测色与配色 认识计算机测色系统 浅谈仪器测色中几个易混淆的概念.docx

浅谈仪器测色中几个易混淆的概念 原创2016-03-02罗璐?邓荣坚 涂料工业 颜色是产品给人的第一印象，随着工业的快速发展，颜色控制已经成为工业生产中品质保证的关键因素。仪器测色因其结果的准确性和客观性，广泛应用于国防、纺织印染、化妆品、造纸、油漆、塑料、交通、医疗、汽车和家电等行业。 颜色科学是一门多学科的研究领域，涉及生理学、心理学、物理学、数学、化学、计量学等。颜色从感知、描述、测量到制造，经历了相当漫长的一段时间，颜色科学涉及到大量的理论知识，有很多的专业术语，因此，非专业人员在接触时可能会有很多疑问。本文就是出于颜色测量相关人员进行解惑的目的，从颜色体系和仪器两方面出发，列举了仪器测色过程中共6个易混淆的知识点，并结合其在高分子材料测试中的应用，予以阐述和解析。 1颜色体系和颜色测量 1.1 ? 2°标准观察者和10°标准观察者 标准观察者是一个专有名词，了解颜色体系的发展过程，就不难理解2°标准观察者和10标准观察者（以下简称观察者）。2°观察者和10°观察者的实质是一组标准观察者的配色函数。这组配色函数是通过一些正常色观察者统计得出的。它与人眼的结构相关。 2°观察者的配色函数是1931年建立起来的，而10°观察者的配色函数是1964年在2°观察者的统计数据的基础上发展起来的。2°观察者的视场比10°观察者的视场小，10°观察者的视场包含了2°观察者的视场。10°观察者具有更为严密的统计基础，因为它是建立在更多位正常色观察者的统计数据基础之上的。2°和10°观察者的视场如图1所示。 图1 ?2°和10°观察者 应用实例，计算白纸板的黄度值。在ASTM E313中黄度的计算公式为：YI=100(CxX-CzZ)/Y。式中，X、Y、Z——物体的三刺激值，无单位；YI——黄度值，无单位，Cx，Cz——系数，无单位。Cx和Cz的数据见表1。首先使用积分球分光测色计，在包含镜面光泽模式下测量白纸板的X、Y和Z三刺激值，再根据表1查找相应的系数，代入黄度计算公式计算出黄度值。当选择C光源，2°观察者（1931年建立）测量得到X=81.64，Y=83.25，Z=93.57。查表1得知Cx=1.2769，Cz=1.0592，计算得出YI=6.17。同样C光源下，10°观察者（1964年建立）测量得到X=81.08，Y=83.38，Z=91.83。查表1得知Cx=1.2871，Cz=1.0781，计算得出YI=6.42。 表1 黄度计算公式的系数 1.2表色系统Lab和L*a*b* Lab指的是Hunter Lab，它是建立在颜色对立理论基础上的三维直角坐标系，是不带星号的。CIE L*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*、a* 和b*，不同于L、a和b。这两种表色系统都是建立在颜色对立理论基础上的，应用都比较广泛，区分这两种表色系统还是很有必要的。 Hunter Lab和CIELAB颜色体系的计算公式不同，虽然都是由XYZ经数学计算而来，但是色度量的取值不同。比如同样是校车的颜色--黄色，Hunter Lab体系的颜色参数值为L=61.42，a=+18.11，b=+32.23，而CIELAB体系的颜色参数值则分别为L*=67.81，a*=+19.56，b*=+58.16。 两个色度空间与视觉感官的均匀性都存在差异。比如虽然CIELAB色空间是CIE推荐的均匀颜色空间，而实际上CIELAB空间对于人眼的色彩感觉来说也还是不均匀的。在该空间的某个区域（如红色区域）取两个色样点与另一区域（如绿色区域）同等距离的两个色样点作比较，会发现在红色区域的两个色样的视感觉差别和绿色区域的两个色样的视感觉差别不一样，即在不同颜色区域，色彩的宽容量数值是不相等的。Hunter Lab和CIELAB的色空间示意图见图2和图3。 图2 Hunter Lab色空间 图3 CIELAB色空间 1.3色调角hab和色调差△H*ab 根据CIELAB计算公式得到L*a*b*值，一组L*a*b*数据对应CIELAB色空间中的一个点，为了表述任意两种颜色在色空间的相对位置，引入了饱和度C*ab和色调角hab。 CIEL*a*b*（CIELAB）色空间方程如下： L*=116(Y/Yn) 1/3－16； a*=500[(X/Xn)1/3－(Y/Yn)1/3]； b*=200[(Y/Yn)1/3－(Z/Zn)1/3]； C*ab= (a*2+b*2)1/2； hab =tan-1(b*/a*) =arctan(b*/a*) 同时引入的还有色调差△H*ab，有如下公式(△H*ab)2=(△E*ab)2－(△L*)2－(△C*ab)2，经过换算后得到一个比