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為什么色彩管理要用標準光源

點擊:         發布日期:2014-09-03
對色燈箱初始的設計理念就是為工業顏色檢測提供一個標準的光源環境,讓生產商和供應商,供應商和客戶之間可以達成顏色一致,減少生產上因為顏色差異而產生的損失。其實我們知道了解事物的色彩依靠就是視覺,那么為什么需要標準光源又是如何控制色彩管理的呢?我們生活的
對色燈箱初始的設計理念就是為工業顏色檢測提供一個標準的光源環境,讓生產商和供應商,供應商和客戶之間可以達成顏色一致,減少生產上因為顏色差異而產生的損失。其實我們知道了解事物的色彩依靠就是視覺,那么為什么需要標準光源又是如何控制色彩管理的呢?
我們生活的世界之所以看起來是一個色彩繽紛的世界,是因為有光和視覺神經的存在。我們眼睛中的感光細胞感受著外界不同波長的光線從而使我們的世界看起來是色彩斑斕,五光十色。可是顏色是一個捉摸不定的東西,并不是那么輕易的能夠把握的,對于色彩的復制也不是輕易的一件事情,所以,在印刷領域中人們引入了色彩管理系統的理念。
色彩管理成果的評判者還是人的眼睛。無論設備怎樣調試,色彩的像與不像,準與不準都是要觀察者通過自己的眼睛來確定的,因為一串數值只能給人一個抽象的色彩概念,就像我們平時說的眼見為實,人總是更相信自己的眼睛。但是眼睛也會欺騙你哦,或者說是光在欺騙你,有時不同的色彩在同一個光源下會讓你看起來是一樣的,相同的色彩在不同的光源下看起來卻是不一樣的。所以在色彩管理中我們必須為觀察色彩創造一個良好的、穩定的、能夠看到盡可能真實色彩的環境。這就為什么對色燈箱會出現,標準光源會被應用的主要原因。當然這個較理想環境就是在晴天上午的自然光下面環境,這是更好的觀察環境,但是對于實際操作來說這又是一個很難達到的環境,因為我們總是在室內進行色彩管理,所以我們就需要用人造光源來營造一個能夠盡可能模仿理想自然光的環境來觀察色彩,這個人造光源就是標準光源。在對色燈箱下,只有在這樣一個環境中,我們才能夠正確的進行色彩管理,才能夠準確的評價色彩管理的成果。
色彩,是視覺神經對光的反應,一種視覺神經刺激,沒有視覺神經或光,就沒有色彩。注意:光不等于色彩。人可以看見的光的波長一般介于380nm到780nm之間。以下是可見光的波長。

紅色

波長λ(nm)

代表波長

紅(red)

780~630

700

橙(orange)

630~600

620

黃(yellow)

600~570

580

綠(green)

570~500

550

青(cyan)

500~470

500

藍(blue)

470~420

470

紫(violet)

420~380

420

我們能夠看見色彩就是因為我們的眼球中的視網膜上有三種類似錐狀體的負責感受彩色光的錐狀細胞ργβ和類似桿狀體的負責感受明暗的桿狀細胞。其中,負責感紅光的是錐狀細胞ρ,負責感綠光的是γ錐狀細胞,負責感藍光的是β錐狀細胞,他們與桿狀細胞一起構成了我們的眼睛對于光的主要接收器。然后通過神經傳遞到大腦,形成了我們對于色彩的感覺。所以說我們能看到不同色彩的物體,是因為光照射在色物體上,色物體吸收了部分光波同時又反射了部分光波,反射的這部分光又作用于我們的眼睛,于是這個世界我們看起來就是色彩繽紛的了。
換一種說法,色彩就是大腦對于光作用于眼睛視網膜上細胞形成的R、G、B三刺激值的感受結果。也就是說如果R、G、B的三刺激值的計算結果X、Y、Z是相等的話,那么就算兩個色物體的光譜分布是不一樣的,我們感覺他們的色彩還是一樣的。如下圖:
雖然色物體1和色物體2的分光曲線是不一樣的,但是在照明體C下兩者分別計算出來的XYZ值是相等的,也就是在照明體C下面色物體1和色物體2對于眼睛視網膜的三刺激值相等,那么大腦的感覺就是他們是兩個一樣的色彩。我們把這個稱為照明體條件等色現象,或者同色異普現象。如果我們把照明體C換成了照明體A,如圖:
在照明體C下,色物體1和色物體2分別計算出來的XYZ值是不一樣的,也就是對于眼睛視網膜的三刺激值是不一樣的,于是我們大腦就感覺到了這是兩個不同的色彩。這就是為什么會出現不同的色彩在同一個光源下面看起來會是一樣的原因。同樣,如果色物體的光譜是一樣的,在兩個不同的光源的照射下就有可能產生2個不同的三刺激值的結果,于是這個色彩就會看起來不一樣。 
通過這個我們就可以看到照明體是影響色彩的重要因素之一,在我們色彩管理的過程中如果沒有一個能夠起到溝通作用的標準照明體,或者說光源,那么我們的色彩管理的成果將大打折扣。這也是為什么在印刷領域要用對色的燈箱D50或者D65的標準光源為顏色溝通的依據。 
由上可知照明光源對物體的顏色影響很大。不同的光源,有著各自的光譜能量分布及顏色,在它們的照射下物體表面呈現的顏色也隨之變化。為了統一對顏色的認識,首先必須要規定標準的照明光源。那什么樣的光源能被稱為標準光源呢?國際照明委員會(CIE)首先規定了四種標準照明體的色溫標準:標準照明體A(代表完全輻射體在2856K發出的光)、標準照明體B(代表相關色溫約為4874K的直射陽光)、標準照明體C(代表相關色溫大約為6774K的平均日光,光色近似陰天天空的日光)、標準照明體D65:代表相關色溫大約為6504K的日光,而標準照明體D代表標準照明體D65以外的其它日光。為了實現CIE規定的標準照明體的要求,于是就規定標準光源,以具體實現標準照明體所要求的光譜能量分布。CIE推薦下列人造光源來實現標準照明體的規定:標準光源A:色溫為2856K的充氣螺旋鎢絲燈,其光色偏黃。標準光源B:色溫為4874K,由A光源加罩B型D-G液體濾光器組成。光色相當于中午日光。標準光源C:色溫為6774K,由A光源加罩C型D-G液體濾光器組成,光色相當于有云的天空光。模擬典型日光的標準照明體D65,目前CIE還沒有推薦相應的標準光源。現在研制的三種模擬D65人造光源分別為:帶濾光器的高壓氙弧燈、帶濾光器的白熾燈和熒光燈。 
以上是一些官方的學術性的標準光源的定義,在色彩管理的實際運用中,因為色彩管理的目的是為了最真實的還原色彩,在工藝流程中讓色彩的損失降到最小,所以其對于光源要求就是能夠較大限度的模擬特定時間的自然光(在我國大部分地區的上午8點至10點和下午3點至5點的自然光線是觀察顏色、進行色彩比較的理想的光源),這個時候的自然光線柔和,包含了所有顏色的光譜曲線。在自然光線的照射下,物體能100%顯現出它的絢麗色彩。很明顯,我們需要運用對色燈箱的標準光源就是為了能夠在人工制造的環境下獲得盡可能真實的色彩,以進行色彩的復制、傳遞和比較。從CIE的對于標準照明體的規定和標準光源的推薦中我們可以看到,判斷一個光源是不是標準光源重要指標之一是色溫。從應用中我們也可以發現另一個判斷光源是不是標準光源的指標就是顯色性。色溫是衡量光源色的指標,而顯色性是衡量光源視覺質量的指標。假若光源色處于人們所習慣的色溫范圍內,則顯色性應是光源質量的更為重要的指標。這是因為顯色性直接影響著人們所觀察到的物體的顏色。所以說我們考慮實際應用的標準光源的重要的兩個顏色指標就是色溫和顯色性。 
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