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©2001HunterLabHunterLabPresents色澤基本的觀念與量測Version1.4©2001HunterLab分別為五個項目且各自作為簡介:內容顏色的知覺色彩的測量法色澤的刻度量測物表面特性與幾何學樣品的準備與介紹©2001HunterLab顏色的知覺ToContentsPageEnd©2001HunterLab構成顏色知覺的三大要素•光源•物體•觀測者©2001HunterLab視覺觀測狀態物體•光源觀測者©2001HunterLab視覺觀測狀態說明•所以為了讓一台色差儀標準化,所有的顏色感覺三要素都必須建構於此儀器裡•由上述圖案中呈現出構成顏色感覺的三要素©2001HunterLab光源©2001HunterLab光源•當光源散射於菱鏡上時會組成並呈現出所有的可見光譜.•標準光源所散發出來的光應是為白色.©2001HunterLab光譜©2001HunterLab可見光譜•光源波長的單位“nanometers(nm)”十億分之一公尺•人體肉眼中的可見光波範圍為400到700nm.•不同的光源在不同的波長範圍中因其相對能量的變化所以它所展現出來的波長曲線圖也隨之變化.(如下圖)•在電磁光波中只有某一小部份是人體肉眼中的可見光波.3004505506501000VISIBLESPECTRUMINFRAREDULTRAVIOLET050100150400500600700Wavelength-Nanometers[nm]RelativeEnergyDaylight日光光譜圖©2001HunterLab©2001HunterLab光源和發光體•發光體是經由策劃所產生的,而其能量與波長的相對關係將會展現出其特有的光源.•光源是為發光主體本身所產生的亮度的來源稱為光源.©2001HunterLab光源和發光體DaylightTungstenFluorescent400500600700Wavelength[nm]ElD65400500600700Wavelength[nm]ElA400500600700Wavelength[nm]F2El光源發光體©2001HunterLab常見的發光體AIncandescent(白熾燈)CAverageDaylight(平均日光)D65NoonDaylight(正午日光)F2CoolWhiteFluorescent(白色螢光燈)U30Ultralume(紫外線)©2001HunterLab光源和發光體的要求•在於抽象的描述光源和發光體後,它們的特質必須要在相同的觀測環境下才能定量和標準化.D65CIED65Illuminant??©2001HunterLab©2001HunterLab物体©2001HunterLab物體色性的修改•於著色中選擇不同的顏料和染料將會吸收行進光源中的某特定波長而影響其反色,散色,穿透,吸收等特性………光源與校車顏色的互相關係行進光源鏡面反射散射和反射©2001HunterLab©2001HunterLab物体與光譜曲線•不同的物體因其反射或穿透的光線不同,所以它的光譜曲線圖亦不同,而藉由此特別的光譜曲線來呈現其特色.©2001HunterLab分光光度計對校車顏色的光譜曲線圖0255075100400500600700Wavelength-[Nanometers]%RelativeReflectance©2001HunterLab環境•在測量反射或穿透的特性中,我們必須將外在環境作一標準化.D65Reflectance?©2001HunterLab©2001HunterLab觀測者©2001HunterLab觀測者•光源將會依觀測者的肉眼對光波不同敏感度而定.©2001HunterLab0.00.51.0400500600700人体眼球對色澤感知的光譜曲線圖©2001HunterLab觀測者的知覺•圓椎体是負責對色澤的感知.•人的肉眼中有三種不同顏色的圓椎体,分別:紅色,綠色,籃色.•桿柱体是對光的感知.©2001HunterLab眼球LensCorneaOpticNerveMaculaRetinaFovea桿柱体綠色圓椎体紅色圓椎体籃色圓椎体©2001HunterLab對觀測者的實驗•下面實驗將帶領我們來定量人体對顏色的知覺:觀測者由2度的觀測角來觀察被測物並混合調整三色(紅,綠,籃)直到將被測物的光譜被整個覆蓋,並重複實驗來求取平均值.©2001HunterLab標準比色法REDGREENBLUETESTLIGHTWHITEBACKDROPREDUCTIONSCREENEYEBLACKPARTITIONTESTFILTER2º©2001HunterLab對觀測者測試結果•由此實驗中求得x,y,z並規範為CIE19312º的標準,並得到人體對紅,綠,籃,三色敏感度的平均值.CIE2º標準比色法0.00.51.01.52.0400500600700WAVELENGTH[Nanometers]TRISTIMULUSVALUESzyx©2001HunterLab©2001HunterLab觀測者角度標準•1931年發明2º的標準觀測法•1964重新做一修改為10º的標準觀測法.©2001HunterLab15”7feet2ºand10º的觀測10º3”2º2ºVS10º的觀測值比較0.00.51.01.52.0400500600700WAVELENGTH[Nanometers]TRISTIMULUSVALUESzyxCIE10DegreeObserver(1964)CIE2DegreeObserver(1931)©2001HunterLab©2001HunterLab觀測者•在兩種不同的量測角下比較並發現10º觀測角得出的平均值較為客觀,此後10º觀測角也就更被為接受.©2001HunterLab觀測者的三要素•此後就定義了色澤量測的三要素:–光源:由使用者自行選定–被測物:用來被測其穿透量或反射量–觀測者:使用CIE(國際照明協會)的量測標準D65CIEStandardObserverReflectance©2001HunterLab©2001HunterLab色澤的測量ToContentsPageEnd©2001HunterLab基本要求:顏色的知覺顏色的測量光源物体觀查者光源樣品分光儀©2001HunterLab色澤的測量•藉由CIE的標準量測後得到三刺激值X,Y,Z,且並用此三刺激值X,Y,Z,來表示物体的色澤量=CIEyObserverCIExObserverCIEzObserverxxx===CIEXTristimulusX=41.9CIEYTristimulusY=37.7CIEZTristimulusZ=8.6xVisualStimulusCIEIlluminantD65ReflectanceY=37.7Z=8.6X=41.9©2001HunterLab色差計對色澤的測量•三刺激值X,Y,Z,是由色差計將光源投射於樣品上經反射並穿過紅,綠,籃三種不同色的濾片直接射入光電二極管中,再經由幾何公式的計算求出X,Y,Z,值©2001HunterLab色差計對色澤的測量TristimulusColorimeterX=Y=Z=X=41.9Y=37.7Z=8.6LightSourceSpecimenRed,Green&BlueFiltersPhotodetectorsDataDisplay©2001HunterLab色差計系列D25-9000Colorimeters©2001HunterLab分光光度計對色澤的測量•三刺激值X,Y,Z,是分光光度計將光源投射於樣品上經反射後光譜穿過光柵直接射入真空光電二極管中,再經由判讀其通過量後代入幾何公式計算並依照CIE2º或CIE10º的規範求出X,Y,Z,值.©2001HunterLabLightSource分光光度計對色澤的測量SpectrophotometerX=Y=Y=37.7Z=Z=8.6X=41.9SpecimenDiffractionGratingDiodeArrayDataDisplayDataProcessor©2001HunterLab分光光度計系列MiniScanColorFlexLabScanXE©2001HunterLab色澤的單位ToContentsPageEnd©2001HunterLab單位的定義方式•顏色將會被定義其亮度和色度•色澤的光譜圖與彩虹色澤是一模一樣的•著色劑可增加色濃度或是色澤的飽和度©2001HunterLab視覺組織的顏色CHROMA(SATURATION)HUEVALUE(LIGHTNESS)BlackWhiteHUEVALUECHROMA©2001HunterLab色澤的測量•用視覺的測量多為主觀性.•利用儀器的輔助來得到客觀的數值.©2001HunterLab校車的量測直:黃色X=41.9Y=37.7Z=8.6©2001HunterLab色澤的單位•由於XYZ三刺激值不容易被瞭解所以必須要達到下列的標準來簡單化:–容易被表達–容易被接受–容易互相溝通–有線性的表示©2001HunterLab互補顏色理論•互補顏色理論:在視神經中的紅,綠,籃三色的圓椎体中也參雜的其互補色的圓椎体©2001HunterLab互補顏色理論BRAINCOLORBLUERECEPTORGREENRECEPTORREDRECEPTORBLUE-YELLOWCODERBLACK-WHITECODERRED-GREENCODER©2001HunterLab互補顏色理論•互補顏色的測試實驗:請依照講師步驟一一執行…………©2001HunterLab互補顏色理論•是否看見紅色,白色,和籃色?•我們利用視覺的暫停效果來將互補色的圓椎體找出•這證實了互補顏色理論©2001HunterLabHunterL,a,b座標圖•HunterL,a,b色座標圖是一3D立体座標圖–L(亮度)–0為黑色,100為白色–a(紅-綠)–正數表是紅色;負數表示綠色–b(黃-籃)-正數表是黃色;負數表示籃色©2001HunterLabHunterL,a,b座標圖L=100L=0©2001HunterLabHunterL,a,b座標圖•所有的顏色將由HunterL,a,b座標圖中的L,a,b值表現出來.•下圖將會表示出校車所座落的座標位置.-10+30+20+10-20-30-40-30-20-10+100+40+10+30+20+100+90+80+70BLUEREDGREENYELLOWWHITEBLACKLIGHTNESS+60+30+20L=61.4a=+18.1b=+32.2©2001HunterLab©2001HunterLab黃色校車在Hunter中的L,a,bL=61.4a=+18.1b=+32.2©2001HunterLabL,a,b值的區分•目前所使用L,a,b值色座標中常用的有HunterL,a,b和CIEL*,a*,b*.•此兩種L,a,b值色座標有著不同的運算公式,必須注意以避免混淆.©2001HunterLabLL==6611..4422aa==++1188..1111bb==++3322..2233HunterL,a,bLL**==6677..8811aa**==++1199..5566bb**==++5588..1166CIEL*,a*,b*HunterL,a,b(1958)VSCIEL*,a*,b*(1976)©2001HunterLabL,a,b值的由來•HunterL,a,b和CIEL*,a*,b*的數值都是由X,Y,Z中經幾何運算公式中求出,但因幾何運算公式中的參數不同所以答案值也不同.•目前多以CIE的L*,a*,b*最被為廣泛運用.©2001HunterLab運算公式L=100(Y/Yn)1/2a=Ka(X/Xn-Y/Yn)(Y/Yn)1/2b=Kb(Y/Yn-Z/Zn)(Y/Yn)1/2HunterL,a,bL*=116(Y/Yn)1/3-16a*=500[