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色彩檢測技術與色彩管理之應用

2010-08-26

色彩檢測技術與色彩管理之應用

色彩在人類文明歷史上有其極重要的地位，而如何正確且適當地應用顏色及表達色彩更是其中重要的課題，也是人類共同追求的目標。在現今及未來的科技文明上亦具有其重要性。譬如，現今資訊傳播科技精益求精、日新月異，對色彩的傳輸與表達更講求完美、真實色彩再現，亦即WYSI-WYG (What You See Is What You Get’汝見即汝所得）。要達成此一目標則必須具備有一個完全與人眼色知覺相吻合的理想色視覺模式。　此理想色視覺模式包含正確的人眼對色函數 (Colour-matching　functions)精確的色差公式(colour-difference formula)與色度適應模式(chromatic-adaptation model)、理想的色外觀模式(colour-appearance model)等。此理想色視覺模式即為各種色彩定性、定量應用上的基礎。　　

人類在色彩科技上的努力至今已有很大的成就。譬如，英國照明委員會(CIE)自西元1931年起已相繼發表人眼對色函數(2°及10°)、 CIExyY表色系統、 CIEL*U*V*及CIEL*a*b*均勻色彩空間等，而成為 CIE色度學極重要之內容與成果。CIE色度學亦成為今日世界色彩科學研究發展之基礎。另外，在色彩檢測、電腦配色、電腦分色及色彩傳輸等技術上亦已有很大的貢獻與成果。然而，在追求理想色視覺模式目標之研發過程中於色彩檢測應用技術方面，仍有很多尚待研究改進者。例如，色差公式用於預測大色差之推導、色樣對色變異性(Meta- merism)之評估、色樣本色恒性(Colour Constancy)模式之推演等。尤其，色變異性與色恒性無論對於工業應用或生活與藝術用色上常造成極大的困擾。由此可知，色變異性與色恒性對於色彩檢測技術之效益有絕對的影響。因此，這兩種色彩特性的定性與定量檢測技術之發展與成果為本次報告研討的重點。　　

色變異亦可稱為同色異譜、條件等色或條件對色等，亦可簡單定義為：二色刺激在某參考光源下（一般指模擬平均太陽光， D65）具有相同的色外觀（即所謂對色），但是在某第二光源下（如鎢絲燈光，A）則二者呈現不同的色外觀（即所謂不對色）。這種現象稱為色變異，而此二色刺激稱為色變對（Metamer）。在應用上，色變異對於色彩相關行業而言（如印刷、紡織、油墨、塑膠、彩電、照明、建筑、藝術等），在色彩品質管理上常造成很大的困擾，甚至會遭致拒收、賠償而提高生產成本之嚴重損失。因此，色變異性之評估乃是色彩檢測技術中重要的一環。　　

就色變異性色彩檢測技術而言，可分為定性法與定量法。常用的定性法為(1)目測法：藉多光源標準對色燈，在不同標準光源下觀察色樣對的顏色或色差變化。 (2)反射率曲線法：依據物體色的反射率曲線（對於透明物體則依其透射率曲線）的交點數判定其色變異性之大小，即交點數愈多則色變異性愈小。不過，至少有三個交點，亦即色變對之色變異性愈大則其反射率曲線之交點會集中在三個交點上。這三個交點為450nm、540nm及610nm，亦稱為Barocentric wavelengths。就定量法而言，對於物體色則常用CIEL*a*b*（對於色光源則為 CIEL*u*v*)、CMC(ι:c)、CIE94及BFD(ι:c)等色差公式計算色樣對在不同光源下所呈現之色差，以評估此色樣對的色變異性大小。另外，對於照明而言，可采用CIE演色性指標(CIE colour rendering index) 以評定某照明或人造光源之演色性大小。在本文中, 乃就物體色為主, 探討各種色變異性檢測法之優劣與可用性。　　

色恒性亦可稱為同色同譜或色彩恒常性。其相對特性即為非色恒性（colour non-constancy），即異色同譜。色恒性與色變異性二者乃是一體的兩面, 亦很容易令人混淆。簡易的區分法為：色恒性是針對單一色刺激而言, 而色變異性則是指兩色刺激。換言之，若某一色刺激在某參考光源下與在其它光源下均具有相同的色外觀, 則稱此色刺激具色恒性。在日常生活中，每個具有正常色視覺的人都會同樣的經驗，就是大部分的自然物體色在不同自然光下都具有恒定的色外觀，此現象即為色恒性。然而，由於人類科技文明的進步，人造色料或油墨及光源或照明，日新月異，不斷增加而且種類繁多, 使日常生活與周遭環境中物體色之非恒定性大大提高。因此，如何有效地進行色彩應用上的管理已成為現今極重要之課題。　　

色恒性之檢測技術即藉色度適應模式(chromatic adaptation model)預測任一色刺激在不同光源或照明下，甚至不同媒體上，所呈現的色外觀，進而評估其色恒性。在應用上，即可利用此色度適應模式預測油墨或染顏料單一或混合使用時所產生的色刺激之色恒性，進而使產品之色彩品質穩定或易於控制與管理。目前，已公布發表的色度適應模式有如von Kries、Bartl-eson、 BFD、 CIE(Nay-atani et al.)、Hunt、CIEL*a*b*、 RLAB、及即將發表之模式LLAB、KL95 、Kuo96等。