什么是同色異譜現(xiàn)象?同色異譜現(xiàn)象是怎么產(chǎn)生的?
2023-12-26
什么是同色異譜現(xiàn)象?同色異譜現(xiàn)象俗稱(chēng)跳燈現(xiàn)象,就是兩個(gè)不同顏色的物體,在某一光源下顏色相同,但在另一光源下顏色不同的一種現(xiàn)象,該現(xiàn)象在紡織印染行業(yè)非常常見(jiàn)。那么,同色異譜現(xiàn)象是怎么產(chǎn)生的?本文對(duì)同色異譜現(xiàn)象的產(chǎn)生及控制方法做了介紹。
什么是同色異譜現(xiàn)象?
所謂同色異譜,即顏色相同而光譜組成不同。一種顏色的再現(xiàn)與觀察顏色的光源特性有一定關(guān)系,某兩種物體在一種光源下呈現(xiàn)相同的顏色,但在另一種光源下,卻呈現(xiàn)不同的顏色,這種現(xiàn)象就叫做同色異譜現(xiàn)象。
同色異譜現(xiàn)象的產(chǎn)生:
1.光源影響
光是一種電磁波,電磁波的波長(zhǎng)范圍寬廣,低至1nm以下,高至103nm以上,在整個(gè)電磁波譜中,只有很少一部分進(jìn)入人眼后能引起視覺(jué)感知,這部分光輻射稱(chēng)為可見(jiàn)光輻射,簡(jiǎn)稱(chēng)可見(jiàn)光,可見(jiàn)光譜的短波長(zhǎng)端為360-400nm,長(zhǎng)波長(zhǎng)端為760-830nm,一般認(rèn)為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在380-780nm,對(duì)于可見(jiàn)光的范圍不同的人是有差異的,有的偏重于長(zhǎng)波,有的偏重于短波,但無(wú)論哪個(gè)人,整個(gè)可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍的兩端對(duì)于人的顏色視覺(jué)的貢獻(xiàn)都比較小。所以在有些情況下,人們也常常把可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍確定為400-700nm,實(shí)際上,這樣的波長(zhǎng)范圍對(duì)于一般的顏色測(cè)量已經(jīng)足夠了。
光是由光源發(fā)出的,凡是能發(fā)射紫外線(xiàn),可見(jiàn)光,紅外線(xiàn)等各種電磁輻射的物質(zhì)都可以稱(chēng)為光源。光源有人造光源和自然光源之分,不管是人造光源還是自然光源大都是由單色光組成的復(fù)色光,光源輻射能波長(zhǎng)的分布規(guī)律隨光源的不同而變化。因此,CIE規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)照明體A,D65光源和CWF光源等標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源。
標(biāo)準(zhǔn)照明體A:代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光;
標(biāo)準(zhǔn)照明體D65:代表相關(guān)色溫大約為6504K的日光光源;
Cool White Fluorescent既CWF:典型的美國(guó)商場(chǎng)和辦公室用光源色溫4150K。
CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體A由標(biāo)準(zhǔn)光源A實(shí)現(xiàn),但對(duì)于模擬典型日光的標(biāo)準(zhǔn)照明體D65,目前CIE還沒(méi)有推薦相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源。因?yàn)樗墓庾V能量分布在目前還不能由真實(shí)的光源準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。目前三種模擬 D65人造光源分別為:帶濾光器的高壓氙弧燈、帶濾光器的白熾燈和熒光燈。它們的相對(duì)光譜能量分布與D65有所符合。
2.顏色三刺激值影響
顏色是指可見(jiàn)光通過(guò)對(duì)人眼的影響,在觀察者的大腦里產(chǎn)生的結(jié)果,是由光源作用在物體上,通過(guò)物體的吸收,反射,透射后光波進(jìn)入眼睛的瞳孔,瞳孔擴(kuò)大或縮小以調(diào)整允許進(jìn)入的光的數(shù)量。然后,光波刺激視網(wǎng)膜,視網(wǎng)膜幾乎覆蓋了整個(gè)后半眼球,上面密布著130,000,000個(gè)感光細(xì)胞和神經(jīng)元。這些感光細(xì)胞對(duì)可見(jiàn)光刺激作出響應(yīng),通過(guò)神經(jīng)元傳送電信號(hào)給大腦中顏色感受區(qū)域。這些感光細(xì)胞對(duì)可見(jiàn)光刺激作出響應(yīng),通過(guò)神經(jīng)元傳送電信號(hào)給大腦中顏色感受區(qū)域。感光細(xì)胞中的一些對(duì)紅色較敏感,另一些對(duì)綠色較敏感,還有一些則對(duì)藍(lán)色較敏感,這三類(lèi)細(xì)胞稱(chēng)為錐狀細(xì)胞,其它細(xì)胞稱(chēng)為柱狀細(xì)胞,它們只對(duì)黑色和白色敏感。對(duì)于任何顏色刺激,人眼的感光細(xì)胞的反應(yīng)都是通過(guò)積分計(jì)算出來(lái)的,即將刺激的光譜功率分布逐個(gè)按波長(zhǎng)乘以每個(gè)錐體細(xì)胞的光譜靈敏度,然后將所有的乘積加起來(lái)。如果刺激是物體,它的光譜功率分布是照射物體的光源的光譜功率分布與其光反射率的乘積。而匹配物體反射光所需要的紅,綠,藍(lán)三色的量則被稱(chēng)為物體顏色的三刺激值,即X,Y,Z,也就是物體顏色的色度值。所以人對(duì)物體的色彩感覺(jué)形成主要由三方面決定的,一是光源,二是顏色物體,三是人的眼睛和大腦,既物體色的三刺激值的計(jì)算涉及到光源能量分布s(λ),物體表面反射性能ρ(λ)和人眼的顏色視覺(jué)函數(shù)x(λ),y(λ),z(λ)三方面的特征參數(shù),三刺激值X,Y,Z的計(jì)算基本公式表示為:
k為常數(shù),常稱(chēng)做調(diào)整因數(shù)。在上面的積分式中由于積分函數(shù)是未知的,或者說(shuō)是相當(dāng)復(fù)雜的,所以積分運(yùn)算事實(shí)上是不能進(jìn)行的,而只能用求和的方法來(lái)近似計(jì)算,而其中人眼的顏色視覺(jué)函數(shù)是已知的,故三刺激值的計(jì)算其實(shí)只涉及到光源的能量分布和物體的反射曲線(xiàn)兩方面。
根據(jù)代替定律,凡是在視覺(jué)效果上相同(既特定光源下的三刺激值相同)的顏色都是等效的,便可以互相代替,可以完全不涉及它的光譜組成。如果兩個(gè)色樣具有不同的光譜反射
(透射)率曲線(xiàn)ρ1(λ)≠ρ2(λ),而具有相同的三刺激值(對(duì)于特定光源),則這兩個(gè)顏色稱(chēng)做同色異譜色,也就是說(shuō)一種顏色感覺(jué)并不只對(duì)應(yīng)與一種光譜組合,而兩種組分完全不同的復(fù)色光,則有可能引起完全相同的顏色感覺(jué)。
同色異譜現(xiàn)象怎么控制?
觀察環(huán)境的變化直接影響了色彩還原的評(píng)價(jià),在顏色復(fù)制的過(guò)程中,為更好地還原色彩,盡可能減少同色異譜現(xiàn)象對(duì)復(fù)制品顏色判斷的影響,光源的性質(zhì)是顏色描述的重要組成部分。為了解決類(lèi)似問(wèn)題,CIE規(guī)定了A、B、C、D等標(biāo)準(zhǔn)照明體,其中A代表絕對(duì)溫度2856k的完全輻射體(黑體)的輻射;B代表相關(guān)色溫大約為4874k的直射日光,相當(dāng)于中午的日光;C代表相關(guān)色溫大約為6774k的平均日光,近似陰天天空的日光;D50代表色溫約為5003的日光;D65代表色溫約為6500k的日光,近似于北方晴天上午10點(diǎn)到下午3點(diǎn)之間北窗口的陽(yáng)光。例如在應(yīng)刷行業(yè)中,按照中華人民共和國(guó)書(shū)刊印刷標(biāo)準(zhǔn)CY3-91規(guī)定,D65光源用于觀察透射樣品,D6s用于觀察反射樣品,同時(shí)以上光源的顯色指數(shù)應(yīng)在90以上,以此避免因觀察光源的不同而產(chǎn)生對(duì)顏色評(píng)價(jià)的誤差。