绿色翠绿色颜色的同色异谱分析

绿色翠绿色颜色的同色异谱分析

颜色的定量分析主要依靠光谱法，计算颜色的三个刺激值，并确定主要波长和刺激纯度的色度学参数。因此,在某种情况下翡翠的颜色可以被定量地表示出来,但是当外界环境变化时,其颜色的改变却不能很好地被反映出来。目前对于绿色翡翠颜色的比较和鉴定一般是通过经验和实践摸索,缺乏较好的定性评价方法。因此,本文引入了同色异谱概念以期更好的解决这一问题。同色异谱描述的是样品颜色在不同环境中(照明光源或观察者)失去原先的匹配程度而发生改变,或不同样品在某一特定环境下颜色匹配相同而谱形相异的现象。也就是说在一定条件下颜色外貌看起来相同,有相同的三刺激值,在色品图上是同一个点,但光谱组成不同,即两个样品所反射的辅通量光谱成分不同。这里的同色是现象,异谱是本质,是有条件和相对的。若不同样品在不同环境下始终具有相同的颜色,则称为同色同谱,这时的同色是绝对无条件的。本文将针对不同样品在相同条件下的同色异谱程度进行定量计算,以及在不同条件下依据同色异谱程度对同一样品进行定性评估。因为翡翠最具价值的颜色是绿色,所以研究对象定为绿色翡翠样品。1同色异谱一对同色异谱色应满足以下条件X=∫λφ(1)(λ)x¯(λ)dλ=∫λφ(2)(λ)x¯(λ)dλY=∫λφ(1)(λ)y¯(λ)dλ=∫λφ(2)(λ)y¯(λ)dλZ=∫λφ(1)(λ)z¯(λ)dλ=∫λφ(2)(λ)z¯(λ)dλ(1)X=∫λφ(1)(λ)x¯(λ)dλ=∫λφ(2)(λ)x¯(λ)dλY=∫λφ(1)(λ)y¯(λ)dλ=∫λφ(2)(λ)y¯(λ)dλΖ=∫λφ(1)(λ)z¯(λ)dλ=∫λφ(2)(λ)z¯(λ)dλ(1)式中φ(1)(λ)和φ(2)(λ)是两种颜色的色刺激函数;x¯x¯(λ),y¯y¯(λ),z¯z¯(λ)是光谱三刺激值。其中:φ(λ)=β(λ)S(λ)。φ(λ)=β(λ)S(λ)。这里翡翠的同色异谱是指在同一照明光源下具有相同颜色,但色刺激函数不同的两种物体色,如式(1)所示。如果β(1)(λ)≠β(2)(λ),但三刺激值相同,此时的同色只是对于特定的标准色度观察者和特定的照明光源才能成立,如果改变观察者或者照明光源,颜色的同色异谱就会遭到破坏,不同视场观察者之间的差异程度见图1。换句话说,就是不同的人在不同环境下看到的相同颜色并不是真正的同色,而是带有条件的同色,只有在任何环境中观察到的保持不变的同色才是真正的同色。2绿色界面测试实验设备为中国地质大学(北京)色度实验室的Leitz公司生产的ORTHOPLANMPV—Ⅲ型显微光度计,放大倍数为20×1.6×10,电流840A,电压9.400V,标样1189,光谱测试在从近紫外到近红外的200～1100nm范围内,实际计算范围为可见光区400～700nm。为确保结果真实有效,鉴于MPV—Ⅲ型显微光度计是一种微区分析手段,选取质地、色调均匀,半透明-透明,且成分单一的硬玉岩型翡翠测试,其中硬玉含量均超过90%,编号从NO1到NO32,颜色从浅绿到深绿不等,色调从明亮到暗的中高档翡翠。目的是为了研究含多种矿物组分并且颜色覆盖绿色范围比较大的系列,从而使结果更具代表性。图2中NO.2与NO.15和NO.3与NO.7分别为两对同色异谱的绿色翡翠可见光吸收光谱图。根据此图数据进行色差的NBS值与同色异谱指数Mt计算。三刺激值计算结果见表1。由图2可见NO.2与NO.15两件样品的谱形非常近似,所叠加出的实际颜色近似为同色;但两条谱线的整体吸收率有10%～15%的差异,表明了异谱的性质,即NO.2与NO.15满足同色异谱的条件。NO.3与NO.7也同样为一对同色异谱的样品。3结果与讨论3.1同色异谱的影响出于实际翡翠鉴定工作和恰当评价颜色同色异谱程度的考虑,本文选用了四个测试照明光源,并首先计算出样品间的色差(见表1)。而不同照明光源下同色异谱指数Mt值见表2。由表1可知,样品NO2和NO15具有相同的主波长值(515nm),且它们的三刺激值非常相近,因此近似地考虑为同色异谱。但样品刺激纯度有很大差别(NO2为1.168,NO15为0.069),故此时的同色是有条件的,即照明光源为等能光源E,在不同的光源照射下就会表现出色差。样品NO3和NO7的主波长分别为518nm和520nm,颜色相似,但在变换照明光源时,颜色同样表现出差异。不过需要指出的是,这里色差值的大小并不与同色异谱样品间的主波长差值大小成正比。例如样品NO2与NO15的主波长相同,但色差较大;样品NO3和NO7的主波长值不同,但色差较小。由上可知,即使在特定光源下要使两个样品完全达到同色也是很困难的,一般情况下颜色存在差异是允许的,但应尽量控制两样品的色差。而在实际工作中应尽量避免使用不同光源作为照明光源,或者说尽可能地以一种公认的光源作为标准照明光源,使测试数据更具重现性,使观察和测试结果具有可比性,对于鉴定工作来说,就是具有鉴定标准的一致性。3.2照明水源的选择为了更好的比较,以下讨论了同一样品在改变了测试或观察条件后的颜色变化。表3中为同一样品在不同照明光源条件下,颜色发生变化的主波长计算结果。由表可知,样品在变换了照明光源后,很难再坚持原来的颜色匹配,具体变化的程度因样品而异。这是因为照明光源不同引起了颜色光谱分布的改变,在色品图上样品点与标准照明光源的点的距离发生了变化,从而使样品颜色发生了改变。样品NO28、NO29、NO30在改变照明光源时颜色的变化非常明显,说明了这几个样品的颜色容易受外界条件变化的影响。而样品NO31和NO32在变换光源时颜色变化范围很小,说明它们具有很好的颜色稳定性,此种样品更易成为优质翡翠。4绿色表面质量的同色异谱不同样品在不同外部条件下的同色异谱程度差异会有所不同;同一样品在不同条件下的同色异谱程度也有一定差异。因此,可以把同色异谱作为衡量绿色翡翠颜色差异的一个定性指标,为不同样品颜色的比较和评价提供可信的理论依据和有效的指导方法。实际工作中翡翠的同色异谱现象很常见。例如,翡翠产出地主要分布于缅甸北部,人们观察翡翠通常要在当地晴朗天空下,上午十点钟的时间,即相当于标准光源B的色温,因为此时的翡翠颜色可以很好地被反映为其真实色。而很多情况下对玉石的观察是在黄色的光源下,相当于标准光源A的色温,这种条件下即使是优质的绿色翡翠,颜色也会略带黄色调,也就是增加了样品观测时的同色异谱差异。行业内部所谓的翡翠的“阳看”与“阴看”会使很多翡翠的颜色产生明显区别就是这个道理。因此,应在普通晴朗日光的条件下观察绿色翡翠,以避免因光源不同造成的鉴定差别。不同的绿色翡翠样品在相同的标准光源下观察到的颜色也存在着同色异谱。以菠菜绿的油青地翡翠和铁龙生(纯硬玉岩型翡翠)的样品为例,在相当于标准光源B的条件下,两者的绿色可视为同色,但是由于油青地翡翠的透明度较好,其颜色显示为莹润的绿色,而透明度很差的铁龙生的颜色表现为干涩的绿色,它们的亮度也有一定的差异,所以此时的同色也只是有条件的同色。转换为标准光源A时,油青地翡翠的颜色将会明显地变黄,而且显得有些浑浊;相反,铁龙生的颜色则变得更加鲜艳抢眼,这是由于翡翠质地的不同造成的。因此,同色异谱的方法对于相同种类的翡翠将更有说服力。运用同色异谱指标评估绿色翡翠时,样品质地的致密度、晶体颗粒的粒度等将直接影响评估