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色彩理论知识(四)

发布时间:2010-10-21   来源:11317仪器商城  

                                                               色彩理论知识(四)

标准光源

CIE 标准光源初始在 1931 年建立,有三个,分别为 A、B 和 C:

 

光源 A 代表白炽光条件,色温大约为2856°K。

 

光源 B 代表直接日光,色温大约为4874°K。

 

光源 C 代表间接日光,色温大约为6774°K。

 

后来,CIE 又增加光源 D 系列、理想的 E 光源和光源 F 系列。D 光源表示不同的日光条件,以色温表示。两个光源,D50 和 D65,是图像艺术观察箱中常用的标准光源("50"和 "65"分别表示 5000°K 和 6500°K 的色温)。

 

当我们用 CIE 颜色模型表示或测量颜色时,我们使用标准观察者和标准光源之一来计算测量。这种方法在控制下保留颜色要素中两个不稳定因素,光源和观察者。

 

光源无关性

反射光谱数据提供了的与光源无关的颜色模型。当我们测量反射光谱数据时,我们按照每个波长下的反射能量的百分比定义物体改变光的方法。因为反射光谱数据是建立在这些百分比基础之上的,并不是在人眼或特定设备中的显示颜色。

 

 

 

颜色测量

我们已经讨论了交流和描述颜色的许多尺度: 如颜色的三原色属性、感知属性及实际反射光谱数据。这些模型为我们提供了类似“英寸”和“盎司”的度量单位。我们所需要的是能够以定量形式测量颜色的一套“尺子”,如 CIE L*a*b*。现在,测量颜色常用的是积分球式分光光度仪、色度仪以及密度仪。

 

了解颜色测量

颜色测量仪器用和人眼感知颜色的同样方法“接收”颜色: 将从某物体反射的光的主波长收集、滤光。先前,我们曾证实了光、物件(以一朵玫瑰为例)和观察者如何混合而形成对一朵“红”玫瑰的感觉。当一台仪器是观察者的时候,它以一个定量的数值“接收”反射的波长,这个数值是: 简单的密度数值(密度仪)、三刺激数据(色度仪)或反射光谱数据(积分球式分光光度仪)。

 

颜色数值化

每种颜色测量仪器都能够做出人眼不能做到的事情: 给颜色标以特定的值,因此可以以数值标准和误差加以分析(在设计和制造时类似)。每种仪器所做的这种转换是不同的:

 

测量反射光谱数据 - 在可见光谱范围内,沿不同区间内物体反射的光量。

 

 

 

色度仪也能测量色光,但它将光分成RGB三种成分,按照同人眼、扫描仪或显示器相似的方法。某一颜色的数值就用 CIE XYZ 色空间或其转换空间,如 CIE L*a*b* 或 CIE L*u*v* 来表示。

 

 

 

在这些仪器中,密度仪是最常使用的。它测量从一个物体透射或反射的光量大小。密度仪主要用在印刷中来测量感光胶片和油墨密度、点面积、点增益和陷波百分比的。

 

 

 

颜色匹配

我们已经讨论了颜色模型是如何描述颜色的,以及颜色的测量方法。通过颜色模型的数值来表示颜色,我们可以客观地描述颜色。这在描述颜色(例如,印刷商或生产商的重要颜色)的交流时是非常有帮助的。我们可以通过数值进一步利用这些性能来评估一些物体的颜色。我们可以通过目测外观和与已有标准颜色的匹配程度来比较它们。

 

差值 E 容差数值

当机械部分被设计和绘制,它们的设计中有在整个制造过程中的每一步都必须遵守的“容差”。例如,以英寸为单位的部分可能会指定 ±1/64" 容差。遵守这些容差保证所有生产出的部分彼此匹配,并在可接受的误差范围内。

 

我们也可以应用这些限制到物体的颜色中。我们使用数值DE(或 DE),这是“差值误差”的符号,来代替英寸。DE 是色空间中的两个颜色间的距离。DE 差值数据可以使用不同方法来计算,包括 CIE L*a*b* 和 CMC。

 

CIELAB 容差方法

CIELAB 计算是建立在 L*a*b* 色空间上的。L*a*b* 色空间是发展均匀颜色空间的初始尝试之一,均匀颜色空间是指绿色范围内的颜色差值单位和红色或蓝色范围的颜色差值单位相似,等等。

 

L*a*b* 色空间是三维的。当我们在该色空间中定位标准颜色时,我们可以在颜色周围绘制“容差盒”。该盒代表标准颜色和所有其它测量样品的可接受的差值范围。位于容差框内的样品颜色是合格的;未落在框内的是不合格的。

 

 

 

容差盒的尺寸由 DE 间隔的指定大小控制。DE 数值越高,匹配颜色“误差极限”越高。下表是在两个颜色间建立 DE 容差的指示:

 

DE 容差

值得注意的差值

 

0 - .25 DE

非常小或没有;理想匹配

 

.25 - .5 DE

微小;可接受的匹配

 

.5 -1.0 DE

微小到中等;在一些应用中可接受

 

1.0 -2.0 DE

中等;在特定应用中可接受

 

2.0 - 4.0 DE

有差距;在特定应用中可接受

 

4.0 DE 以上

非常大;在大部分应用中不可接受

 

 

人眼对于颜色的敏感性在颜色空间呈椭球体状,而不是CIELAB容差方法中所采用的立方体。换句话说,实际上我们的眼睛并不象容差方法中模拟的一样变方。由于这个原因,用 CIELAB 方法判断经常会提供误导的结果。例如,落入 CIELAB 容差可接受范围中的“合格”颜色实际上落在椭球体之外,在人眼的判断下是不合格的。

 

CMC 容差方法

CMC 容差方法,用“椭球体”作为视觉对色差的范围,因而许多工业认为 CMC 对色差的表示方法比 CIELAB 更精确合理。

 

CMC 不是新的颜色空间,而是建立在 L*a*b* 颜色空间上的容差系统。CMC 计算方法数字化地定义了颜色空间中,在一个包围标准颜色的椭球体。这个椭球体由三条半轴组成,分别代表色相、色度和明度。它代表了与标准相比合格的区域,这与 CIELAB 的“立方体”定义合格样品的方法类似。在 CMC 系统中,椭圆的大小随着它在色空间中的位置变化;例如,在橙色范围内椭圆是窄的,而在绿色范围内椭圆是宽的。而且,高色度范围内的椭圆大于低色度范围内的椭圆。

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