[印刷颜色测量与计算]手机测量软件

　　摘要：本文针对印刷色彩颜色测量和计算进行实验分析，利用印刷色彩学理论来分析各个样品色在不同环境下的颜色差异，从而达到在生产过程中，根据不同环境确定颜色、保证颜色的准确性，降低颜色误差，获得合格的印刷品，满足消费者需求的目的。
　　关键词：颜色；三刺激值；色域
　　中图分类号：TS805.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）08-0273-03
　　一、实验方法
　　在Color shop软件环境中，采用分光光度计、光电色度计测量样品的光谱反射率、三刺激值及密度等的物理量，然后综合CIE1931标准观察者光谱三刺激值等基本数据，利用相关公式计算样品的三刺激值、色品坐标、Lab值、网点面积率等得出数据并绘图，最后将计算所得的数据与直接测量所得的数据进行比较，并加以分析。
　　二、使用仪器
　　（1）计算机，Color shop软件；（2）X-Rite Swatch book分光光度计；（3）X-Rite Mmonitor Optimizer色度计。
　　三、实验步骤
　　1.进入color shop软件，取样品，利用X-Rite Swatch book分光光度计测量其光谱反射率、三刺激值等数据。
　　2.进入color shop软件，利用X-Rite Mmonitor Optimizer色度计测量显示器不同饱和度梯尺的三刺激值等。
　　四、电子文件及图表的说明
　　1.颜色计算。（1）原理分析：颜色给人的感觉一般比较抽象，因此对颜色的计算就显得更加困难。首先了解一下颜色产生的过程：光源发出的光照在物体表面经过物体对光选择性的吸收，反射或透射之后作用于人眼，由人眼内视细胞将光刺激转换为神经冲动又视神经传入大脑，有大脑判断出该物体的颜色。因此，光源、物体、眼睛、大脑是色觉产生的四大要素。光源是四大要素之首，无光既无色。物体对照在他表面的光的选择性吸收、反射或透射使得光经过各个物体之后的光谱分布出现差异。因此，在进行颜色计算时，要测量物体的光谱反射率ρ（λ）。不同的光源照射在同一物体上其光谱分布也是不一样的，因此，国际上规定了一些标准光源作为参考的标准，在实验中，本人采用了D65光源作为实验用光源，通过相关公式计算在该光源作用下反射光的光谱反射率并绘图。为了方便而准确的计算颜色，CIE于1931年建立了CIE1931标准色度系统。该系统将R、G、B系统光谱三刺激值进行转换为以X、Y、Z三原色匹配等能光谱的三刺激值，定名为“CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值”即“CIE1931标准色度系统”。最后计算出物体的三刺激值X、Y、Z，色品坐标xy和Lab值。（2）图解：①根据实验中测量样品在可见光范围内的光谱反射率，用Excel绘图工具绘制八色块光谱反射率曲线，如下图所示：
　　②样品与D65标准光源S（λ）作用以后的反射光光谱曲线，如下图所示：
　　③样品与标准观察者函数作用以后的光谱曲线，如下图所示：
　　（3）计算：①根据公式K=■，计算出k值。其中Δλ=10（nm）。②根据颜色求解公式：X=K■s（λ）ρ（λ）x（λ）Δλ；Y=K■s（λ）ρ（λ）■（λ）Δλ；Z=K■s（λ）ρ（λ）z（λ）Δλ。在Excel中计算出样品的三刺激值XYZ。③由公式：x=X/（X+Y+Z）；y=Y/（X+Y+Z）计算出样品的色品坐标xy。计算结果如下表所示：
　　2.“油墨色域”和“显示器色域”。（1）原理分析：不同的油墨、显示器，其所能再现的颜色的范围是不同的。如上图所示。不同品牌的油墨，其生产的原材料不同，配料不一致等原因使得各种品牌油墨间存在一定的差异，在所能再现的颜色范围上有所不同，即油墨所能再现的色彩范围不同。显示器也是如此，不同的显示器，由于荧光粉的发光效率及色品不同，其显示的色彩范围也不同。（2）图解：由样品光谱三刺激值计算出其对应的色品坐标，绘制CIE-xy色品图，并将样品色品坐标标在图中，画出其色域。如下图所示：
　　3.两对比样品数据的计算与分析。（1）原理分析：CIEXYZ色度系统解决了颜色的定量描述与计算的问题，但它的色度空间在视觉上是不均匀的，空间中相同距离带来的视觉上差异是不同的。而在如印刷等需要处理物体表面色的行业，经常遇到的问题是需要去鉴别颜色的差别，用数量来描述颜色的差别，即色差。因此，CIE于1976年建立了Lab均匀颜色空间。（2）计算：①根据公式：■；h*=■*arctan■；c*=■。分别计算出两个青色块的明度L*、色调角h*、饱和度C*。②根据公式：△L*=L1*-L2*计算出两颜色的明度差；△a*=a1*-a2*计算出两颜色的色品差；△b*=b1*-b2*计算出两颜色的色品差；△C*=C1*-C2*计算出两颜色的饱和度差；△h*=h1*-h2*计算出两颜色的色调角差；△E*ab=（△L^2+△a^2+△b^2）^（1/2）计算出两颜色的色差。结论：明度差△L*为正值表示青色块一比青色块二色浅，负值表示青色块一色深，明度低。色品差△a*为正值表示青色块一比青色块二偏红，负值青色块二比样品色偏绿。色品差△b*为正值表示青色块一比青色块二偏黄，负值表示青色块一偏蓝。饱和度差△C*为正值时表示青色块一比青色块二饱和度高，含非彩色成分少，负值表示青色块一饱和度低，含非彩色成分对。色调角差△h*为正值时表示青色块一位于青色块二的逆时针方向上，负值表示青色块一位于青色块二的顺时针方向上。
　　4.单色梯尺。（1）原理分析：无论是在CIE-xy色品图还是在Lab色品图中，从中心向外延伸表示着不同饱和度的颜色。越靠近中心，饱和度越低，离中心越远饱和度越高。（2）图解。
　　5.网点面积率。（1）原理分析：样品中标注的网点面积率与实际测量的值是有差异的。测量时有仪器测得样品的油墨密度Dt和同样印刷条件下该原色油墨的实地密度Ds，由默里—戴维斯公式：a=［1-10^（-Dt）］/［1-10^（-Ds）］计算出所测样品在该处的单色油墨网点面积率，再与实际测量得的网点面积率相比较。（2）图解。
　　（3）计算：默里—戴维斯公式：a=［1-10^（-Dt）］/［1-10^（-Ds）］
　　6.纽介堡方程。（1）原理分析：在实际的印刷过程中，我们也要用纽介堡方程实现从XYZ色空间向CMY色空间的转换，由原稿的颜色及油墨与纸张的色度特性，就可以求解纽介堡方程式，计算出印刷品上所需黄、品、青色版的网点面积率，纽介堡方程如下：
　　Y=fcYc+fMYM+fYYY+fRYR+fGYG+fBYB+fWYW+fBKYBKZ=fcZc+fMZM+fYZY+fRZR+fGZG+fBZB+fWZW+fBKZBK
　　（2）误差分析。一般情况下，实际打样出来的色样颜色纽介堡方程计算出来的结果有很大出入，本人认为其主要原因如下：①印刷油墨中的颜色不纯。这是最大影响因素，黄、品、青各原色都含有非彩色成分的灰度值，而且随着网点面积率的变化，灰度值的变化是非线性的；②两色或三色油墨叠印在一起得到的密度值，一般都低于各单色油墨分别印在纸上的密度值相加之和；③纸张的白度与成色效应的影响；第四，印刷中所采用的网屏系数和给墨量稳定性的影响。
　　通过对印刷样品的颜色测量实验，可以看出颜色视觉产生的机理，颜色测量，XYZ三刺激值、L*a*b*值的计算，色品图的绘制，对于印刷生产起到了关键性作用。
　　参考文献：
　　[1]武兵.印刷色彩[M].北京：中国轻工业出版社，2001.
　　[2]胡成发.印刷色彩与色度学[M].北京：印刷工业出版社，1989.
　　作者简介：李权（1985-），男，助教，南充职业技术学院，研究方向为包装工艺与设计。