顏色管理基礎(chǔ)知識(shí)，色彩學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

什 麼 是 顏 色

沒有光就沒有顏色 :

就如其它感官一樣 , 每個(gè)人對顏色的感知都是不同的 . 不僅是因?yàn)?, 世界上沒有兩隻*相同的眼睛 , 而且每個(gè)人對顏色的解碼也不盡相同 . 同一個(gè)人 , 在不同的時(shí)候 , 因心情的變化 , 對色彩的感知也會(huì)有變化 .

很多人可以用其他途徑感知顏色 . 例如 : 借助人的副感覺 , 顏色能靠聽覺獲得 – 音符 、 和絃與音樂與顏色相關(guān)聯(lián) : 高音一般暗示著亮色 , 低音一般暗示著暗色 .

如 何 定 義 顏 色

我們可以用三個(gè)參數(shù)來定義顏色 : *個(gè)是色相 , 有時(shí)候也叫做色光 , 第二個(gè)是飽和度 , 第三個(gè)是亮度 . 每個(gè)顏色都可以用這三個(gè)參數(shù)來表示 , 但必須同時(shí)注明相應(yīng)的光源 . 這是色度學(xué)的基礎(chǔ) .

不同 色相 的顏色可以組成一個(gè)色相環(huán) , 按順時(shí)針排列 , 從黃到橙 , 紅 , 紫 , 藍(lán) , 藍(lán)綠 , 綠 , zui後回到黃 . 同一種色相的顏色 , 由於亮度的不同 , 可以表現(xiàn)為較深或較淺 , 如果某個(gè)顏色的飽和度減小 , 這個(gè)顏色鮮豔度就會(huì)變差 , 如果某個(gè)顏色的飽和度為零 , 那麼該顏色就是一個(gè)理想的非彩色 . 黑色 , 白色和所有介於其間的灰色都是非彩色 , 只是它們的亮度不同 .

顏 色 的 描 述 如 何 標(biāo) 準(zhǔn) 化

顏色是物體的一種物理屬性 , 而並非一種主觀感受 . 如何利用 產(chǎn)生 色彩的三個(gè)要素 ---- 光源 、 物體和觀測者 ---- 將人對顏色的感知標(biāo)準(zhǔn)化 ? 這是一個(gè)很困難的問題 .

沒有光就沒有顏色 .

CIE （國際照明委員會(huì)） 對作為光源的照明體 （ 光譜能量分佈 ） 有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) , 兩種zui重要的照明體是重組日光 （CIE 標(biāo)準(zhǔn)照明體 D65） 和 鎢絲燈 （CIE 標(biāo)準(zhǔn)照明體 A）

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者與照明體光譜能量分佈和反射率曲線相結(jié)合 , 我們就能通過計(jì)算得到一組三個(gè)參數(shù)（三刺激值） ， 來代表這個(gè)物體的顏色 .

在色度學(xué)裏, 人眼和大腦對色彩的感知也必須標(biāo)準(zhǔn)化. 反射光進(jìn)入眼睛，照射於視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞 . 桿體細(xì)胞在較暗環(huán)境中發(fā)揮作用 , 在黑暗條件下接受物體的明暗資訊，分辨物體的輪廓 . 而錐體細(xì)胞在明亮的條件下 , 辨認(rèn)物體的細(xì)節(jié)和顏色 . 錐體細(xì)胞有三種 , 每一種都有對光譜不同的敏感度 . 一種對較短的光波敏感 , 即光譜中的藍(lán)色區(qū)域 ; 另一種對中間的光波敏感 , 即光譜中的綠色區(qū)域 ; 第三種對較長的光波敏感 , 即紅色區(qū)域 . 三種錐體細(xì)胞的神經(jīng)衝動(dòng)傳到大腦 , 形成對顏色的感知 . 國際照明委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化了三色混合係數(shù) , 即人在較小視場下觀察物體時(shí)的 2 度標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)觀察者和較大視場下觀察物體時(shí)的 10度標(biāo)準(zhǔn)視角 .

為 什 麼 需 要 色 度 空 間

試想一下 , 您需要訂購一件色光的綠色汗衫 , 假設(shè)您通過將這種綠色詳細(xì)地描述給您的供應(yīng)商 . 結(jié)果您會(huì)得到這件準(zhǔn)確顏色的汗衫麼 ? 多數(shù)不會(huì) .

我們需要借助一種工具 – 色度空間 – 在這個(gè)色度空間裏 , 對每一個(gè)顏色均能準(zhǔn)確地描述和定義 . 為了開發(fā)一種大家容易接受 , 在各個(gè)顏色區(qū)域，人們的分辨閾限都相等的色度空間 , 人們經(jīng)過了很多年的嘗試 . 由此衍生出眾多的顏色系統(tǒng) . 這些系統(tǒng)是當(dāng)前色度學(xué)研究的重點(diǎn) .

三刺激值 XY Z 是用來描述顏色的立體色彩空間 . X 與觀測者的紅刺激相關(guān)聯(lián) , Y 與綠刺激 , 而 Z 與藍(lán)刺激相關(guān)聯(lián) . Y 值同時(shí)還代表顏色的亮度 . 若不考慮物體的亮度 , 對表示色相和飽和度將非常方便 . 為 此 , 我們以三刺激值為基礎(chǔ)計(jì)算出了 CIE 色度座標(biāo) x, y, 並得到 CIE x,y 色度圖 . 在 xy 色度座標(biāo)中 , CIE 三刺激值 Y 仍然代表顏色的亮度 .

CIELAB 顏色空間是在 CIE X, Y, Z 顏色空間的基礎(chǔ)上得到的 . 從三刺激值中計(jì)算出的三個(gè)色度值 : L* （ 亮度 ）, a*（ 紅綠軸 ）, b*（ 黃藍(lán)軸） , 或者是 L* （亮度）, C*（ 彩度 / 飽和度）, h*（ 色相 / 色調(diào) ）. 亮度值 （L*） 範(fàn)圍從 0 （黑）到 100 （白） . 正的 a* 值表示紅色 , 負(fù)值表示綠色 , 正的 b* 值表示黃色 , 負(fù)值表示藍(lán)色 . 彩度值 （C*） 為 0 時(shí)表示非彩色 , 它的值越大就表示該顏色越鮮豔 . 色相 （h*） 是一個(gè)環(huán)形 , 從 0度的紅色開始到 90度的黃色 , 再到 180 度的綠色 , 到 270度的藍(lán)色 , zui後回到紅色 . 以一個(gè)鮮橙色為例 , 它有如下顏色數(shù)值 : L*=70; C*=56.6; h=45 或者是 L*=70; a*=40; b*=40.

什 麼 是 光 源 色 變

眾所周知 , 一個(gè)有色物體在某一種特定光源下表現(xiàn)出一種顏色 , 例如日光 , 而在另一種特定的光源下表現(xiàn)出另一種顏色 , 例如鎢絲燈 . 這種現(xiàn)象幾乎所有的有色物體都會(huì)發(fā)生 , 這是一種叫做現(xiàn)色性的光變色現(xiàn)象，也常稱做色恒性。但目前我們討論zui多的 光源色變是指所謂的條件等色現(xiàn)象。

所謂的條件等色 , 是指當(dāng)兩個(gè)物體在某一種光源下表現(xiàn)出相同的顏色 , 例如日光 （CIE D65）, 但在另一種光源下，例如鎢絲燈 （CIE A）. 則表現(xiàn)出不同的顏色。通常我們也把這種現(xiàn)象稱為跳燈。我們一般不希望這種現(xiàn)象出現(xiàn) . 試想一下 , 您有一件藍(lán)色的外套 , 袖子和背部的材料有條件等色現(xiàn)象 ---- 這件外套在日光下兩個(gè)部分的顏色是非常一致的 , 但是在夜晚 , 在鎢絲燈下，兩部分的顏色卻是截然不同的 . 這肯定是不能接受的。

光源色變的現(xiàn)象可以用表示顏色的三刺激值 （X, Y 和 Z） 來評價(jià)。當(dāng)兩個(gè)色樣的 X, Y, Z 值在某一種特定的光源下相等時(shí) , 這兩個(gè)色樣就是等色的 . 當(dāng)色樣的分光反射率*一致時(shí) , 三刺激值在任何照明體下都會(huì)等色 . 然而 , 當(dāng)兩個(gè)色樣具有不同的分光反射率時(shí) . ，在某一光源下也可能會(huì)有相同的 X,Y,Z 值 , 即兩個(gè)色樣等色 , 而在另一種光源下 X,Y,Z 值則不相同 , 因而使兩個(gè)顏色產(chǎn)生色差。

 

什 麼 是 色 差

很多有上色工藝的行業(yè)都要求提供一致的顏色和外觀 （ 光澤度 、外觀等 ）. 與標(biāo)準(zhǔn)色或者說原色的差異要儘量減到zui低 . 實(shí)際上要做到與標(biāo)準(zhǔn)樣*一致是很困難 . 就算是同一塊色樣 , （ 例如一件短袖衫 ）, 我們也能發(fā)現(xiàn)色差 . 只是差異比較小而矣， 因此我們需要把色差數(shù)位化 .

準(zhǔn)樣和試樣的色差可以用儀器測試後計(jì)算出來 . 兩個(gè)顏色在某一均勻顏色空間裏的距離，可以代表其色差 . 儀器測色可以測試出標(biāo)準(zhǔn)樣和試樣間人眼所不能辨別的色差 . 因此 0.0 的色差是並不實(shí)際的目標(biāo) .

我們經(jīng)常用 CIELAB 色度空間來計(jì)算色差. DE* 代表總色差 . 它可以通過 彩度差 （DC* - 較鮮豔 / 較沉鈍 ）, 色相差 （DH* - 較綠 , 較黃 , 較藍(lán) , 較紅 ） 和亮度差 （DL* - 較淡或較濃 ） ， 這些參數(shù)可由計(jì)算獲得 . 總色差也可以通過 亮度差 （DL*）, 紅 - 綠坐標(biāo)軸 a* 的差 （Da*）, 和 黃 - 藍(lán)坐標(biāo)軸 b* 的差 （Db*） 計(jì)算獲得 .