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色彩检测技术与色彩管理之应用

资料来源:印刷工业技术研究中心 作者:郭文贵 更新日期:2003-05-23

色彩在人类文明历史上有其极重要的地位,而如何正确且适当地应用颜色及表达色彩更是其中最重要的课题,也是人类共同追求的目标。在现今及未来的科技文明上亦具有其重要性。譬如,现今资讯传播科技精益求精、日新月异,对色彩的传输与表达更讲求完美、真实色彩再现,亦即WYSI-WYG (What You See Is?What You Get’汝见即汝所得)。要达成此一目标则必须具备有一个完全与人眼色知觉相吻合的理想色视觉模式。 此理想色视觉模式包含正确的人眼对色函数 (Colour-matching functions)精确的色差公式(colour-difference formula)与色度适应模式(chromatic-adaptation model)、理想的色外观模式(colour-appearance model)等。 此理想色视觉模式即为各种色彩定性、定量应用上的基础。

人类在色彩科技上的努力至今已有很大的成就。譬如,国№照明委员会(CIE)自西元1931年起已相继发表人眼对色函数(2°及10°)、 CIExyY表色系统、 CIEL*U*V*及CIEL*a*b*均匀色彩空间等, 而成为 CIE色度学极重要之内容与成果。CIE色度学亦成为今日世界色彩科学研究发展之基础。另外,在色彩检测、电脑配色、电脑分色及色彩传输等技术上亦已有很大的贡献与成果。然而,在追求理想色视觉模式目标之研发过程中於色彩检测应用技术方面,仍有很多尚待研究改进者。例如,色差公式用於预测大色差之推导、色样对色变异性(Meta- merism)之评估、色样本色恒性(Colour Constancy)模式之推演等。尤其,色变异性与色恒性无论对於工业应用或生活与艺术用色上常造成极大的困扰。由此可知,色变异性与色恒性对於色彩检测技术之效益有绝对的影响。因此,这两种色彩特性的定性与定量检测技术之发展与成果为本次报告研讨的重点。

色变异亦可称为同色异谱、条件等色或条件对色等,亦可简单定义为:二色刺激在某参考光源下(一般指模拟平均太阳光, D65)具有相同的色外观(即所谓对色),但是在某第二光源下(如钨丝灯光,A)则二者呈现不同的色外观(即所谓不对色)。 这种现象称为色变异,而此二色刺激称为色变对(Metamer)。

在应用上,色变异对於色彩相关行业而言(如印刷、纺织、油墨、塑胶、彩电、照明、建筑、艺术等),在色彩品质管理上常造成很大的困扰,甚至会遭致拒收、赔偿而提高生产成本之严重损失。因此,色变异性之评估乃是色彩检测技术中重要的一环。

就色变异性色彩检测技术而言,可分为定性法与定量法。常用的定性法为(1)目测法:藉多光源标准对色灯, 在不同标准光源下观察色样对的颜色或色差变化。 (2)反射率曲线法:依据物体色的反射率曲线(对於透明物体则依其透射率曲线)的交点数判定其色变异性之大小,即交点数愈多则色变异性愈小。不过,至少有三个交点,亦即色变对之色变异性愈大则其反射率曲线之交点会集中在三个交点上。这三个交点为450nm、540nm及610nm,亦称为Barocentric wavelengths。就定量法而言,对於物体色则常用CIEL*a*b*(对於色光源则为 CIEL*u*v*)、CMC(ι:c)、CIE94及BFD(ι:c)等色差公式计算色样对在不同光源下所呈现之色差,以评估此色样对的色变异性大小。另外,对於照明而言,可采用CIE演色性指标(CIE
colour rendering index) 以评定某照明或人造光源之演色性大小。在本次报告中, 乃就物体色为主, 探讨各种色变异性检测法之优劣与可用性。

色恒性亦可称为同色同谱或色彩恒常性。其相对特性即为非色恒性(colour
non-constancy),即异色同谱。色恒性与色变异性二者乃是一体的两面, 亦很容易令人混淆。简易的区分法为:色恒性是针对单一色刺激而言, 而色变异性则是指两色刺激。换言之,若某一色刺激在某参考光源下与在其它光源下均具有相同的色外观, 则称此色刺激具色恒性。在日常生活中,每个具有正常色视觉的人都会同样的经验,就是大部分的自然物体色在不同自然光下都具有恒定的色外观,此现象即为色恒性。然而,由於人类科技文明的进步,人造色料或油墨及光源或照明,日新月异,不断增加而且种类繁多, 使日常生活与周遭环境中物体色之非恒定性大大提高。因此,如何有效地进行色彩应用上的管理已成为现今极重要之课题。

色恒性之检测技术即藉色度适应模式(chromatic adaptation model)预测任一色刺激在不同光源或照明下,甚至不同媒体上,所呈现的色外观,进而评估其色恒性。在应用上,即可利用此色度适应模式预测油墨或染颜料单一或混合使用时所产生的色刺激之色恒性,进而使产品之色彩品质稳定或易於控制与管理。目前,已公布发表的色度适应模式有如von Kries、Bartl-eson、 BFD、 CIE(Nay-atani et al.)、Hunt、CIEL*a*b*、 RLAB、及即将发表之模式LLAB、KL95 、Kuo96等。

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