第八章紡織材料顏色和光澤測試

1第八章紡織材料顏色和光澤測試2第八章目錄第一節(jié)

概述笫二節(jié)

視覺與顏色的性質第三節(jié) CIE表色系統(tǒng)第四節(jié) CIEUCS均勻色空間與色差公式第五節(jié)

顏色測量與儀器第六節(jié)

紡織品光澤測量3第一節(jié)概述顏色是光作用于人眼引起除形象以外的視覺特性。色度學是研究顏色的視覺規(guī)律、顏色的測量、計算和判別的科學。色度學涉及多種學科。它涉及到可見輻射的所有物理特性，它是以視覺生理學為基礎，以物理光學為主體，心理物理學相互滲透、相互結合而發(fā)展起來的邊緣科學。由于顏色科學的建立，就能以統(tǒng)一的標準和方法對顏色作定量的描述。光澤是由物體表面對光的反射情況而定。4笫二節(jié)視覺與顏色的性質一、視覺與顏色光是屬于一定波長范圍內的一種電磁輻射，電磁輻射的波長范圍很廣，只有從380nm到780nm波長的輻射能夠引起人眼的視覺，稱為可見光。這一區(qū)間中不同波長的電磁輻射進入人眼引起的顏色感受卻不同。通常把具有確定波長的光稱為單色光，它所呈現(xiàn)的顏色稱為光譜色。光的顏色同進入人的眼睛的相對光譜功率分布有關。5發(fā)光體以輻射形式向外發(fā)射和傳輸光能量，稱為輻射能。在單位時間內通過一定面積的光輻射能量，稱為輻通量。以對人眼引起的視覺能力的評價，稱為光通量。對不同波長的光來說，盡管能量相同，可是在視覺上產(chǎn)生的明亮程度卻不相同。67光度測量儀器的光接收元件，必須加上一個校正濾光器進行人眼校正，使儀器的光譜靈敏度特性符合人眼的明視覺曲線，以減少測量誤差。色度學是研究顏色的視覺規(guī)律、顏色的測量、計算和判別的科學。8光源色和物體色光源色它的顏色決定于輻射的光譜組成對人眼所產(chǎn)生的感覺。物體色它的顏色決定于照明光源的光譜組成和物體表面反射(吸收)的各波長對人眼所產(chǎn)生的感覺。例如：在日光下一個物體反射480～560nm波長的輻射，而吸收其他波長的輻射，那么該物體表面為綠色。9二、顏色分類和性質顏色可分為有彩色和無彩色。有彩色是指黑灰白系列以外的有色調的色。無彩色指黑灰白等無色調的色。顏色的三屬性又稱三要素：色調表示紅、黃、綠、藍、紫等顏色特性。彩度又稱飽和度，表示物體表面顏色的濃淡。明度指非發(fā)光體表面相對明暗的特性。色調、彩度、明度三屬性組成了色彩的花花世界。10三、顏色立體色立體和色卡圖顏色立體是用立體模型表示表面色的。以色調為外圍，以明度為縱軸，以彩度為穿過中心的直徑橫軸(見右圖)。立體模型中的每一部分代表一個特定的顏色，并給予一定的稱號。通常用紙或其他物體，用著色劑制成色卡，按一定順序排列在一張圖上稱為色卡圖。11孟塞爾色立體和色卡圖冊孟塞爾色立體見右圖圖中的中央軸代表無彩色白黑系列中性色的明度等級，稱為孟塞爾明度值。離開中央軸的水平距離代表飽和度的變化，稱為孟塞爾彩度。12顏色立體水平剖面圖見右圖：圖上的各個方向代表10種孟塞爾色調。包括5種主要色調─紅(R)、黃(Y)、綠(G)、藍(B)、紫(P)；5種中間色調─黃紅(YR)、綠黃(GY)、藍綠(BG)、紫藍(PB)、紅紫(RP)。

每種色調又分成10個等級。每一種主要色調和中間色調的等級為5。13孟塞爾色度的標注 標注方法是先寫出色調H，然后寫出明度值V，在斜線后寫彩度C。

HV/C＝色調、明度值/彩度 例如：GY8/12標號的顏色，它的色調是綠黃中間色，明度值為8，彩度是12。 對于無彩色系列用N表示，在N后寫明度值V，斜線后不寫彩度。

NV/＝中性色明度值例如：明度值等于5的中性灰色寫成N5/。14孟塞爾色卡圖冊作為分類和標定表面顏色的方法之一。該色卡圖冊包括兩套樣品，一套是全光樣品，一套是半光樣品。包括1150塊顏色樣品和32塊中性樣品。每一樣品的尺寸約為18mm×21mm。

下面是孟塞爾色卡圖冊，以及幾頁實例。每頁的右(或左)上角標明色調，橫坐標是彩度(飽和度)，縱坐標是明度。15孟塞爾色卡圖冊10R(紅)1610RP(紅紫)10YR(黃紅)1710G(綠)10GY(藍綠)187.5G(綠)10R(藍)195BG(藍綠)10PB(紫藍)20四、三原色原理紅、綠、藍按適當比例相加得白色，根據(jù)這一現(xiàn)象可以表明，紅、綠、藍三色是相互獨立的，其中某一種顏色不能由另外兩種顏色相加得到。因此，就把紅、綠、藍三種顏色稱為三原色。利用三原色(紅光、綠光、藍光)以不同比例相混合得到全彩色的原理稱為三原色原理。21以(R)、(G)、(B)分別代表產(chǎn)生混合色的紅、綠、藍三原色，以R、G、B分別代表紅、綠、藍三原色在匹配某一色C(C)時所需的三種原刺激的量或稱匹配系數(shù)，則可寫出顏色方程式：

C(C)＝R(R)＋G(G)＋B(B)但有些顏色，B(B)系數(shù)是負值，則：

C(C)＝R(R)＋G(G)－B(B)

如果將兩種顏色按一定比例加在一起構成白色，則這兩種顏色互為補色。

染料的混合和色光的混合是不同的。染料之所以呈現(xiàn)某種顏色，決定它對白光的吸收和反射情況。染料的混合是屬于色料的混合，與色光的混合是不同的，可見下圖。22色光混合色料混合23第三節(jié)CIE表色系統(tǒng)一、CIE1931-RGB基礎表色系統(tǒng)。1931年CIE根據(jù)三原色定出匹配等能光譜色的r、g、b光譜三刺激值(右圖)，這一組函數(shù)叫做“1931CIE-RGB系統(tǒng)標準色度觀察者光譜三刺繳值”，簡稱“1931CIE-RGB系統(tǒng)標準觀察者”24以三原色R、G、B為坐標軸可組成一個空間，稱為色空間?？臻g中的一點，即代表某一種顏色，稱為表色點。對于全部光譜色，就可得到由一系列表色點所構成的曲線，這條曲線就是光譜軌跡。但是在三維空間中來描繪光譜軌跡不夠方便,

用三原色的三刺激值在總量中的相對比例來作為顏色的色品坐標值。2526二、CIE-XYZ表色系統(tǒng)CIE-XYZ表色系統(tǒng)中的三刺激值與CIE-RGB表色系統(tǒng)中的三刺激值間的關系如下：由三刺激值求得：27由三刺激值求得：282930CIE1931色品圖(彩圖)31三、CIE1964補充表色系統(tǒng)CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值適用于2°視場的中央視覺觀察條件，為了適合10°大視場色度測量，CIE在1964年又另規(guī)定一組如右圖所示的三刺激值和色品圖323334四、HSB顏色系統(tǒng)與潘通配色系統(tǒng)現(xiàn)在國際上普遍采用美國潘通公司的PONTONE配色系統(tǒng)(簡稱PMS)，又稱潘通色卡。目前，PMS使用15種標準的基本色，配制1900種彩色，在色譜中每一色彩組成成分用一個標號標定。紡織印染應用的色卡又分紙版和棉布版兩種。棉布色彩大全：在手提箱里排放著2300個3cm×11cm大小色彩樣本，分別按照色調順序編號排放。服裝和家居色彩手冊及指南(紙版)：有便于攜帶的扇裝指南和一本活頁裝色彩手冊－－按色系順序排列的1900多種顏色的色票，每種顏色有6張可撕式的色票，方便撕取使用。色卡分有光澤(C)和無光澤(U)兩種，在色票的標號后注明。例如：深紅有光澤表1787C；淺黃無光澤標106U。該系統(tǒng)有“潘通紡織色彩選色器”，是一部掌上型測色儀，可以測定某種色彩在潘通色彩系統(tǒng)(棉布版)中最接近的色號和相應的RGB和Lab數(shù)據(jù)。35潘通色卡色彩手冊－紙版每種色彩均附有六張大型可撕色彩指南式色票，且全部在一本中。新式的大型便攜紙版扇形色彩指南包括1900多種紡織色彩。、36便攜式光譜色度計左圖為色度計及其皮套右圖是測試樣品后在上端顯示屏上顯示色彩數(shù)值：L、a，b；XYZ，以及色差值等。37

HSB顏色系統(tǒng)

PMS的配色名稱是按照色彩視覺中的HSB的顏色立體來描述的。

HSB顏色系統(tǒng)與RGB和Lab間是可以轉換的。

HSB顏色系統(tǒng)是一個極坐標三維空間(見下圖)：色調H沿著周向變化；彩度S為橫向變化的分量；明度B為縱向變化的分量。圖8-1238第四節(jié)CIEUCS均勻色空間與色差公式一、CIE1960、1976UCS表色系統(tǒng)人眼能感覺出顏色變化的最小距離叫做顏色分辨閾，如右圖所示：紅端和藍端很短，綠色部分卻很長。為求得在視覺上更近于均勻的色品圖，于是出現(xiàn)下列兩圖。圖8-13圖8-1439二、色差公式計算兩色之間差異的公式稱為色差式（一）1976年由CIE推薦。由下式表示：4041Lab彩圖424344（四）CMC(l：c)色差公式45色差公式中的l、c為調節(jié)明度和飽和度相對寬容量的兩個系數(shù)。對于一般可觀察性樣品評價時，取l＝c＝1。CMC(l、c)色差公式已被推薦紡織品色牢度和色差計算以及藍色羊毛標準分級的色差對照中。46參數(shù)因子KL、KC和KH是與使用條件相關的校正系數(shù)，它們是影響著色差感覺的因素。在CIE給定的標準觀測條件下，KL=KC=KH=1，條件不符合時，則要根據(jù)工業(yè)色差評估條件來確定這些數(shù)值。CIE規(guī)定的標準條件是：D65光源、照度1000lx、大于4°視場、顏色均勻、CIELAB色差在0~5之間、背景為中等明度的灰（L*=50）。47第五節(jié)顏色測量與儀器一、照明和觀察條件色溫：完全輻射體在某一絕對溫度下發(fā)出的輻射，如其色度與被測輻射相同時，則此溫度為被測輻射體的色溫。顯色指數(shù)：在一個光源照射下，與在另一個相近色溫的黑體或日光參照光源下相比各種顏色在視覺上的失真程度。(一)CIE標準照明體和標準光源11.照明體A絕對溫度為2856K，通常用鎢絲白熾燈。2.照明體B代表太陽直射光，絕對溫度為4874K。3.照明體C代表晴空平均晝光絕對溫度為6774K。4.照明體D是典型晝光或重組晝光，如D65、D55、D75。圖8-164849標準光源燈箱50色棋51FM100HueTest52CIE70關于室內照明燈具配光的有關規(guī)定：對統(tǒng)一眩光指數(shù)(UnifiedGlareRatingUGR)的等級分類如表8-1。53(二)不透明樣品的照明和觀測條件

(CIE推薦)

54二、顏色測量儀器(一)分光光度測色儀器有兩個過程：1.用分光光度法測量物體的光度特性。2.根據(jù)CIE標準觀察者光譜三刺繳值計算顏色的三刺繳值X、Y、Z。圖8-17555657(二)光電積分式測色儀器1.光電積分式色度計用三個光探測器接收光刺激時，就能用一次積分測量出樣品的三刺激值X、Y、Z。582.色差計色差計一般由照明光源、探測器、放大器、數(shù)據(jù)運算等部分組成。右上圖是一種色差計的俯視圖和正視圖。右下圖是色差計照片。圖8-1859分光光度儀60分光光度儀光學原理示意圖61三、熒光色度測量下圖是利用積分球測量全光譜輻射亮度系數(shù)的結物示意圖，儀器采用氙燈D65模擬器，使樣品和標準得到照明，兩束光由單色儀先后接收，最后獲得測量數(shù)據(jù)。圖8-2262四、白度測量(一)目測評定用目光評定白度時，需要將被檢樣品與標準比較。要考慮試樣的性質、光源、背景、目測角度、人為因素等。汽巴-嘉基塑料白色標準包括12塊小塑料板，每一塊有一無光澤面和一有光澤面。標準板為6cm寬。9cm長和2.2cm厚。此標準分級見下表。表8-463

64(二)儀器測量國家標準推薦紡織品白度值按下列公式計算：1998國家標準推薦對紡織纖維白度值按下列公式計算：6566五、纖維色澤測量棉花測色儀如右圖所示：其測量原理是白光光束以與棉樣表面法線成45角的方向入射于棉樣表面上。在垂直方向上測量棉樣表面的反射光(45/0)。其中光譜成分和反射率的大小，來獲得棉樣的色特征。圖8-23 測色儀結構原理示意圖6768兔毛白度測量69六、XCL-1A型紡織品色度色差分析儀采用分光光度法原理實現(xiàn)紡織品色度色差測量的分析儀器。采用移動式自動連續(xù)測量結構和校正，通過測試架的移動，可依次測量校正白板、校正黑腔和試樣載臺上試樣的相對光譜功率分布分別測量試樣和參考試樣的三刺激值X、Y、Z，從而測得試樣和參考試樣的色差。儀器每次測量試樣的色度前自動校正，測試結構合理，測試結果的精確度更高、重現(xiàn)性更好。儀器測量時測試架可帶動試樣載臺移動，一次試驗過程可按照設定的程序自動完成試樣上多個部位的色度測量，減少測試工