测色及计算机配色(第一、二节)

感

觉

是

认对

识外

的客界

开观现

端及象

世治和

界事

知物

识产

的生

源认

泉识

口视觉是感觉中重要的一种

口眼睛是一种高级的光学系统，能够反映外界物体的形状和颜色

口人的眼睛仅对380〜780nm的光波敏感

口颜色视觉决定于光源(iHuminant)、

物体(object)、观测者(observer)

什么

视觉现象

每个人对色彩的感受不样

错觉现象

被观察物体的背景、物体的大小和形

状等常常引起人们对颜色的错觉

口眼前的色环颜色相同吗?

口眼前的色环颜色相同吗?

色彩视觉测试

色彩视觉测试

□世界上超过2亿人在判别颜色时有视

觉上的障碍

□超过8%的男性有这方面的障碍

□仅有0.5%的女性有这方面的障碍

□不同的测试过程会有不同的结果

人类视觉障碍率统计数据

北美.00%

欧

洲

.76%

西

欧

9.31%

中

国

日

本6.15%

亚

洲4.50%

6.00%

在生产和贸易过程中，如何避免

视觉上的错误呢？

我们需要一种可靠评定颜色的方式，

请看“NEXT”是如何运作的?

S/OODYBLUE■一

际NXCM5227

SJSOMSS2000

“叫MENS

NOTE

Thespec

^ldataabn

Smp’esg33keyed欣

…i£：r

反射率

样品颜色的表征

样品

NEXT

J

反射率数据

/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

反射率数据

分光光度计

NEXT

波谱曲线

“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

反射率数据

NEXT

根据值判断

△E=O完美匹配

\E=0.3刚可察觉以色差值

判断颜色的视觉差异

AE<0.8可接受

\EN12拒绝

NEXT

色度学(colorimetry)

研究人的颜色视觉规律、颜色测量

理论与技术的科学。

物理光学、视觉生理、视觉心理、

心理物理学现

代工业技术

•以统一的标准，对颜色做定量的描述

和控制。

第一节光与色的基础知识

1.1光与色

-、光

可见光区域

22468

10-14-12-10-810、10510-110101010

101010

400500600700

A/nm

口可见光波长范围

物理学意义：380〜780nm

人的颜色视觉意义：400~700nm

口比视感度

不同人的比视感度曲线

1

o8

•

o6

—偏色人A•

正常视力o4

♦

—偏色人B

O2

•

0

红400500600700

波长/nm

、光的色散

紫

青

蓝

绿可见光谱

黄

橙

红

物理学概念：

复色光：由不同波长的光组合在一起的光。

。单色光：单一波长的光，如激光。

颜色测量中光的概念与物理学概念的区别：

较窄波长范围内的光（物理学中仍然认为是不

同波长的光组成的复色光）在颜色测量中通常被看

成是单色光。

三、物体的颜色

物体显示颜色的原因：对光的选择性吸收。

波谱曲线

A7%

80--

/波谱曲线

60--R风

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“light

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*

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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

物体颜色的决定因素：

口物体的色泽决定于吸收光的波长，如吸收400〜420nm的光，显

示黄色；吸收560nm左右的绿光，则显示紫色。

口颜色的纯度决定于反射率曲线的形状。

口物体颜色的深浅决定于反射率的高低，这与物体中的有色物

质浓度和有色物质的状态、物体的表面积大小、表面性质、照

明光源以及入射角大小等物理因素有关。

光照射至物体会产生:

□镜面光反射

□散射光反射

□固定式的穿透

口散射式的穿透

♦:♦平滑光泽面

光源观察者

高镜面光物体表面

散射光反射

略平滑光泽面

低光泽表面物体或略粗糙的物体表面

散射光反射

织物纹路表面

少量的镜面光反射效果

光照射至透明物体后，光波会穿透

此物体而透射出光线。

正常的穿透

透射一吸收

一般的传送方式

光的散射——半透明物体

光照射至半透明物体后，某些波

长会穿透此物体，有些色光会散射出

而无法经此半透明物体透射出。

散射式的穿透

四、人的视觉系统

棒出管（泪探）上直肌

结膜囊一巩膜

泪液一

前房角一

上眼船—后房视网震中央薛脉

玻

,一E

视神经乳头（

体

晶状体H坳带视网膜中央动脉

KK体

脉络瞑

下直肌

眼睛

人眼睛的视觉特性：

也视角

视角为被观察对象的大小对人眼睛形成的

张角。其大小决定视网膜上投影的大小。

CIE观测者

-------------------——----------------------------202°视角

匕」---------1931

10°视角

1964

视角少的特征：

tan—=-^―A：物体面积的大小；

22D

D：物体与眼睛之间的距离。

因此，视角的大小决定于：(1)物体面积的大小；|

(2)物体与眼睛的距离1

距离一定，物体大，则视角大；JII

同一物体，距离眼睛越近，视角越大。

视角与颜色视觉有关系吗？

用!

因为感受颜色的视觉细胞在

视网膜上的分布是不均衡的。

2.明视觉、暗视觉

明亮条件下，人们可以分辨物体的细节

和颜色。

黑暗条件下，人们只能分辨物体的大致

轮廓，分辨不出物体的细节和颜色。

原因：人眼的视网膜中，有两种不同的

感光细胞分别在不同条件下执行不同的视觉

功能，这是视觉的二重性,或称明视觉、暗

视觉特性。

4

界于明视觉和暗视觉之间，此时人的视觉功能最

差，两种细胞均只有微弱的视觉功能。

’解剖学和神经生理学证明，视网膜中存在杆体细胞

（黑暗中分辨轮廓）和锥体细胞（明亮条件下分辨颜色和细

节）。虚耗也称微明视觉。I

■I

杆体细胞锥体细胞I

\视网膜的中央窝/\\

■删而怖1UIII

ttttJ111

,原

锥体细胞和杆体细胞在视网膜上的分布

口锥体细胞（约650万个）：

■布满在视网膜中心处（14万〜16万/mm?）。

当视角为2。时，物体像落在该处。

■是判断色彩变化的感应细胞。

■在日光下感应非常敏锐。

口杆体细胞（约1亿个）：

■布满在视网膜周围。

■判断明与暗变化的感应细胞。

■在昏喑光源下特别敏锐。

3.光谱光视效率函数VV)

明视觉与暗视觉的光谱光视效率曲线

明视觉

AlA二加

尢珀儿

视效率

V(/)

暗视觉

41A二加

尤1日儿

视效率

V(/)

波长/nm

4.颜色视觉

（1）颜色辨认

。视网膜的颜色区（见右图）

♦：♦颜色辨认（视力正常的人

可以辨认400~700nHi的各种颜色）

红700nm640-750nm

橙620nm600~640nm

黄580nm550~600nm

绿510nm480-550nm

蓝470nm450~480nm1—中央窝

紫420nm400~450nm

2—中间区或红绿盲区

3—全色盲区

贝措德海吕克效应(Bezold-Briickeeffect)

人的视觉对不

同波长光的颜

色辨认精度

不同，除了

黄(572nm)、

绿(503nm)、

蓝(478nm)

外，其他波长

的颜色随光的

强度而变化。处675650625600575550525500475450

Z/nm

12).颜色对比

＞视场中，相邻区域的两个不同颜色的

相互影响叫做颜色对比。

每种颜色都可以在其周围诱导出其补色，!

如红—绿、—蓝等。因此，在一种颜色的背.

景上，观察另一种颜色，由于颜色对比，两颜色会

相互影响，色调会向另外一种颜色的补色方向变

化。如果两种颜色互为补色，则彼此加强饱和度。

观察纺织品颜色时，应避免对比效应的干扰。

(3)颜色适应

人眼在颜色的刺激作用下，所造成的颜色视觉变

化称为颜色适应。

对某一颜色的光适应后，再观察另外一种颜色，|

后者的颜色会发生变化。|

颜色适应规律：}

口对某一颜色光适应后，再观察其他颜色，明度会降低;

口饱和度变化与两颜色的色相有关。两颜色互为补色时,

饱和度会提高，否则饱和度降低。

□研究颜色适应规律在实际中的意义

①先后在两种不同的光源下观察颜色，必须考虑

前一光源对视觉颜色适应的影响。

②在同一光源下观察颜色，周围还有其他颜色的

光时，要考虑周围光颜色适应的影响。

口颜色匹配的恒定性

L如果两种颜色用眼睛看来是一样的，

即两种颜色相匹配。

如果两种相匹配的颜色，即使在不同

的颜色适应下观察，两种颜色仍然始终一

样，这种现象叫做颜色匹配的恒定性。

12颜色的分类和特征

,、颜色的分类

自然界的颜色可以简单地分为无彩色和有彩色两大

类。

1.无彩色

口无彩色（消色）：只有明度，无色相和彩度的颜色，

包括白（最高）、灰、黑（最低）三种颜色。

口测色学中，将理想的“白”和绝对的“黑”也归入无

彩色之列。

口无彩色对可见光各个波长的吸收都没有明显的选择性

（图1-12所示）。

口白色：各波长的反

10o

射率均大于80%。

纯白——理想的完全8o

反射物体，反射

%

/6o

符

率为1。玄

R

□黑色：各波长的4o

反射率均小于4%。

2o

纯黑——理想的完全333

-32=

0

无反射物体，反400500600700

A/nm

射率为0。

2.有彩色

’无彩色以外的各种颜色,

都称为有彩色

口有彩色都对可见光内某一

部分波长有比较明显的吸

收（如右图）。

口可以用反射率曲线表示有

彩色吸收和反射的特征。Z/nm

反射率是指在可见光谱内光照射于物体

上后所反射出的光量与标准白板反射光量的比率。

■实际测试的反射率值是根据分光光度仪测量色样

与积分球壁的反射光量后，比较并计算出的一种

数据。

■色样的反射率值就如同每个人的身份证号码，无

法仿冒。

色样经分光测色仪器解析后，可得到不同波长

下的反射率值（以%表示）。

2/nmRI%A/nmRI%

4006.253.26

4203.357.34

反射率值可视4401.9616.25

为色样的身份4601.406230.50

证明文件4801.2264047.47

5001.2166063.72

5201.3468076.26

70082.48

反射率曲线

%

/

<

羔

自

波长/nm

反

C

M

羔

四

■

附

波长/nm

能:

***I

xX_

反射率曲线

£

s

反射率曲线

波长/nm

二、颜色的特征

客观地研究颜色的特征，首先要排除干扰

因素（物体形状、大小、性质、用途、背景

等）的影响一非相关色（例如测色仪对颜色

的测量，更客观）。

孟塞尔卡集是在特定背景下，以人眼的视

觉观察结果为依据制定的，更接近人的感觉，

但是容易受到人种、个体、情感、习惯等的影

响，更主观些。

通常人们对色彩的描述

□饱满(Fuller)或稀薄(Thinner)

□较深(Darker)或较浅(Lighter)

口较明亮(Brighter)或较平淡(Flatter)

□较鲜艳(Brighter)或较暗淡(Duller)

□饱和度高(MoreSaturate)或饱和度底

(LessSaturate)

口色招(Hue)

色彩的描述

标准样

太深

太浅

标准样

较亮

标准样

偏绿偏红

无论是主观的观察，还是客观的

测试，共同的研究结果是：自然界的所有颜色可以

用:一

明度(lightness)

色相(hue)

饱和度(saturation)

三个属性来描述。

颜色的三维空间描述

色相

饱和度

颜色的三维空间描述

色相

红或黄

明度

明亮或暗淡■

浓或淡

L*

1.明度

表示物体明亮程度的一种属性。

♦彩色光的亮度越高，人眼就越感觉明

亮。在物理上表现为物体表面的光反射率

越高，明度就越高。

颜色的第一维度一明度

2.色相

色彩的描述

口色布(Hue)

■红：偏蓝(bluer)或偏黄(yellower)

■黄：偏红(redder)或偏绿(greener)

■绿：偏黄(yellower)或偏蓝(bluer)

■蓝：诡绿(greener)或偏红(redder)

色相是彩色彼此相互区分的特性。

在物理学中表现为可见光的光谱波长不同。在

视觉上表现为红、橙、、绿、蓝、紫等各种色调。

在人的视觉中，物体表面色的色相决定于三方面：

照明体光源的光谱组成；

♦:♦物体对光的吸收和反射特性；

♦不同观察者的差异。

100.00

90.00

[80.00

7甘率-i1

求;70.00___iZ』

M;60-00

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羔|50.00J、

口140.00/、

1

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/\

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V、、---

0.00

4C)0450500550600650700

：：T|,

“♦♦♦5

•'・：制、.r.•t(rv

、/长/nmP

.\：X>ib：

II•/：・

颜色的第二维度色相

3.饱和度

饱和度是指彩色的纯度（纯洁度）。

□可见光中的单色光是最饱和的彩色，饱和度为1。

□单色光中掺入白光成分越多，饱和度就越低。

□物体色的饱和度决定于该物体表面反射光谱的选

择程度。对光谱某一较窄波段的反射率越高，而对

其他波长无反射或反射率很低，表明有很高的光谱

选择性，这一颜色的饱和度就越高。

w

颜色的第三维度一饱和度

明度、色相、饱和度三者之间

不是简单的线性关系。

，例如明度决定颜色的浓淡；而饱和度和颜色

的鲜艳度有关。但是鲜艳度不能代表饱和度，因

为饱和度是色度学概念，是客观的；而鲜艳度则

是主观的，受精神和心理因素影响较大。

=1.3颜色的混合

两束不同波长的光叠加在一起，与两

种不同颜色的颜料混合在一起，混合的规

律一样吗？