測(cè)色及計(jì)算機(jī)配色(第一、二節(jié))

感

覺(jué)

是

認(rèn)對(duì)

識(shí)外

的客界

開(kāi)觀(guān)現(xiàn)

端及象

世治和

界事

知物

識(shí)產(chǎn)

的生

源認(rèn)

泉識(shí)

口視覺(jué)是感覺(jué)中重要的一種

口眼睛是一種高級(jí)的光學(xué)系統(tǒng)，能夠反映外界物體的形狀和顏色

口人的眼睛僅對(duì)380?780nm的光波敏感

口顏色視覺(jué)決定于光源(iHuminant)、

物體(object)、觀(guān)測(cè)者(observer)

什么

視覺(jué)現(xiàn)象

每個(gè)人對(duì)色彩的感受不樣

錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象

被觀(guān)察物體的背景、物體的大小和形

狀等常常引起人們對(duì)顏色的錯(cuò)覺(jué)

口眼前的色環(huán)顏色相同嗎?

口眼前的色環(huán)顏色相同嗎?

色彩視覺(jué)測(cè)試

色彩視覺(jué)測(cè)試

□世界上超過(guò)2億人在判別顏色時(shí)有視

覺(jué)上的障礙

□超過(guò)8%的男性有這方面的障礙

□僅有0.5%的女性有這方面的障礙

□不同的測(cè)試過(guò)程會(huì)有不同的結(jié)果

人類(lèi)視覺(jué)障礙率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

北美.00%

歐

洲

.76%

西

歐

9.31%

中

國(guó)

日

本6.15%

亞

洲4.50%

6.00%

在生產(chǎn)和貿(mào)易過(guò)程中，如何避免

視覺(jué)上的錯(cuò)誤呢？

我們需要一種可靠評(píng)定顏色的方式，

請(qǐng)看“NEXT”是如何運(yùn)作的?

S/OODYBLUE■一

際NXCM5227

SJSOMSS2000

“叫MENS

NOTE

Thespec

^ldataabn

Smp’esg33keyed欣

…i￡：r

反射率

樣品顏色的表征

樣品

NEXT

J

反射率數(shù)據(jù)

/7nmRI%A/nmRI%A/nmRI%

4003.045102.2862035.92

4102.985202.2763038.34

4202.895302.3164040.72

4302.865402.3565044.3

4402.815502.4166049.47

4502.775602.7967055.85

4602.724.2168062.94

4702.638.1869069.52

4802.5215.670075.41

4902.4424.54

5002.3531.72

反射率數(shù)據(jù)

分光光度計(jì)

NEXT

波譜曲線(xiàn)

“hmR/0/o，nmRI%〃nmR/°/o

4003.042.2835.92

4102.985202.2738.34

4202.895302.3164040.72

4302.865402.3565044.3

4402.815502.4166049.47

4502.775602.7967055.85

4602.724.2168062.94

4702.638.1869069.52

4802.5215.670075.41

4902.4424.54

5002.3531.72

反射率數(shù)據(jù)

NEXT

根據(jù)值判斷

△E=O完美匹配

\E=0.3剛可察覺(jué)以色差值

判斷顏色的視覺(jué)差異

AE<0.8可接受

\EN12拒絕

NEXT

色度學(xué)(colorimetry)

研究人的顏色視覺(jué)規(guī)律、顏色測(cè)量

理論與技術(shù)的科學(xué)。

物理光學(xué)、視覺(jué)生理、視覺(jué)心理、

心理物理學(xué)現(xiàn)

代工業(yè)技術(shù)

?以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)顏色做定量的描述

和控制。

第一節(jié)光與色的基礎(chǔ)知識(shí)

1.1光與色

-、光

可見(jiàn)光區(qū)域

22468

10-14-12-10-810、10510-110101010

101010

400500600700

A/nm

口可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍

物理學(xué)意義：380?780nm

人的顏色視覺(jué)意義：400~700nm

口比視感度

不同人的比視感度曲線(xiàn)

1

o8

?

o6

—偏色人A?

正常視力o4

?

—偏色人B

O2

?

0

紅400500600700

波長(zhǎng)/nm

、光的色散

紫

青

藍(lán)

綠可見(jiàn)光譜

黃

橙

紅

物理學(xué)概念：

復(fù)色光：由不同波長(zhǎng)的光組合在一起的光。

。單色光：?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光，如激光。

顏色測(cè)量中光的概念與物理學(xué)概念的區(qū)別：

較窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光（物理學(xué)中仍然認(rèn)為是不

同波長(zhǎng)的光組成的復(fù)色光）在顏色測(cè)量中通常被看

成是單色光。

三、物體的顏色

物體顯示顏色的原因：對(duì)光的選擇性吸收。

波譜曲線(xiàn)

A7%

80--

/波譜曲線(xiàn)

60--R風(fēng)

60--

40~~

50~7

20--40--\

30--

——?|?------1|

45050055060065070020--

-----Z/nm---------10--

-|-------1-------------1|------------1----------1

450500550600650700

---------2Aim----------------------

MSCI62458A

SOFTYELLOW

100%COTTONINTERLOCK

H.B.Datateioi*mustbekeyedmasCoiourStandard

Samplesmeasuredogoinattnnatondardahould

becumftioa?ti?sovghcafandfoMedmnimurn

4tncknessestopn?emtransmeston“l(fā)ight

COLOURSPEC距)CAPONatcorrectcondition

(Secnote*ovorica!)SUMCHECK-101976

420440460i83-500X6”

25.86252927.3032.5039.6848.3558.8968.05

560560600620443C60680700

73.5980.8087.3089.5490.1990.5890.7791.06

REPIACCS-SUPPUER-OYMA7BCSLMTEDDATE.

MARK"SPENCER二】I-qeMatfa:IQOegwo.UwfBacfcowindCuloui.EnvormenlID-fieI…―同口］

Efo￡dtyiw?QbjecUEiderencmRhpkyEnvironmentSpecttopWondtfMocrtoijmaoe￡okxjtTool*

￡CBXJUMhetC<AK<Corxft<on?￡dcu>Da?aWindowjjelp

圄同展隔PasteColour：<RelativeChange>LCh:(77.589100

倒

ColourWaneQC62458AMSCISOFTYELIDWKEY

CurveSource16PointMeasuredCurve.a'ddt'File90

CreotedOnFriFeb2S1519462000

Standard62458AttSCISOFTYELLOVKEYChecksun101975080

nj*00102030407090

300

4002586252730

500433558680570

6008730899019

700910660

50

二40

30

20

10

0

400500600700

/?/nm

物體顏色的決定因素：

口物體的色澤決定于吸收光的波長(zhǎng)，如吸收400?420nm的光，顯

示黃色；吸收560nm左右的綠光，則顯示紫色。

口顏色的純度決定于反射率曲線(xiàn)的形狀。

口物體顏色的深淺決定于反射率的高低，這與物體中的有色物

質(zhì)濃度和有色物質(zhì)的狀態(tài)、物體的表面積大小、表面性質(zhì)、照

明光源以及入射角大小等物理因素有關(guān)。

光照射至物體會(huì)產(chǎn)生:

□鏡面光反射

□散射光反射

□固定式的穿透

口散射式的穿透

?:?平滑光澤面

光源觀(guān)察者

高鏡面光物體表面

散射光反射

略平滑光澤面

低光澤表面物體或略粗糙的物體表面

散射光反射

織物紋路表面

少量的鏡面光反射效果

光照射至透明物體后，光波會(huì)穿透

此物體而透射出光線(xiàn)。

正常的穿透

透射一吸收

一般的傳送方式

光的散射——半透明物體

光照射至半透明物體后，某些波

長(zhǎng)會(huì)穿透此物體，有些色光會(huì)散射出

而無(wú)法經(jīng)此半透明物體透射出。

散射式的穿透

四、人的視覺(jué)系統(tǒng)

棒出管（淚探）上直肌

結(jié)膜囊一鞏膜

淚液一

前房角一

上眼船—后房視網(wǎng)震中央薛脈

玻

,一E

視神經(jīng)乳頭（

體

晶狀體H坳帶視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈

KK體

脈絡(luò)瞑

下直肌

眼睛

人眼睛的視覺(jué)特性：

也視角

視角為被觀(guān)察對(duì)象的大小對(duì)人眼睛形成的

張角。其大小決定視網(wǎng)膜上投影的大小。

CIE觀(guān)測(cè)者

-------------------——----------------------------202°視角

匕」---------1931

10°視角

1964

視角少的特征：

tan—=-^―A：物體面積的大??；

22D

D：物體與眼睛之間的距離。

因此，視角的大小決定于：(1)物體面積的大小；|

(2)物體與眼睛的距離1

距離一定，物體大，則視角大；JII

同一物體，距離眼睛越近，視角越大。

視角與顏色視覺(jué)有關(guān)系嗎？

用!

因?yàn)楦惺茴伾囊曈X(jué)細(xì)胞在

視網(wǎng)膜上的分布是不均衡的。

2.明視覺(jué)、暗視覺(jué)

明亮條件下，人們可以分辨物體的細(xì)節(jié)

和顏色。

黑暗條件下，人們只能分辨物體的大致

輪廓，分辨不出物體的細(xì)節(jié)和顏色。

原因：人眼的視網(wǎng)膜中，有兩種不同的

感光細(xì)胞分別在不同條件下執(zhí)行不同的視覺(jué)

功能，這是視覺(jué)的二重性,或稱(chēng)明視覺(jué)、暗

視覺(jué)特性。

4

界于明視覺(jué)和暗視覺(jué)之間，此時(shí)人的視覺(jué)功能最

差，兩種細(xì)胞均只有微弱的視覺(jué)功能。

’解剖學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)證明，視網(wǎng)膜中存在桿體細(xì)胞

（黑暗中分辨輪廓）和錐體細(xì)胞（明亮條件下分辨顏色和細(xì)

節(jié)）。虛耗也稱(chēng)微明視覺(jué)。I

■I

桿體細(xì)胞錐體細(xì)胞I

\視網(wǎng)膜的中央窩/\\

■刪而怖1UIII

ttttJ111

,原

錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞在視網(wǎng)膜上的分布

口錐體細(xì)胞（約650萬(wàn)個(gè)）：

■布滿(mǎn)在視網(wǎng)膜中心處（14萬(wàn)?16萬(wàn)/mm?）。

當(dāng)視角為2。時(shí)，物體像落在該處。

■是判斷色彩變化的感應(yīng)細(xì)胞。

■在日光下感應(yīng)非常敏銳。

口桿體細(xì)胞（約1億個(gè)）：

■布滿(mǎn)在視網(wǎng)膜周?chē)?/p>

■判斷明與暗變化的感應(yīng)細(xì)胞。

■在昏喑光源下特別敏銳。

3.光譜光視效率函數(shù)VV)

明視覺(jué)與暗視覺(jué)的光譜光視效率曲線(xiàn)

明視覺(jué)

AlA二加

尢珀兒

視效率

V(/)

暗視覺(jué)

41A二加

尤1日兒

視效率

V(/)

波長(zhǎng)/nm

4.顏色視覺(jué)

（1）顏色辨認(rèn)

。視網(wǎng)膜的顏色區(qū)（見(jiàn)右圖）

?：?顏色辨認(rèn)（視力正常的人

可以辨認(rèn)400~700nHi的各種顏色）

紅700nm640-750nm

橙620nm600~640nm

黃580nm550~600nm

綠510nm480-550nm

藍(lán)470nm450~480nm1—中央窩

紫420nm400~450nm

2—中間區(qū)或紅綠盲區(qū)

3—全色盲區(qū)

貝措德海呂克效應(yīng)(Bezold-Briickeeffect)

人的視覺(jué)對(duì)不

同波長(zhǎng)光的顏

色辨認(rèn)精度

不同，除了

黃(572nm)、

綠(503nm)、

藍(lán)(478nm)

外，其他波長(zhǎng)

的顏色隨光的

強(qiáng)度而變化。處675650625600575550525500475450

Z/nm

12).顏色對(duì)比

＞視場(chǎng)中，相鄰區(qū)域的兩個(gè)不同顏色的

相互影響叫做顏色對(duì)比。

每種顏色都可以在其周?chē)T導(dǎo)出其補(bǔ)色，!

如紅—綠、—藍(lán)等。因此，在一種顏色的背.

景上，觀(guān)察另一種顏色，由于顏色對(duì)比，兩顏色會(huì)

相互影響，色調(diào)會(huì)向另外一種顏色的補(bǔ)色方向變

化。如果兩種顏色互為補(bǔ)色，則彼此加強(qiáng)飽和度。

觀(guān)察紡織品顏色時(shí)，應(yīng)避免對(duì)比效應(yīng)的干擾。

(3)顏色適應(yīng)

人眼在顏色的刺激作用下，所造成的顏色視覺(jué)變

化稱(chēng)為顏色適應(yīng)。

對(duì)某一顏色的光適應(yīng)后，再觀(guān)察另外一種顏色，|

后者的顏色會(huì)發(fā)生變化。|

顏色適應(yīng)規(guī)律：}

口對(duì)某一顏色光適應(yīng)后，再觀(guān)察其他顏色，明度會(huì)降低;

口飽和度變化與兩顏色的色相有關(guān)。兩顏色互為補(bǔ)色時(shí),

飽和度會(huì)提高，否則飽和度降低。

□研究顏色適應(yīng)規(guī)律在實(shí)際中的意義

①先后在兩種不同的光源下觀(guān)察顏色，必須考慮

前一光源對(duì)視覺(jué)顏色適應(yīng)的影響。

②在同一光源下觀(guān)察顏色，周?chē)€有其他顏色的

光時(shí)，要考慮周?chē)忸伾m應(yīng)的影響。

口顏色匹配的恒定性

L如果兩種顏色用眼睛看來(lái)是一樣的，

即兩種顏色相匹配。

如果兩種相匹配的顏色，即使在不同

的顏色適應(yīng)下觀(guān)察，兩種顏色仍然始終一

樣，這種現(xiàn)象叫做顏色匹配的恒定性。

12顏色的分類(lèi)和特征

,、顏色的分類(lèi)

自然界的顏色可以簡(jiǎn)單地分為無(wú)彩色和有彩色兩大

類(lèi)。

1.無(wú)彩色

口無(wú)彩色（消色）：只有明度，無(wú)色相和彩度的顏色，

包括白（最高）、灰、黑（最低）三種顏色。

口測(cè)色學(xué)中，將理想的“白”和絕對(duì)的“黑”也歸入無(wú)

彩色之列。

口無(wú)彩色對(duì)可見(jiàn)光各個(gè)波長(zhǎng)的吸收都沒(méi)有明顯的選擇性

（圖1-12所示）。

口白色：各波長(zhǎng)的反

10o

射率均大于80%。

純白——理想的完全8o

反射物體，反射

%

/6o

符

率為1。玄

R

□黑色：各波長(zhǎng)的4o

反射率均小于4%。

2o

純黑——理想的完全333

-32=

0

無(wú)反射物體，反400500600700

A/nm

射率為0。

2.有彩色

’無(wú)彩色以外的各種顏色,

都稱(chēng)為有彩色

口有彩色都對(duì)可見(jiàn)光內(nèi)某一

部分波長(zhǎng)有比較明顯的吸

收（如右圖）。

口可以用反射率曲線(xiàn)表示有

彩色吸收和反射的特征。Z/nm

反射率是指在可見(jiàn)光譜內(nèi)光照射于物體

上后所反射出的光量與標(biāo)準(zhǔn)白板反射光量的比率。

■實(shí)際測(cè)試的反射率值是根據(jù)分光光度儀測(cè)量色樣

與積分球壁的反射光量后，比較并計(jì)算出的一種

數(shù)據(jù)。

■色樣的反射率值就如同每個(gè)人的身份證號(hào)碼，無(wú)

法仿冒。

色樣經(jīng)分光測(cè)色儀器解析后，可得到不同波長(zhǎng)

下的反射率值（以%表示）。

2/nmRI%A/nmRI%

4006.253.26

4203.357.34

反射率值可視4401.9616.25

為色樣的身份4601.406230.50

證明文件4801.2264047.47

5001.2166063.72

5201.3468076.26

70082.48

反射率曲線(xiàn)

%

/

<

羔

自

波長(zhǎng)/nm

反

C

M

羔

四

■

附

波長(zhǎng)/nm

能:

***I

xX_

反射率曲線(xiàn)

￡

s

反射率曲線(xiàn)

波長(zhǎng)/nm

二、顏色的特征

客觀(guān)地研究顏色的特征，首先要排除干擾

因素（物體形狀、大小、性質(zhì)、用途、背景

等）的影響一非相關(guān)色（例如測(cè)色儀對(duì)顏色

的測(cè)量，更客觀(guān)）。

孟塞爾卡集是在特定背景下，以人眼的視

覺(jué)觀(guān)察結(jié)果為依據(jù)制定的，更接近人的感覺(jué)，

但是容易受到人種、個(gè)體、情感、習(xí)慣等的影

響，更主觀(guān)些。

通常人們對(duì)色彩的描述

□飽滿(mǎn)(Fuller)或稀薄(Thinner)

□較深(Darker)或較淺(Lighter)

口較明亮(Brighter)或較平淡(Flatter)

□較鮮艷(Brighter)或較暗淡(Duller)

□飽和度高(MoreSaturate)或飽和度底

(LessSaturate)

口色招(Hue)

色彩的描述

標(biāo)準(zhǔn)樣

太深

太淺

標(biāo)準(zhǔn)樣

較亮

標(biāo)準(zhǔn)樣

偏綠偏紅

無(wú)論是主觀(guān)的觀(guān)察，還是客觀(guān)的

測(cè)試，共同的研究結(jié)果是：自然界的所有顏色可以

用:一

明度(lightness)

色相(hue)

飽和度(saturation)

三個(gè)屬性來(lái)描述。

顏色的三維空間描述

色相

飽和度

顏色的三維空間描述

色相

紅或黃

明度

明亮或暗淡■

濃或淡

L*

1.明度

表示物體明亮程度的一種屬性。

?彩色光的亮度越高，人眼就越感覺(jué)明

亮。在物理上表現(xiàn)為物體表面的光反射率

越高，明度就越高。

顏色的第一維度一明度

2.色相

色彩的描述

口色布(Hue)

■紅：偏藍(lán)(bluer)或偏黃(yellower)

■黃：偏紅(redder)或偏綠(greener)

■綠：偏黃(yellower)或偏藍(lán)(bluer)

■藍(lán)：詭綠(greener)或偏紅(redder)

色相是彩色彼此相互區(qū)分的特性。

在物理學(xué)中表現(xiàn)為可見(jiàn)光的光譜波長(zhǎng)不同。在

視覺(jué)上表現(xiàn)為紅、橙、、綠、藍(lán)、紫等各種色調(diào)。

在人的視覺(jué)中，物體表面色的色相決定于三方面：

照明體光源的光譜組成；

?:?物體對(duì)光的吸收和反射特性；

?不同觀(guān)察者的差異。

100.00

90.00

[80.00

7甘率-i1

求;70.00___iZ』

M;60-00

/、

羔|50.00J、

口140.00/、

1

!30.00/\<

I\

)20.00/\、

/\

10.00一1

V、、---

0.00

4C)0450500550600650700

：：T|,

“???5

?'?：制、.r.?t(rv

、/長(zhǎng)/nmP

.\：X>ib：

II?/：?

顏色的第二維度色相

3.飽和度

飽和度是指彩色的純度（純潔度）。

□可見(jiàn)光中的單色光是最飽和的彩色，飽和度為1。

□單色光中摻入白光成分越多，飽和度就越低。

□物體色的飽和度決定于該物體表面反射光譜的選

擇程度。對(duì)光譜某一較窄波段的反射率越高，而對(duì)

其他波長(zhǎng)無(wú)反射或反射率很低，表明有很高的光譜

選擇性，這一顏色的飽和度就越高。

w

顏色的第三維度一飽和度

明度、色相、飽和度三者之間

不是簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系。

，例如明度決定顏色的濃淡；而飽和度和顏色

的鮮艷度有關(guān)。但是鮮艷度不能代表飽和度，因

為飽和度是色度學(xué)概念，是客觀(guān)的；而鮮艷度則

是主觀(guān)的，受精神和心理因素影響較大。

=1.3顏色的混合

兩束不同波長(zhǎng)的光疊加在一起，與兩

種不同顏色的顏料混合在一起，混合的規(guī)

律一樣嗎？