纺织印染对色手册

2011-02-14

                                       纺织印染对色手册(一)

一、光与颜色

  光是一种电磁波，它的波长范围很宽。我们眼睛能见到的光，即可见光，只是电磁波中极小的一部分，其波长在400～700nm之间。光是由光源发出的，常见的光源有太阳、灯、火焰等。物体会显示出各种各样的颜色，其根本原因就是它对光具有选择吸收的特性。太阳光照在物体上，物体可选择吸收某种波长范围的光，而将其余波长的光反射出来，反映到人脑中，就得到这种物体显示什么颜色的印象。如蓝色的物体吸收红和黄光而反射蓝光，黄色的物体吸收红和蓝光而反射黄光。因此，物体的颜色可以认为是光源发出的光经过物体的一系列吸收、反射等作用后对人眼产生的一种刺激作用。

二、颜色的基本属性

  总的来讲，颜色可分为彩色和消色两类。消色又称非彩色，黑、白、灰等皆为消色。非彩色以外的各种颜色，都称为彩色。所有的彩色都对可见光内的某一部分波长有比较明显的吸收。人们通过对颜色的研究发现，自然界中的所有颜色都可以用明度、色相和饱和度三个属性来描述。明度是表示物体表面明亮程度的一种属性，在非彩色中明亮的颜色是白色，暗的颜色为黑色，其间分布着不同的灰色。也就是说白色明度更高，黑色明度低，而灰色的明度则介于白色和黑色之间。各种不同的彩色也有明度高低之分，通常明亮的颜色明度高，而比较暗的颜色则明度较低。如同样是红色，暗红色的明度就低于浅红色。色相是颜色彼此相互区分的特性。可见光谱不同波长的辐射表现为视觉上的各种色调，如红、橙、黄、绿蓝等。物体表面色的色相决定于三个方面，一是照明体光源的光谱组成，二是物体对光的吸收和反射特性，三是不同的观察者。发光物体的色相决定于它的光辐射的光谱组成。非发光物体的色相决定于照明光源的光谱组成和物体本身的光谱反射特性。饱和度是指颜色的纯度。可见光谱中的单色光是饱和的颜色，为100%。饱和度的高低可以从光谱色与白光的混合来理解。任意一个颜色都可以看成是白光与光谱色混合后得到的，此时白光的成分越多，则饱和度越低，白光的成分越少，则饱和度越高。白色、标准灰色和黑色的饱和度低，为0或者说没有饱和度。一般地说，明度决定于有色物质的浓淡，色相决定于有色物质的颜色，而饱和度则和颜色的鲜艳度有关。但是，这些关系往往都不是简单的线性关系。例如，饱和度和鲜艳度之间的关系就很复杂，这主要是因为饱和度是一个色度学概念，而鲜艳度则受相当大的心理因素影响。
对于颜色的这三个属性，人们常用三维空间的类似球体的模型来表示，如图2-1所示。图中纵坐标表示明度，围绕纵轴的圆环表示色相，离开纵轴的距离表示饱和度。

三、颜色的混合

  两束不同波长的光叠加在一起，就会得到与原来两束光具有不同性质的光。同样，两种不同颜色的染料混合在一起，也会得到与原来两种染料颜色完全不同的混合物。这就是我们日常生活中常见的颜色混合。经过研究发现，上述两种颜色混合方式的规律是完全不同的。为区别起见，人们把光的混合称之为加法混色，而把对光具有吸收作用的物质如染料、颜料、滤光片等的混合或叠加称为减法混色。
1、加法混色加法混色是指各种不同颜色的光的加和。三个原色光为红（R）、绿（G）、蓝（B），把这三种光以适当的比例混合可以得到白光。加法混色中的基本规律是由格拉斯曼（H.Grassman）在1854年提出的，称为格拉斯曼混色定律。彩色电视机荧光屏的混色是加法混色在日常生活中的典型例子。加法混色在印染上的典型实例为纺织品的荧光增白。经煮练、漂白后的织物仍带有一定的黄色，即织物的反射光中缺少蓝紫色的光，而荧光增白剂可以吸收紫外光激发出蓝紫色的可见光，蓝紫色的光与黄光相加，则可以得到白光，所以织物的白度增加。
2、减法混色减法混色常见的事例是染色过程中染料的混合。减法混色中的三原色为黄、品红、青（通常称?quot;红"、"黄"和"蓝"）。染色纺织品之所以呈现某种颜色，例如蓝色，是因为其中的染料把照明白光中的红、黄、绿光大部分吸收了，因而反射出来的主要是蓝光。至于呈黄色，则是因为白光中的蓝紫色大部分被吸收了的缘故。因此将蓝色与黄色染料混在一起，就相当于白光先后通过蓝色和黄色之滤光片，从而把红、黄、蓝、紫等色光都吸收了，剩下的就是绿色。纺织工业中经常应用减法三原色，通过减法混色，得到许多色泽。图2-2表示加色法与减色法中颜色的变化情况，加色法三原色通过加法混合得出减色法三原色，减色法三原色通过减法混合得到加法三原色。加法混色与减法混色的重要差别之一，就是加法混色亮度增加，而减法混色的亮度减小。

3、平均混色除了加法混色和减法混色之外，还有一种称为平均混色。颜色的平均混合可以用陀螺的例子来说明：先在陀螺面上贴几种颜色，如黄色和蓝色，然后将陀螺快速旋转起来，这时我们看到的颜色将会是绿色，它是黄色和蓝色两种颜色在人眼的视觉反应时间内频繁作

视网膜所产生的一种效果。由于这种混合的结果只使色相发生混合变化，而总的亮度并不变，所以是平均混合。
4、CIE标准色度系统物体颜色的定量度量是很复杂的，它涉及到观察者的视觉生理、视觉心理以及照明条件、观察条件等许多问题，为了能够得到一致的度量效果，国际照明委员会（简称CIE）规定了一套标准色度系统，称为CIE标准色度系统。根据格拉斯曼颜色混合定律，外貌相同的颜色可以相互代替，相互代替的颜色可以通过颜色匹配实验来找到。把两个颜色调节到视觉上相同或相等的方法叫做颜色的匹配。在颜色匹配实验中，与代测色达到色匹配时所需要的三原色的数量，称为三刺激值。也即R、G、B值。一种颜色与一组R、G、B数值相对应，颜色感觉可以通过三刺激值来定量表示。任意两个颜色只要R、G、B数值相同，颜色感觉就相同。为了测得物体颜色的三刺激值，首先必须研究人眼的颜色视觉特性，测出光谱三刺激值，此数据称为"标准色度观察者光谱三刺激值"，以此来代表人眼的平均颜色视觉特性。1931年CIE提出了早的主要推荐书-CIE标准色度观察者和色品坐标系统；并规定了标准光源和照明观测条件，建立了CIE标准色度系统，从而奠定了现代色度学的基础。
5、同光异谱现象不同的物体有不同的颜色，其原因是它们对光的吸收、反射特性不同。但是，有时我们会发现吸收、反射特性不同的两个色样（比如配方不同）却能够在特定的光源下相互匹配，这种现象称?quot;同光异谱"现象。这样的两种光刺激为同光异谱色。同光异谱现象的产生与人眼不能分辨出混合色中的光谱成分有关。因此在观察者和光源改变或两者之一改变时，同光异谱的性质就会被破坏。同时由于样品的光谱反射比不同，失匹配程度也不同。所以就可以用改变观察者或改变照明光源后造成的色差大小来度量两样品同光异谱的程度。为了对颜色的同光异谱程度作定量的评价，1971年CIE公布了计算"特殊同光异谱指数（改变照明体）"的方法。这一方法的原理是，对于特定参照照明体和观察者具有相同的三刺激值的两个同光异谱样品，用具有不同相对光谱功率分布的测试照明体所造成的两样品间的色差作为特殊同异谱指数Mt。CIE推荐选用标准照明体D65作为参照照明体，推荐测试照明体用标准照明体A或是照明体F