什么是同色异谱现象?同色异谱现象是怎么产生的?
2023-12-26
什么是同色异谱现象?同色异谱现象俗称跳灯现象,就是两个不同颜色的物体,在某一光源下颜色相同,但在另一光源下颜色不同的一种现象,该现象在纺织印染行业非常常见。那么,同色异谱现象是怎么产生的?本文对同色异谱现象的产生及控制方法做了介绍。
什么是同色异谱现象?
所谓同色异谱,即颜色相同而光谱组成不同。一种颜色的再现与观察颜色的光源特性有一定关系,某两种物体在一种光源下呈现相同的颜色,但在另一种光源下,却呈现不同的颜色,这种现象就叫做同色异谱现象。
同色异谱现象的产生:
1.光源影响
光是一种电磁波,电磁波的波长范围宽广,低至1nm以下,高至103nm以上,在整个电磁波谱中,只有很少一部分进入人眼后能引起视觉感知,这部分光辐射称为可见光辐射,简称可见光,可见光谱的短波长端为360-400nm,长波长端为760-830nm,一般认为可见光的波长范围在380-780nm,对于可见光的范围不同的人是有差异的,有的偏重于长波,有的偏重于短波,但无论哪个人,整个可见光波长范围的两端对于人的颜色视觉的贡献都比较小。所以在有些情况下,人们也常常把可见光的波长范围确定为400-700nm,实际上,这样的波长范围对于一般的颜色测量已经足够了。
光是由光源发出的,凡是能发射紫外线,可见光,红外线等各种电磁辐射的物质都可以称为光源。光源有人造光源和自然光源之分,不管是人造光源还是自然光源大都是由单色光组成的复色光,光源辐射能波长的分布规律随光源的不同而变化。因此,CIE规定了标准照明体A,D65光源和CWF光源等标准照明体和标准光源。
标准照明体A:代表完全辐射体在2856K发出的光;
标准照明体D65:代表相关色温大约为6504K的日光光源;
Cool White Fluorescent既CWF:典型的美国商场和办公室用光源色温4150K。
CIE标准照明体A由标准光源A实现,但对于模拟典型日光的标准照明体D65,目前CIE还没有推荐相应的标准光源。因为它的光谱能量分布在目前还不能由真实的光源准确地实现。目前三种模拟 D65人造光源分别为:带滤光器的高压氙弧灯、带滤光器的白炽灯和荧光灯。它们的相对光谱能量分布与D65有所符合。
2.颜色三刺激值影响
颜色是指可见光通过对人眼的影响,在观察者的大脑里产生的结果,是由光源作用在物体上,通过物体的吸收,反射,透射后光波进入眼睛的瞳孔,瞳孔扩大或缩小以调整允许进入的光的数量。然后,光波刺激视网膜,视网膜几乎覆盖了整个后半眼球,上面密布着130,000,000个感光细胞和神经元。这些感光细胞对可见光刺激作出响应,通过神经元传送电信号给大脑中颜色感受区域。这些感光细胞对可见光刺激作出响应,通过神经元传送电信号给大脑中颜色感受区域。感光细胞中的一些对红色较敏感,另一些对绿色较敏感,还有一些则对蓝色较敏感,这三类细胞称为锥状细胞,其它细胞称为柱状细胞,它们只对黑色和白色敏感。对于任何颜色刺激,人眼的感光细胞的反应都是通过积分计算出来的,即将刺激的光谱功率分布逐个按波长乘以每个锥体细胞的光谱灵敏度,然后将所有的乘积加起来。如果刺激是物体,它的光谱功率分布是照射物体的光源的光谱功率分布与其光反射率的乘积。而匹配物体反射光所需要的红,绿,蓝三色的量则被称为物体颜色的三刺激值,即X,Y,Z,也就是物体颜色的色度值。所以人对物体的色彩感觉形成主要由三方面决定的,一是光源,二是颜色物体,三是人的眼睛和大脑,既物体色的三刺激值的计算涉及到光源能量分布s(λ),物体表面反射性能ρ(λ)和人眼的颜色视觉函数x(λ),y(λ),z(λ)三方面的特征参数,三刺激值X,Y,Z的计算基本公式表示为:
k为常数,常称做调整因数。在上面的积分式中由于积分函数是未知的,或者说是相当复杂的,所以积分运算事实上是不能进行的,而只能用求和的方法来近似计算,而其中人眼的颜色视觉函数是已知的,故三刺激值的计算其实只涉及到光源的能量分布和物体的反射曲线两方面。
根据代替定律,凡是在视觉效果上相同(既特定光源下的三刺激值相同)的颜色都是等效的,便可以互相代替,可以完全不涉及它的光谱组成。如果两个色样具有不同的光谱反射
(透射)率曲线ρ1(λ)≠ρ2(λ),而具有相同的三刺激值(对于特定光源),则这两个颜色称做同色异谱色,也就是说一种颜色感觉并不只对应与一种光谱组合,而两种组分完全不同的复色光,则有可能引起完全相同的颜色感觉。
同色异谱现象怎么控制?
观察环境的变化直接影响了色彩还原的评价,在颜色复制的过程中,为更好地还原色彩,尽可能减少同色异谱现象对复制品颜色判断的影响,光源的性质是颜色描述的重要组成部分。为了解决类似问题,CIE规定了A、B、C、D等标准照明体,其中A代表绝对温度2856k的完全辐射体(黑体)的辐射;B代表相关色温大约为4874k的直射日光,相当于中午的日光;C代表相关色温大约为6774k的平均日光,近似阴天天空的日光;D50代表色温约为5003的日光;D65代表色温约为6500k的日光,近似于北方晴天上午10点到下午3点之间北窗口的阳光。例如在应刷行业中,按照中华人民共和国书刊印刷标准CY3-91规定,D65光源用于观察透射样品,D6s用于观察反射样品,同时以上光源的显色指数应在90以上,以此避免因观察光源的不同而产生对颜色评价的误差。