一场关于光谱与色彩的精准体验
UPRtek · 2018-01-31
由于颜色视觉的复杂性,在不同的光源下,对颜色实行精准化控制,一直是困扰包括设计界等行业的一个问题。越来越多的人意识到表面颜色测量标准化、数字化的重要性,其标准化数据的测量和控制需要专业测量设备的配合,“工欲善其事,必先利其器”。
无光即无色,无色不精彩
没有太阳,就无法感知青山绿水、红日白云;在漆黑无光的夜晚,再好看的色彩都不存在。色即是光,光即是色,无光则无色。有了光之后,眼中的世界丰富多彩起来。
在自然界中物体,五花八门,变化万千,但它们本身都不会发光,他们都有选择性的吸收、反射、透射光的这样一个功能,物体之所以能够被我们的视觉所看见,是因为它们反射了,它们所不能吸收的光。在黑暗当中,没有光的存在,我们的视觉无法识别,所以说,我们的物体是由于有了光谱的存在,它才能够被我们视觉所识别出来。
目视对色具有较明显的局限性,与视网膜疲劳、背景影响、糟糕的颜色记忆、色弱等有直接的影响。同时,在不标准的光源下,对色往往是失败的。但无论是什么光,它的颜色都是取决于客观与主观两方面的因素,颜色测量和目视评价条件必须标准化,这样结果才有可比性。物体色的颜色测量结果与光谱、探测器和样品的相对位置关系,即几何条件有关。同样的,对颜色样品的目视评价也会受照明和观察的几何条件影响,测量结果和目视评价的相关程度依赖于仪器测量的几何条件对实际观察时的几何条件的模拟程度。
同色异谱,予取予弃
既然没有光就没有颜色,那么有了光之后,辨识颜色就没有问题了吗?答案是否定的。
现实生活中在商场购物时,你在荧光灯下感觉比较喜欢某款衣服、帽子等产品的颜色,但当买回家后在白炽灯下看到的颜色却不一样了。如果你是一个印刷买家,印刷时在印刷企业确认的印品颜色,拿到自己的办公室环境下观测,印刷品给你的色彩感觉则可能会有偏差。MK350可能能够分析这种现象,并进一步了解光谱和颜色表面反射率是如何引起这些问题的。
颜色的形成离不开光谱与人眼色彩三刺激反应,任何一个色彩物体都有特定的光谱反射率曲线。当光源照射一个色彩物体表面时会有以下三种状况产生
1. 相同光谱的光源,照射到同两个具有相同光谱反射率的色彩物体时,这时人眼会看到相同的反射光谱产生一致的人眼色彩三刺激值反应,让人眼会判定这两个色彩物体是相同的颜色。
2. 相同光谱的光源,照射到同两个不同光谱反射率的色彩物体时这时,人眼会看到不同的反射光谱,产生不同的人眼色彩三刺激值反应,这会让人眼会判定这两个色彩物体是不同的颜色。
3. 不同光谱的光源,照射到同两个具有相同光谱反射率的色彩物体时,这时人眼会看到不同的反射光谱,产生不一致的人眼色彩三刺激值反应,让人眼会判定这两个色彩物体不是相同的颜色。
以上第3项就是同色异谱产生的原因;而同色异谱的状况,会让许多我们在使用照明的生活上,产生许多视觉上的判断错误,譬如:水果肉类是否新鲜?化妆品与衣服的搭配?食、衣、住、行都会有色差干扰的产生。
这里最大的问题是:人眼无法直接去判定照明色彩物体光源内的光谱是何种形式?而LED照明光源的生产厂商,只以光色做为该光源认定的色彩质量依据,忽略了光谱的差异导致其所照明物体色彩产生色彩的差异。因此对于照明质量必须要考虑光谱的一致性,检验光源的光谱特性,才能确保照明光源的色彩质量。
所以说,现实生活中影响色彩评价结果的因素除了观察者本身外,还有光源、物体大小、观察者的角度以及目标观察物所处的背景颜色等因素对颜色结果的影响。
仪器测量精准还原色彩
测量表面颜色会因照射光源的光谱不同而有着有很大的色差。因此,光的测量,尤其是光谱的测量,在 白光LED照明时代变得特别重要。不管是厂家研发人员、还是技术和销售人员,或是设计师、业主,测量和了解灯具的光谱构成,已经是一件必须做的事情。根据UPRtek掌上型光谱仪的使用者世新大学罗玫君教授表示,学术界正使用着白色光谱做为基准并列一个色块进行中研究,以确定是否可以在数学上结合起来,以获得标准色彩。(尽管光源类型不尽相同)
掌上型光谱仪测量的优势在于直接将光源的光谱转为光色定量参数,便于光色快速沟通,避免外界因素对颜色的影响,减少人眼因素对颜色的影响。下图是采用掌上型光谱仪的配件在LED光源之下量测了二个颜色的光谱图,白色样本(蓝线光谱)和红色样本(黄线光谱)。
使用MK350设备测量表面上的颜色(如下图所示)会使太多的外围光线进入。由于MK350执行余弦校正,您的量测结果将呈现更接近主光源的光谱。试图通过掌上型光谱仪的配件将量测头紧贴在表面上,来阻挡外围光线,并且只会产生黑色的结果。
UPRtek过去研究过掌上型光谱仪搭配的配件(如下图所示),它可以遮挡外围光源,同时仅捕获表面的量测数据。然而,即使这样使用,您可以接收到光的颜色却少了可怜。
能够测量表面颜色将有助于公司监控他们的品牌颜色,特别是在户外,阳光易于氧化油漆/油墨,并且随着时间的推移褪色。许多公司特别在意使用正确的品牌颜色,因此,当他们察觉到品牌颜色降低低于标准时,就会马上快速的更换它们。以上透过光谱仪的检测,可以查觉到照射光源的光谱及色彩物体反射的光谱的关联性,轻易地找出其色差的因素。
光谱,是光源最重要的特性,检测光谱就能解决色彩差异的一切问题。