颜色科学基础

7、CIE标准照明体（CIE standard illuminants）：由CIE 规定的入射在物体上的一个特定的相对光谱功率分布。 CIE推荐使用过的标准照明体：标准照明体A、C和D （D65、D55、D75）。

标准照明体A是相当于 黑体加温到2855.6K时所 辐射出的光，它的色度 坐标落在了CIE 1931色
（一）分光光度计 就电脑配色系统而言，主要是用分光光度机对色料试 样进行测试，建立色料的数据库。因为配色计算工作量很 大，目前配色计算波长范围一般取400nm~700nm，波长 间隔为20nm。所以采用相应的分光光度计。 （二）测色配色软件
（1）、Datamatch计算机配色软件
（2）、TILO计算机测色配色软件
16、心理明度（psychometric lightness)：在均匀色空间中，相 应的明度坐标，如L*或L等。 17、心理彩度坐标（psychometric chroma coordinates)：在均 匀色空间中，等明度面内某色点位置的两个坐标，例如： a*，b*。 18、色调（色相）（hue)：表示红、黄、蓝、绿、紫等颜色
(4)可对色料、助剂进行检验分析，包括上染率、半染时间的
测定染料力份和色相分析、助剂效果的判定等；提高印花残 浆再利用率。
二、基本原理 —
（一）、库贝尔卡 （Kubelka-Munk公式） 颜料涂布于某基质后，通过研究其表面深度与颜料浓度之间 的关系，得到该函数。 原函数相当复杂，常用的是简化式：
第一节
颜色的基本术语
1、颜色（color）：光作用于人眼引起除空间属性以外的视 觉特性。它可以用颜色的名称或颜色的三属性来表示， 例如白、黑、灰、黄、红、绿等等。 2、光源色（light source color）：由光源发射出的光的颜色。 3、物体色（object color）：光被物体透射或反射后的颜色
理论上计算的配方个数 3拼色 1 4 10 4拼色 — 1 5 5拼色 — — 1
候选染料数目 3 4 5
6 8 10
15
20 56 120
455
15 70 210
1365
6 56 252
3003
三、配色方式 （一）自动配色
自动配色功能会计算给出若干个符合设置要求的理论 配方以供选择。 考虑因素：配色效果、染料成本、染色工艺的可行性
（一)光谱匹配法 原理：使原来配方的光谱反射比与标样的反射比在各 个波长上的差值最小，利用线性最小二乘回归法计算各染 料的浓度，使预测配方的曲线 线 ( K / S ) std
( K / S ) mix
与标样的曲
在 所考 虑的每个波长上差值的平方和最小。
1、单常数的光谱匹配法
2、双常数的光谱匹配法
（二）三刺激值匹配法 原理：使色料配方的三刺激值与标样的三刺激值 相匹配。计算分两步：第一步初始匹配，得到初始解 的色料浓度值，是一个近似解；第二步用初始解经过 选代计算求得精确匹配的色料浓度值。 1、单常数的三刺激值匹配法
同——无条件配色。
最完美的配色配色的结果无论换用任何光源照明，或使用 不同观察者都能保持颜色一致。 并且可以在能得到光谱反射率数据的任何波长区域应用实 现起来比较困难对拼色时选用的染料品种要求苛刻，数量较多
实。实际生产中很少使用。
2.三刺激值配色法（条件配色）
原理： 三刺激值相等的两个颜色，即使它们的光谱反射率曲 线不相同，给人的颜色感觉也是相同的，能达到颜色匹 配——同色异谱。
在纺织、油漆、塑料等行业长期依靠配色师，凭经
验给出颜料配方，这种人工配色法在近几十年逐步被计
算机配色的方法代替。并且使用的行业从纺织业扩展到 油漆、塑料、印刷等行业，使用范围越来越广，其效果 明显优越于人工配色，既省时又省力。这是一种集颜色 科学理论、颜色测量技术、计算机信息技术和印染工艺 技术为一体的高新技术成果。
成分的视觉属性。（颜色的三属性之一）
22、色温（color temperature） Tc ：当光源的色品与某一温度 下的完全辐射体（黑体）的色品相同时，该完全辐射体 （黑体）的绝对温度为此光源的温度。单位为K。 23、相关色温（correlated color temperature ） Tcp ：当某光源 的色品点不在黑体轨迹上时，光源的色品与某一温度的下 的完全辐射体（黑体）的色品最接近，或者在均匀色品
度来表示。
25、特殊显示指数（special color rendering index） Ri ：光源 对某一选定的标准颜色样品的显色指数。 26、一般显色指数（general color rendering index） Ra ：光源 对CIE规定的八种颜色的特殊显色指数的平均值。
第二节、计算机配色技术
特征，颜色的三属性之一。
19、明度（lightness)：（1）物体表面相对明暗的特性。（2) 在同样的照明条件下，以白板作为基准，对物体表面的视 知觉特性给予的分度。（颜色的三属性之一） 20、彩度（chroma）：用距离等明度无彩点的视知觉特性来 表示物体表面颜色的浓淡，并给予分度。 21、饱和度（saturation）：用以估价纯彩色在整个视觉中的

Ｐinto公式：K/S=(1-ρ)2/2(1-r)(ρ-r) Fink-Jensen公式： K/S=（1-ρ）2/（1+kρ）（ρ-r）修正。 式中：k——由纤维内部反射决定的常数； r——由纤维表面反射决定的常数。
当r=0时：Pineo公式= Kubelka—Munk函数
三、计算机配色中常用算法
r=R/(R+G+B) g=G/(R+G+B) 或者
r g b
r r g b g r g b b r g b
b=B/(R+G+B)=1-r-g
12、色空间（color space）：表示颜色的三维空间。 13、均匀色空间（uniform color space）：能以相同距离表示 相同知觉色差的色空间。 14、色差（color difference）△E：以定量表示的色知觉差异。 15、同色异谱刺激（metameric color stimuli)：在规定观测的条 件下，虽然光谱组成不同，但颜色感知相同的两个色刺激。
图上的色差距离最小时，该完全辐射体（黑体）的绝对温 度为此光源的相关温度，单位为K。 24、显色性（color rendering properties）：与参考标准光源 相比较，光源显现物体颜色的特性。
显色指数（color rendering index）：光源显色性的量度以
被测光源下物体的颜色和参照光源下物体的颜色的相符程
等。
计算机配色理论模型进行计算，染料基础数据也只能反 映单色染料的上染情况，不能完全适应多变的实际情况，对 自动配色计算的理论配方的准确性产生一定的影响。
DE <
规定值
迭带 修正
C DC
Y
未满足 其他条件 满足 配方输出
二、配色参数
基本参数：标样、织物、织物调整系数、拼色数、染色
工艺、批量、光源、候选染料以及固定组分
控制参数：色差、PMI（同色异谱指数）、配方价格、显 示的配方个数、某个染料的最高用量、最低用量或使用浓度 范围等
理论计算的配方个数与候选染料数目和拼色数的关系
4、表面色（surface color）：漫反射、不透明物体表面的颜 色。 5、孔色（aperture color）：通过光孔观察到的不具有深度感 的颜色。例如从屏上小孔中所观察到的颜色。 6、光谱功率分布（spectral power distribution）：光谱密度与 波长之间的函数关系。
一、计算机测配色的优点
正确配色会获得以下效益
染料的成本会降至最少，一般降低10-30% 降低光源色变，给出不同光源下的准确配方 降低配色次数，提高打样效率
对变色现象进行预测，预先得知配方颜色的品质 具有精确的修色功能—修正配方、统计小样与生产大样的差异系 数、生产机台之间的差异等，提高对色率
Kubelka—Munk函数与固体试样中的有色物质 浓度之间的关系： K/S =（1-ρ）2/2ρ -（1-ρ0）2/2ρ0 = k*c 式中：ρ0 ——不含有色物质固体试样的反射率； k —— 比例常数； c ——固体试样中有色物质浓度。其值等于当织物中
的染料为单位浓度﹝1%（owf）或1g/L﹞时的K/S值。
方便的数字化存档管理，并且可以与自动称量系统、小样染色机、
在线检测系统连网
印染计算机测配色系统较人工测配色具有明显的优势： (1)能迅速提供合理的配方，降低生产成本； (2)配色系统能列出产品在不同光源下颜色变化程度，预先得 知配方颜色的品质，减少对色困扰； (3)迅速精确的修正配方，提高修色效率；
对Kubelka—Munk函数的讨论： 1、含ρ0的一项可以省略，条件是： ①ρ值较小（深色）； ②在比较两样品的相对表面色深度时。 2、P应该取最大吸收波长对应的值，即ρ min 。 3、若吸收峰平坦，无明显ρ min时，λmax是一个范围，则可以
选定一个范围λ1～λ2，取ρ平均值。
4、K/S值越大，颜色越深，有色物质浓度高。 5、当颜色极深时，K/S ≠ kc 。就是说K/S与有 色物浓度之间的关系不及比耳定律（溶液浓度—吸 光度）线性关系好。可以用如下关系式：
当颜料涂层无限厚，没有光透过时：
K/S=（1-ρ）2/2ρ
Kubelka-Munk 简化公式 —
K——被测 物体的吸收 系数
通常，不需要K、S的具 体数值，仅计算K/S的比 值，因此称作“K/S”值
K/S=（1-ρ ）2/2ρ
S——被测物体的
散射系数

ρ ——被测 物体为无限 厚时的反射 率因数
达到等色的前提是影响三刺激值的各个因素（如照明
体、观察者和测色仪器）都相同，否则会引起色差。 最有实用意义的配色方法，是目前应用最为普遍的配 色法。
百度文库三节、计算机测配色的计算
一、配色计算流程
输入标样，确定相关配色参数
确定初始配方的浓度
选择染料组合
矩阵 运算理论配方
反射率
计算理论配方与标样的
DE
NO
度图的普朗克轨迹上。
相对光谱功率分布曲线

标准照明体C代表相关 色温大约为6774K的平 均日光，其光色近似阴 天天空的日光，色度坐
标位于普朗克轨迹的下
方。 相对光谱功率分布曲线

标准照明体D代表了各种时相日光的相对光谱功率分布， 亦称为典型日光或重组日光。它是由一条位于普朗克轨迹 上方的一条典型日光色度轨迹。
（3）、瑞士汽巴测色配色软件
五、计算机配色方法总体上分为两大类：
(一)实际查寻配方：根据标样的颜色利用计算机直接查找配方。
（二）计算理论染色配方：根据配色原理计算出理论染色配
方。包括 反射光谱配色方式和三刺激值配色方式 。
1、反射光谱配色法
特点： 使配色结果的光谱反射率曲线与标样的反射率曲线完全相
2、双常数的三刺激值匹配法
四、计算机配色系统的主要组成
一个计算机配色系统是由硬件和软件两部分组成 的，硬件部分包括分光光度计，计算机和打印机；软 件部分包括操作系统和测色配色软件。计算机、打印 机和操作系统软件都是通用的，没有特殊要求。本节
主要介绍计算机配色系统对分光测色仪器和测色配色
软件的主要要求。
D50、D55和D75的相对光谱功率分布曲线
8、色刺激（color stimulus）：进入人眼能引起有彩色或无彩 色感觉的可见光辐射。
9、三刺激值（tristimulus values）：在三色系统中，与待测色
刺激达到色匹配所需要的三种参照色刺激的量。 （在颜 色匹配中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种颜色叫做 三原色 ）。
10、光谱三刺激值（spectral tristimulus values)：在三色系统中，
b 等能单色辐射的三刺激值。用符号 ， r， g 表示。
11、色度坐标（chromaticity coordinates）：各个三刺激值与 它们之和的比。用符号r，g，b来表示。 色度坐标和三刺激值之间的关系如下：

标准照明体D与实际日光具有比较相近的相对光射功率分 布，并且比标准照明体B、C更符合实际日光的色度坐标， 因此CIE优先推荐了标准照明体D65(相当于相关色温大约
为6504K的日光 ) 。

在不能应用D65时，尽量采用标准照明体D50(相关色温 5000K)、D55 (相关色温5500K)和D75 (相关色温: 7500K)