色泽的基本观念与量测_HunterLab_123页.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,2001,HunterLab,HunterLab Presents,色澤基本的觀念與量測,Version 1.4,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,顏色的知覺,To Contents Page,End,構成顏色知覺的三大要素,光源,物體,觀測者,視覺觀測狀態,物體,光源,觀測者,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,光 源,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,.,光譜,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,700 nm.,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.,300,450,550,650,1000,VISIBLE SPECTRUM,INFRARED,ULTRAVIOLET,0,50,100,150,400,500,600,700,Wavelength-Nanometers nm,Relative,Energy,Daylight,日光光譜圖,2001,HunterLab,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,.,光源和發光體,Daylight,Tungsten,Fluorescent,光源,發光體,常見的發光體,AIncandescent (,白熾燈),CAverage Daylight(,平均日光),D,65,Noon Daylight (,正午日光),F2Cool White Fluorescent(,白色螢光燈),U30,Ultralume,(,紫外線),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,.,?,?,2001,HunterLab,物 体,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,2001,HunterLab,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,.,分光光度計對校車顏色的光譜曲線圖,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,.,?,2001,HunterLab,觀 測 者,觀測者,光源將會依觀測者的肉眼對光波不同敏感度而定,.,人体眼球對色澤感知的光譜曲線圖,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,.,眼球,Lens,Cornea,Optic Nerve,Macula,Retina,Fovea,桿柱体,綠色圓椎体,紅色圓椎体,籃色圓椎体,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.,標準比色法,RED,GREEN,BLUE,TEST,LIGHT,WHITE,BACK DROP,REDUCTION,SCREEN,EYE,BLACK PARTITION,TEST,FILTER,2,對觀測者測試結果,由此實驗中求得,x,y,z,並規範為,CIE 1931 2,的標準,並得到人體對紅,綠,籃,三色敏感度的平均值.,CIE 2,標準比色法,z,y,x,2001,HunterLab,觀 測 者角度標準,1931,年發明 2的標準觀測法,1964,重新做一修改為,10,的標準觀測法,.,15,”,7,feet,2,and 10,的觀測,10,3”,2,2,VS,10,的觀測值比較,z,y,x,CIE 10 Degree Observer(1964),CIE 2 Degree Observer(1931),2001,HunterLab,觀測者,在兩種不同的量測角下比較並發現,10,觀測角得出的平均值較為客觀,此後,10,觀測角也就更被為接受.,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,2001,HunterLab,色澤的測量,To Contents Page,End,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,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,=,x,x,x,=,=,=,X,=41.9,Y,=37.7,Z,=8.6,x,Y=37.7,Z=8.6,X=41.9,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,色差計對色澤的測量,Tristimulus Colorimeter,X=,Y=,Z=,X=41.9,Y=37.7,Z=8.6,Light Source,Specimen,Red,Green,&Blue Filters,Photodetectors,Data Display,色差計系列,D25-9000 Colorimeters,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,CIE2,或,CIE10,的規範求出,X,Y,Z,值.,Light Source,分光光度計對色澤的測量,Spectrophotometer,X=,Y=,Y=37.7,Z=,Z=8.6,X=41.9,Specimen,Diffraction Grating,Diode Array,Data Display,Data Processor,分光光度計系列,MiniScan,ColorFlex,LabScan,XE,色澤的單位,To Contents Page,End,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,視覺組織的顏色,CHROMA(SATURATION),HUE,VALUE(LIGHTNESS),Black,White,HUE,VALUE,CHROMA,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,.,校車的量測直:黃色,X,=41.9,Y,=37.7,Z,=8.6,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,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,互補顏色理論,B,R,A,I,N,C,O,L,O,R,BLUE RECEPTOR,GREEN,RECEPTOR,RED RECEPTOR,BLUE-YELLOW CODER,BLACK-WHITE,CODER,RED-GREEN CODER,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,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,Hunter L,a,b,座標圖,Hunter L,a,b,色座標圖是一3,D,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,Hunter L,a,b,座標圖,L=100,L=0,Hunter L,a,b,座標圖,所有的顏色將由,Hunter L,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,+10,0,+40,+10,+30,+20,+100,+90,+80,+70,BLUE,RED,GREEN,YELLOW,WHITE,BLACK,LIGHTNESS,+60,+30,+20,L=61.4,a=+18.1,b=+32.2,2001,HunterLab,黃色校車在,Hunter,中的,L,a,b,L=61.4,a=+18.1,b=+32.2,L,a,b,值的區分,目前所使用,L,a,b,值,色座標中常用的有,Hunter L,a,b,和,CIE L*,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.,Hunter L,a,b,CIE L*,a*,b*,Hunter L,a,b(1958)VS CIE L*,a*,b*(1976),L,a,b,值的由來,Hunter L,a,b,和,CIE L*,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,.,運算公式,L=100(,Y,/Y,n,),1/2,a=Ka(,X,/X,n,-,Y,/Y,n,),(,Y,/Y,n,),1/2,b=Kb(,Y,/Y,n,-,Z,/Z,n,),(,Y,/Y,n,),1/2,Hunter L,a,b,L*=116(,Y,/Y,n,),1/3,-16,a*=500(,X,/X,n,),1/3,-(,Y,/Y,n,),1/3,b*=200(,Y,/Y,n,),1/3,-(,Z,/Z,n,),1/3,CIE L*,a*,b*,CIE L*,C*,h,座標圖,CIE L*,C*,h,也是為國際照明協會經由,CIE L*,a*,b*,運算所得到的另一種色系座標,.,而,CIE L*,C*,h,所呈現出來的值為,L*,C*,h,代表意義如下:,L*:,亮度,lightness,C*:,色濃度,chroma,(saturation),h:,色彩度,.,CIE L*,C*,h,座標圖,什麼是可接受的色差,?,最小值,最大值,可接受的色差,何謂可接受的色差,:,在顏色的配應中,將視覺的感知,最大和最小的接受度訂出即為可接受的色差.,什麼是,L*,a*,b*,色差值,?,樣品值-標準值=色差值,如果,L*,為正的表示樣品比標準亮,如果,L*,為負數正表示樣品比標準暗,如果,a*,為正的表示樣品比標準紅,如果,a*,為負數表示樣品比標準綠,如果,b*,為正的表示樣品比標準黃,如果,b*,為負數表示樣品比標準籃,L*,a*,b*,色差值,SAMPLE,STANDARD,COLOR,DIFFERENCES,D,L*,=,+2.2,D,a*,=,-2.5,D,b*,=,-2.4,大部份產品的顏色容差是容易被,定義出來的.,而描述容差的被接受度順序如下,1.明量度,2.色層,3.飽和度,容差規範的接受度,可接受的容差,L*,+,a*,+,b*,Product Standard,Acceptable Match,色澤和明量度的可接受變化量,在單一色系中其,a*,值 和,b*,值的可接受變化量會比,L*,值大.,在非單一色系中其,L*,值可接受變化量會比,a*,值 和,b*,值大.,L*,+,a*,+,b*,色澤和明量度的可接受變化量,L*,a*,b*,的色差空間,在,Hunter L,a,b,或,CIE L*,a*,b*,的3,D,立体色層座標圖中,其可接受的容差範圍是用一個立体的矩形將容差規模於內,.,L*,a*,b*,的色差空間,b*,a*,Product Standard,Acceptable Match,X,L*,a*,b*,L*,E*,E*:,稱為總色差值,可用於決定,PASS,或,FAIL.,2001,HunterLab,不規則的色差值,E*,E*,有時也會造成視覺的誤差,例如:,在不同批產品中我們可用眼睛發現顏色的色差,但儀器卻無法分辨.,不規則的色差值,E*,Standard,Batch 1,Batch 2,L*,C*,H*,的色座標圖,H,的計算公式,:,H,(,E,*,ab,),2,-(L*),2,-(C*),2,1/2,如果,L*,為正的表示樣品比標準亮,如果,L*,為負數正表示樣品比標準暗,如果,C*,為正的表示樣品比標準飽和,如果,C*,為負數正表示標準比樣品飽和,H*,表示色層的變化量,L*,C*,H*,色差值,SAMPLE,L*,=,71.9,C*,=,58.9,h,=,80.0,STANDARD,L*,=,69.7,C*,=,61.8,h,=,78.5,COLOR,DIFFERENCES,D,L*,=,+2.2,D,C*,=,-2.8,D,H*,=,+2.0,L*,C*,H*,的色座標圖,L*,C*,H*,所規範的3,D,立体容差圖如下圖.,L*,C*,H*,的色座標圖,Product Standard,Acceptable Match,D,L*,D,C*,D,H*,Ecmc,的色座標圖,Ecmc,是由,L*,a*,b*,中所換算出來的其有,AUTO RANGE,的功能,.,Ecmc,的色座標圖,Product Standard,Acceptable Match,D,L*,D,C*,D,H*,Ecmc,的色座標圖,Ecmc,也只有一個數值來判定合格或不合格,通常設定值為一參數值光源,(lightness),和 色濃度(,chroma,),的比值簡稱(,l:c)ratio,一般的設定值為2:1,Ecmc,計算公式,D,D,D,E,cmc,=,L,*,SL,C,*,SC,H,*,SH,Where:,cf,l,c,+,+,2,2,2,SL,SC,SH,D,cf,=commercial factor,l:c=lightness to,chroma,ratio,表面特性與幾何學,To Contents Page,End,散射,光如在行進方向遇到不透明体會產生反射和折射我們統稱散射.,散射,Incident Light,Specular,Reflection,Diffuse,Reflection,表面特性對光的影響,當您查看同一顏色的物質,由於表面粗糙度的不同將會讓您產生視覺的誤差,如光澤變暗顏色變淺,.,表面特性對光的影響,Glossy,Matte,Textured,表面特性對光的影響,越粗糙的表面其散色越是嚴重,而會造成顏色被稀釋,光澤被提高.,表面特性對光的影響,Matte,Semi-Gloss,High Gloss,儀器幾何學,儀器幾何學的定義:,光源,樣品,偵測系統,方向性幾何學,方向性幾何學:,光源,45,量測角,0,稱為:,45/0.,量測角,45,光源,0,稱為:,0/45.,此兩種型式的機型必須排除鏡面,反射.,45,45/0 和,0/45,幾何學,Specular,Specular,45,Illumination/0 Measure,0,Illumination/45 Measure,Spectrometer,Spectrometer,Source,Source,Diffuse,Diffuse,0,0,Diffuse,Diffuse,45,Specimen,Specimen,光澤對顏色的影響,下圖說明了光澤對顏色的影響:,將同樣的顏色的色料塗抹於具光澤,和不具光澤的樣品上即產生了色澤的變化.,光澤的影響,L*,a*,b*,Specular Excluded 1.4 -1.5 -1.2,Glossy,Matte,0/45,Geometry,A 0/45,幾何分光光度計,LabScan,XE,散射幾何學,散射幾何學的機型:,積分球,(sphere):,其量測角為,8,所以又稱為,(d/8).,積分球,d/8,Specular Included,Specular Excluded,Spectrometer,Spectrometer,Source,Source,Specular,Measured,Specular,Measured,Specimen,Specimen,光澤對顏色的影響(積分球,d/8),下圖同一色板是用積分球型的儀器所測量出來的,由於我們包含了鏡面反射的讀值所以沒有明顯的色差產生.因為此功能是應用於一些配色公式.,積分球型的儀器也可以將鏡面反射去除,使其讀值與,0/45,的儀器相似,.,光澤的影響,L*,a*,b*,Specular,Included 0.0 0.1 -0.0,Specular,Excluded 1.8 -1.6 -0.9,Sphere Geometry,Glossy,Matte,積分球,d/8,的鏡面反射,積分球型儀器是目前最完美的分光光度儀,.,於量測時我們建議將鏡面反射係數,含蓋於積分球內一併計算.,紋路的影響,Smooth Specimen,Textured Specimen,Measured,Specular,Measurement is Accurate,Smooth Specimen,Measured,Measurement is Too Light,Textured Specimen,Specular,Specular,Specular,紋路對色差的影響,下圖是為具有不同紋路特性的兩片塑膠片,我們分別以積分球含鏡面反射,積分球不含鏡面反射及,0/45,的測值如下.,紋路影響所造成的色差,0/45,Geometry,L*,a*,b*,Specular Excluded 5.2 1.8 2.5,Sphere Geometry,L*,a*,b*,Specular,Included 0.1 -0.1 0.1,Specular,Excluded2.0 0.5 1.0,Light Texture,Heavy Texture,積分球,積分球型式的儀器可量測穿透值,光的穿透,透明物可分為液体或是固體且也,有著鏡面反射.,當光源以直線的行進方向穿透此,透明物時由於透明物表面的紋路,或粗糙的關係會造成光的穿透,消散及散射,而由其中將顏色或是霧度呈現出來.,光的穿透行進路線(透明物体),Incident Light,Specular,Reflection,Diffuse,Transmission,Regular,Transmission,Total Transmission,積分球型分光儀,ColorQuest,XE,樣品的準備與介紹,To Contents Page,End,理想的量測樣品,平坦,光滑,單一性,無方向性,無反光性,樣品的準備與介紹,選擇具產業代表性的產品.,準備出理想的樣品,.,每一次的樣品選擇都必須要遵循此步驟.,強調儀器的再現性,.,藉由多次的事前往復測試來達到對客戶完美的介紹.,各式樣品杯展示,謝謝您的參與,如有任何問題例如,:,各類樣品的應用與測量,產品資料,或,連絡 022698-1222,.tw,To Contents Page,End,