量還明顯地受到散射粒子尺寸大小的影響：小粒子幾乎不能散射光，隨粒子尺寸的增加，其散射力很快增大，直至粒子尺寸與光波長(zhǎng)相等。這之后，粒子尺寸再增加，其散射反而減弱。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 45,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 46,3.4 熒光 熒光材料將吸收的光在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)上以兩次發(fā)射的形式發(fā)散出去，而且發(fā)射的光是漫射的。如一般用于增白紙張和紡織物的熒光增白劑(FWA)吸收波長(zhǎng)在300-400nm的紫外區(qū)，然后在400-500nm波長(zhǎng)上，以可見(jiàn)光的形式兩次發(fā)射出去，將不可見(jiàn)

30、的輻射轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光，所以發(fā)射出比入射光更多的可見(jiàn)光，從而使物體看起來(lái)比非熒光物質(zhì)“更白” 。 熒光著色劑既吸收又發(fā)射可見(jiàn)光，其熒光發(fā)射量取決于照射試樣的光源的光譜特性。熒光材料特殊的發(fā)光機(jī)理，使得對(duì)它們進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量變得復(fù)雜和困難。理想情況下，儀器中用于測(cè)量熒光顏色的光源的光譜特性，應(yīng)該與用于照射該材料的觀察環(huán)境的光譜性能一致。 有些材料將吸收的光儲(chǔ)存起來(lái)，然后在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里兩次發(fā)射出去，這個(gè)過(guò)程稱為磷光熒光。通常在熒光燈和陰極射線管(CRT)顯示器中都采用熒光物質(zhì)，當(dāng)其中的熒光物質(zhì)被電子束激發(fā)后，三類熒光物質(zhì)分別發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 47,計(jì)算機(jī)測(cè)色配

31、色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 48,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 49,小結(jié) 顏色三要素：光、眼睛、物體,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 50,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 51,1 色度學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù) 1.1 圓盤實(shí)驗(yàn)（顏色轉(zhuǎn)盤實(shí)驗(yàn)） 1.2 顏色光匹配實(shí)驗(yàn) 三原色：任一原色不能由其它兩個(gè)原色相加混合 不一定是紅、綠、藍(lán),計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 52,2 CIE1931 RGB色度系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)證明，幾乎所有的顏色都可以用三原色按某個(gè)特定的比例混合而成。在2觀察視場(chǎng)范圍內(nèi)，采用紅(R：700 nm)、綠(G：546.1 nm)、藍(lán)(B：435.8 nm)三原色，通過(guò)對(duì)不同波長(zhǎng)光

32、譜線顏色的匹配實(shí)驗(yàn)，可以得到的一組曲線r()、 g()和b()，它們表示在380780 nm范圍內(nèi)，當(dāng)各光譜線的能量相同時(shí)，某一光譜線所對(duì)應(yīng)的 r()、g()和b()的混色結(jié)果與該光譜色相同，稱這三條曲線為光譜三刺激值曲線。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 53,國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)于1931年根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，定出了匹配等能光譜色的RGB三刺激值，并正式推薦了CIE1931 RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值數(shù)據(jù)。在CIE1931 RGB系統(tǒng)中，匹配等能白光的三原色(R)、(G)、(B)的亮度之比為1.000 0：4.950 7：0.060 1，而其輻亮度之比則為72.09

33、6 2 ：1.379 1：1.000 0。 由加混色原理可知，任何一個(gè)顏色均可以用線性無(wú)關(guān)的三個(gè)原色以適當(dāng)?shù)谋壤嗉踊旌隙c之匹配，寫成色方程即為： 其中 是匹配顏色C所需要的三個(gè)原色的刺激量，稱 之為顏色C的三刺激值。r,g,b是C的色度坐標(biāo) 如 ，且定義顏色C的一個(gè)單位為1，,則r+g+b=1，所以可以用r、g作為直角坐標(biāo)繪制出一個(gè)直角坐標(biāo)圖。它是由所有光譜色的色品坐標(biāo)點(diǎn)連接起來(lái)而形成的光譜軌跡，并稱之為色品圖。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 54,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 55,光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標(biāo)中均有很大一部分出現(xiàn)負(fù)值。負(fù)值出現(xiàn)的物理意義應(yīng)從顏色匹配試驗(yàn)的

34、過(guò)程來(lái)加以說(shuō)明。對(duì)于如500 nm等某些波長(zhǎng)的光譜色，無(wú)論如何調(diào)整三原色的混合比例都不能達(dá)到與其匹配，如果這時(shí)把三原色中的一個(gè)原色加到待匹配的光譜色上去，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的調(diào)節(jié)則可以使兩半視場(chǎng)匹配。 根據(jù)CIE1931 RGB系統(tǒng)光譜三刺激值、色品坐標(biāo)和色品圖就可以計(jì)算和表征任何一種顏色。一般的顏色并不是簡(jiǎn)單的光譜色，而往往是由多種光譜色組成的。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 56,3 CIE1931 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 用CIE1931 RGB色度系統(tǒng)計(jì)算顏色的三刺激值時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，如在波長(zhǎng)為450 nlll附近的紅原色就出現(xiàn)了負(fù)值，這給大量的數(shù)據(jù)處理帶來(lái)不便。因此，國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)推

35、薦了一組新的曲線，即CIE1931 XYZ色度系統(tǒng)。 如果設(shè)想有另外一組三原色(X)、(Y)、(Z)，那么顏色A將被三角形XYZ所包圍，所以當(dāng)用這組三原色來(lái)匹配顏色A時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的三刺激值。由于所有可用RGB系統(tǒng)匹配的顏色都在YZ軸的右邊，因而以(X)、(Y)、(Z)為三原色的色度系統(tǒng)，其三刺激值將全部為正值，這給色度學(xué)的計(jì)算帶來(lái)極大的方便，這是該新系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)，也便于在國(guó)際上推廣應(yīng)用。所設(shè)想的三原色(X)、(Y)、(Z)包圍了(R)、(G)、(B)三原色，并在(R )、(G)、(B)包圍的顏色區(qū)域之外，因此這是一組假想的顏色。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 57,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在

36、印染行業(yè)中的應(yīng)用 58,3.1 CIE1931 RGB系統(tǒng)向CIE1931 XYZ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換 在建立新的色度系統(tǒng)時(shí)，首先要選定作為基準(zhǔn)的三原色。在選擇假想的(X)、(Y)、(Z)三原色時(shí)，主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮： (1)為了避免如CIE1931 RGB系統(tǒng)中的光譜三刺激值和色品坐標(biāo)那樣出現(xiàn)負(fù)值，就必須在(R)、(G)、(B)三原色之外選擇一組新的三原色，并且由此組成的三角形應(yīng)能包圍整個(gè)光譜軌跡。這組三原色(X)、(Y)、(Z)中的(X)代表假想的紅色，(Y)代表假想的綠色，(Z)代表假想的藍(lán)色。 (2)在CIE1931 RGB系統(tǒng)中的光譜軌跡560700 nm是一條直線，在這條直線上的兩個(gè)

37、顏色以不同的比例混合就能得到這兩種顏色之間的各種光譜顏色，所以新三原色的XY邊應(yīng)選擇與這一直線重合。 (3)規(guī)定原色(X)和(Z)的亮度為零，所以XZ線稱為無(wú)亮度線。在無(wú)亮度線上的各點(diǎn)均僅代表色度，而原色(Y)則同時(shí)代表顏色的亮度和色度。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 59,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 60,3.2 CIE1931 色品圖 在CIE 1931色品圖中，x相當(dāng)于紅原色在某一顏色中所占比例。Y相當(dāng)于黃原色在某一顏色中所占比例。x+y+z=1。 在光譜末端，超過(guò)700nm的范圍，具有恒定的色度坐標(biāo)，在圖中只是一個(gè)點(diǎn)：x0.734 7，y0.265 3，z0。 光譜軌跡5

38、60-700nm近似一條直線，x+y=1。 380-560nm，是曲線。 380-420，y接近于0。 連接紅端與藍(lán)端的直線為紫線。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 61,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 62,3.3 CIE1964 補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 10視角。 觀察視角從2到10 顏色匹配精度增加。,同一顏色，色品坐標(biāo)隨觀察條件不同而不同。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 63,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 64,3.4 主波長(zhǎng)、互補(bǔ)波長(zhǎng)、純度 3.4.1 Dominant Wavelengthwavelength of the spectral color which a

39、dded to the reference white, produces the given color.,任何色光，可以是適當(dāng)分量的單色光與適當(dāng)分量的白光混合而成 將某一色光的主波長(zhǎng)定義為此單色光的波長(zhǎng)。 主波長(zhǎng)的定義有賴于白光的選擇。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 65,3.4.2 Complementary Wavelengthwavelength of the spectral color which added to the given color, produces the reference white.,兩個(gè)色光混合成白光，兩個(gè)色光的主波長(zhǎng)定義為互補(bǔ)波長(zhǎng) 互補(bǔ)波長(zhǎng)的定義

40、有賴于白光的選擇。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 66,3.4.3 Puritythe ratio of the lengths between the given color andreference white and between the dominant wavelengthand reference white. Ranges between 0 . 1. 興奮純度(excitation purity)可以表示為CIExy色品圖上兩 個(gè)線段的長(zhǎng)度之比，并記作Pe。 色度純度(colorimetric purity)當(dāng)采用亮度來(lái)表示樣品顏色的純度時(shí)，其符號(hào)為Pc 。,計(jì)算機(jī)測(cè)色

41、配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 67,Reference white is CIE standard illuminant -C. Dominant Wavelength of color S1 is D1 of color S2 is D2. Complementary Wavelength of color S1 is D1. S2 does not have a complimentary wavelength. Excitation Purity of S1 is the ratio CS1/CD1 of S2 is the ratio CS2/CD2 of S3 is the ratio

42、CS3/CD3,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 68,3.5 顏色三屬性 Hue (red, green, yelow, blue .) Saturation (pink, bright, red, .) Lightness (black, grey, white .) 色相 顏色的分類。在色相上的描述有: 紅、黃、藍(lán)或綠 。 彩度 即純度或飽和度，表示色彩本身的強(qiáng)弱。在彩度上的描述有: 較鮮艷或 較萎暗。 明度 物體表面色的明亮程度，近似光源色的亮度。在明暗度上的描述有: 較亮或較深。在各種彩色中，黃色明度較高，藍(lán)色明度較低。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 69,3.6 孟賽爾顏色

43、系統(tǒng) MunsellColor System (1915) Hue: R, YR, Y, GY, G, BG, B, PB, P, RP(each subdivided into 10) Chroma: 0 . 20 (neutral . saturated) Value: 0 . 10 (dark . pure white),H V/C（色調(diào)、明度/彩度），NV/（中性色彩度小于0.3：明度/）,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 70,3.7 顏色混合 加法混色：當(dāng)發(fā)光色混合時(shí)，隨著參與混合的組分色數(shù)量的增加，混合成的顏色的明亮度相加增大而變得更亮。三原色：紅、綠、藍(lán)。 減法混色：而對(duì)于產(chǎn)

44、生非發(fā)光色的色料或?yàn)V色片，隨著參混組分?jǐn)?shù)量的增加，混合色的明亮度相減降低而變暗。三原色：品紅、黃、青。 通過(guò)混色可以得到無(wú)彩色刺激的兩種參混顏色刺激，叫互補(bǔ)色。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 71,加法混色分類： 同時(shí)混色(也稱光譜功率混合法)：如果多個(gè)色光是同時(shí)混合在一起的。 繼時(shí)混色(也稱時(shí)間混合法)：除了同時(shí)混色法以外，還可以采用其它的方法實(shí)現(xiàn)加法混色。 空間混色：對(duì)于在空間上非?？拷帕械纳c(diǎn)，如紅色和綠色，當(dāng)其離開(kāi)人眼有一定的距離并對(duì)人眼的視覺(jué)張角小于l時(shí)，人眼就無(wú)法分辨這些色點(diǎn)，只能觀察到它們混合成的黃色。 一般，同時(shí)混色得到的混合色的亮度，是參混色的亮度之和，而繼時(shí)混色或空

45、間混色得到的混合色亮度，則為參混色亮度的中間值，所以繼時(shí)混色和空間混色有時(shí)也稱為平均混色。 減法混色得到的混合色的亮度并非真正按減法規(guī)律產(chǎn)生。通常減法混色中的亮度變化既不是簡(jiǎn)單的減法，也不是單純的乘法，而是由參混組分的光譜反射比或光譜透射比的復(fù)雜函數(shù)所決定的。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 72,1 測(cè)色的基本原理 顏色的測(cè)量是顏色科學(xué)最重要的工程應(yīng)用之一，它不僅依賴于被測(cè)顏色本身的光譜光度特性，還與測(cè)量的幾何條件、照明光源的光譜分布等密切關(guān)聯(lián)。因此，國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)推薦了相關(guān)的測(cè)色標(biāo)準(zhǔn)，以使各國(guó)的顏色測(cè)量參數(shù)和各測(cè)色儀器制造廠商的產(chǎn)品能夠進(jìn)行交流和對(duì)比。 顏色測(cè)量的根本任務(wù)是測(cè)

46、定色刺激函數(shù)()；對(duì)于光源的測(cè)量，實(shí)際上是要測(cè)定光源的相對(duì)光譜功率分布P()；對(duì)于物體色的現(xiàn)蚺量，則是測(cè)定物體的光譜光度特性，如反射物體的光譜輻亮度因數(shù)()和光譜反射比P()、透射物體的光譜透射比()等。在測(cè)得了色刺激函數(shù)()之后，就可以根據(jù)色度學(xué)的三個(gè)基本方程求出被測(cè)顏色的CIE三刺激值。 顏色測(cè)量的方法分為目視測(cè)色和儀器測(cè)色兩大類 其中，儀器測(cè)色又包括分光光度法和光電積分法(也稱三刺激值法)兩種。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 73,2 目視測(cè)色 目視測(cè)色方法通過(guò)人眼的觀察，對(duì)顏色樣品與標(biāo)準(zhǔn)顏色的差別進(jìn)行直接的視覺(jué)比較，要求操作人員具有豐富的顏色觀察經(jīng)驗(yàn)和敏銳的判斷力。即便如此，在其

47、測(cè)色結(jié)果中仍不可避免地包含了一些人為的主觀因素，而且工作效率很低。 在進(jìn)行目視測(cè)色時(shí)，首先要確定標(biāo)準(zhǔn)的照明和觀察條件，該條件要必須能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。因此，通常需要采用光暗室(如標(biāo)準(zhǔn)燈箱)，并且光暗室的光譜功率分布和照度應(yīng)該正好與樣品需要的照明條件一致。 周圍場(chǎng)(surround) 指的是光暗室的內(nèi)壁，其應(yīng)該是無(wú)光澤和中性的，而且其特定的明度取決于被模擬的照明環(huán)境。大多數(shù)光暗室的明度L在60一70，由此獲得了定向與漫射的組合照明，以便觀察被測(cè)物體顏色的差異。如果待測(cè)物體不是高光澤材料，最好不要改變周圍場(chǎng)的特征。當(dāng)對(duì)高光澤材料進(jìn)行評(píng)估時(shí)，光暗室的背景應(yīng)該涂成黑色，或采用黑色的天鵝絨進(jìn)行覆蓋

48、，這樣可以消除由鏡面反射導(dǎo)致的光暗室背景的圖像。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 74,背景(background) 指的是樣品放置其上的表面，一般大多指光暗室的底面。如果目視測(cè)量的目的是評(píng)估色表，那么背景應(yīng)該是無(wú)光澤的，并且具有中等明度(L=50)。 被測(cè)顏色樣品的尺寸應(yīng)該保持一致，并且樣品的尺寸越大，其目視測(cè)量的精確度也越高。一般，樣品至少應(yīng)有13 cm2大小。如果達(dá)不到這種尺寸要求，那么在使用小一些的樣品時(shí)，觀察者應(yīng)該在視角不小于2的距離外觀察樣品。如果標(biāo)準(zhǔn)色樣的尺寸比樣品還小，則應(yīng)該采用罩子分別覆蓋其上，以便得到相等的觀察面積，同時(shí)罩子的明度和表面性能應(yīng)該與背景相同。 判斷兩個(gè)試樣

49、的色差時(shí)，該樣品對(duì)的制備療法應(yīng)該相同，并且習(xí)慣上將試樣以邊界接觸的方式放置。試樣應(yīng)平放于光暗室的底面上，以使照明與試樣平面垂直。觀察者離光暗室開(kāi)口約15-30 cm距離，并且保持觀察角度(觀察方向與試樣法線之間的夾角)為45的高度。 由于光室的照明取決于特定的光源、散射體及周圍場(chǎng)的明度，并在基本定向反射與中等散射范圍內(nèi)變化，因此，在目視評(píng)估中，保持觀察者與試樣的距離不變是非常重要的。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 75,應(yīng)該熄滅觀察環(huán)境中的室內(nèi)照明燈，并且在光暗室中只放置待測(cè)色樣，以避免光室內(nèi)零亂堆放的試樣可能導(dǎo)致的照明光譜性能的變化。 在一般情況下，對(duì)顏色進(jìn)行視覺(jué)測(cè)量時(shí)，最佳的目視檢測(cè)

50、方法是：將待測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)色樣在標(biāo)準(zhǔn)光源照射下并排放置，同時(shí)觀察兩個(gè)樣品，以判斷顏色質(zhì)量。在大多數(shù)情況下，需要對(duì)顏色的同色異譜程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，所以單一光源是不夠的，應(yīng)該允許使用多種標(biāo)準(zhǔn)光源。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 76,3 儀器測(cè)色的色度基準(zhǔn) 按照國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)的規(guī)定，反射顏色樣品的光譜反射率因數(shù)，是相對(duì)于完全反射漫射體(在整個(gè)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的反射比均為1)來(lái)測(cè)量的。然而，現(xiàn)實(shí)中并不存在理想的完全漫反射體實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，所以必須用已知絕對(duì)光譜反射比的氧化鎂、硫酸鋇等工作標(biāo)準(zhǔn)自板來(lái)校準(zhǔn)分光光度計(jì)，才能在儀器上直接測(cè)量樣品的絕對(duì)光譜反射比。因此，首先必須準(zhǔn)確測(cè)量氧化鎂、硫酸鋇等工作標(biāo)

51、準(zhǔn)的絕對(duì)光譜反射比，建立準(zhǔn)確可靠的測(cè)色工作標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行科學(xué)有效的量值傳遞。 利用漫反射性能好、反射比高的MgO(煙積或噴涂)、BaSO4等材料進(jìn)行反射比測(cè)量，可以得到較高的準(zhǔn)確度。然而，這些材料的光學(xué)穩(wěn)定性差，容易污染，完好保存及重復(fù)使用困難，因而無(wú)法長(zhǎng)久地保持反射比量值的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。為了多次標(biāo)定以提高準(zhǔn)確度，應(yīng)在得到色度基準(zhǔn)的絕對(duì)光譜反射比之后，隨即將其量值傳遞到光學(xué)性能穩(wěn)定、經(jīng)久耐用、表面便于清潔的乳白玻璃、高鋁瓷板、陶瓷白板或搪瓷白板上，作為保存反射比量值的副基準(zhǔn)白板。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 77,4 儀器測(cè)色的幾何條件 在光與材料相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生鏡面反射和漫反射、定向

52、透射和散射透射以及光吸收等，其中每種成分的特定組合取決于光源、材料的性能及其幾何關(guān)系。當(dāng)人們?cè)谟^察一種均勻有色材料時(shí)，會(huì)注意到其顏色以及光是如何從材料表面反射的。從材料表面反射的光產(chǎn)生鏡面光澤、紋理、圖像清晰度光澤和珠光等。由于光源、物體和觀察者的相互作用取決于光源的漫射和定向性能、觀察位置以及光源與樣品、樣品與觀察者之間的特定幾何關(guān)系，所以可以通過(guò)調(diào)整相關(guān)的條件參數(shù)，以突出或減弱其顏色、紋理或光澤。根據(jù)每種光學(xué)成分的關(guān)系，以及每種成分的顏色，可以判斷該材料是否漆有油漆，或是否為塑料、織物、金屬等。因此，在大多數(shù)計(jì)算機(jī)三維作圖軟件中，通過(guò)改變?nèi)谋壤?，可以模擬出日常生活中的物體。,計(jì)算機(jī)測(cè)

53、色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 78,4.1 CIE標(biāo)準(zhǔn)照明與觀察幾何條件 為了便于國(guó)際對(duì)比，顏色的測(cè)量必須在CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體或標(biāo)準(zhǔn)光源下進(jìn)行。由于樣品表面的結(jié)構(gòu)特性，同樣的物體在不同方向上具有不同的反射或透射，因此照明的幾何狀態(tài)對(duì)測(cè)色結(jié)果會(huì)有很大的影響。同時(shí)，照明光束的孔徑和測(cè)量光束的孔徑大小對(duì)顏色測(cè)量的結(jié)果也有影響，這些幾何參數(shù)稱為照明與觀察條件?？梢?jiàn)，為了交流、比較顏色測(cè)量的結(jié)果，必須嚴(yán)格規(guī)定照明與觀察幾何條件。 4.1.1 反射測(cè)量 1971年CIE正式推薦了四種用于反射樣品測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)照明與觀察幾何條件。 (1)垂直45(符號(hào)為045) (2)45垂直(符號(hào)為450) (3)垂直漫射(符號(hào)

54、為0d) (4)漫射垂直(符號(hào)為d0),計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 79,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 80,不一致 CIE標(biāo)準(zhǔn)幾何條件將紋理均化了。紋理是決定試樣外貌的一個(gè)重要因素，它對(duì)色差有很大的影響，因此實(shí)際計(jì)算紋理的方式不可能與儀器測(cè)量的空間均化相等。 大多數(shù)照明是定向成分與漫射組分的組合，可是CIE的標(biāo)準(zhǔn)幾何條件要么提供定向組分，要么提供漫射組分。 一致 對(duì)于漫射材料，無(wú)論是用定向照明還是漫射照明，它們看起來(lái)都是一樣的，因?yàn)槠浔砻娴囊淮畏瓷湓谒杏^察角均勻發(fā)散。因此，當(dāng)人們?cè)谟^察漫射材料時(shí)，幾何條件的選擇就不再重要了，不同的幾何條件產(chǎn)生幾乎一致的結(jié)果，并且與目視測(cè)量極其

55、相近。 對(duì)高光澤材料，其表面形成了一個(gè)易于劃出界限的鏡面反射，所以觀察者可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)樣品，以除去鏡面反射組分。如果樣品放置在光暗室的底面，并以45角觀察，則光暗室的后部應(yīng)該襯上黑色的天鵝絨。這樣，當(dāng)人們測(cè)量高光澤材料時(shí)，可以選用漫射照明，且不含鏡面反射的d8或環(huán)形照明且軸向觀察的450等幾何條件，它們將得到相同的結(jié)果，并且與目視測(cè)量密切相關(guān)。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 81,4.2 多角幾何條件 傳統(tǒng)的材料在CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明與觀察幾何條件下，在整個(gè)漫射角范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)樣品時(shí)具有相同的顏色。但是，現(xiàn)代的許多材料具有因角變色性，即它們顏色的改變是照明與觀察幾何條件的函數(shù)，如含有金屬片或珠

56、光顏料的涂料就是一個(gè)典型的例子。 當(dāng)人們用目視方法來(lái)評(píng)估因角變色材料時(shí)，可以看見(jiàn)三種主色，即近鏡面反射色、直視色和側(cè)視色。 近鏡面反射色是在非常接近鏡面反射角觀察樣品時(shí)觀察到的顏色，它主要受金屬或干涉顏料的影響。 直視色是在傳統(tǒng)的散射角和45角照明時(shí)，在樣品法線方向觀察時(shí)所見(jiàn)的顏色，它主要受傳統(tǒng)著色劑的影響。 側(cè)視色在與鏡面反射角相反的方向觀察樣品時(shí)所看到的顏色，通常是在觀察者遠(yuǎn)離樣品時(shí)觀察到的顏色。側(cè)視色既受傳統(tǒng)顏料(產(chǎn)生漫反射)的影響，又受到金屬片或干涉顏料的影響。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 82,以逆定向反射角為基準(zhǔn)來(lái)描述上述各個(gè)觀察角，而逆定向反射角是與鏡面反射方向的夾角。

57、一般，近鏡面反射角的范圍在15-25。逆定向反射角之間；直視角范圍在45-60逆定向反射角之間；側(cè)視角范圍則在70-110逆定向反射角之間。 研究表明，為了使多角測(cè)量得到的色度數(shù)據(jù)與因角變色材料的視覺(jué)評(píng)價(jià)相一致，一般應(yīng)采用三個(gè)觀察角，具體的角度則可以根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)選擇。如美國(guó)ASTM 推薦使用l5、45和1l0逆定向反射角；而德國(guó)DIN推薦的觀察角度為25、45和75逆定向反射角。,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 83,4.3 分光光度計(jì)測(cè)色 分光光度計(jì)所測(cè)量的反射率 反射率指可見(jiàn)光譜內(nèi)光照射在物體后反射出的比例 色樣反射率確定了，就可計(jì)算出在任一光源下色度坐標(biāo),不同濃度藍(lán)色樣反射率,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 84,熒光黃反射率,計(jì)算機(jī)測(cè)色配色及在印染行業(yè)中的應(yīng)用 85,4.4 測(cè)色的重復(fù)穩(wěn)定性 分光光度計(jì)使