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色彩学基础知识
杭州三锦仪器设备有限公司
色彩的重要性
色彩在我们生活的大自然中扮演着非常重
要的角色
大自然因为有了色彩才显得美丽多姿多彩
合适的色彩搭配，使我们变得更有魅力和气质
生活中依据颜色判断食物的生、熟和好、坏
一、颜色是如何产生的？
• 颜色是物体表面在某一光源环境下，将反射
光作用于人眼产生的感觉。
• 物体、光源和人眼是颜色产生的三个要素
• 三个要素中的任何一个要素的变动都会影响
到我们看到的颜色
色彩三要素
3
色彩的产生——光
白光分解1666
VIOLET
INDIGO
BLUE
GREEN
YELLOW
ORANGE
RED
三 菱 鏡
可见光范围（380nm-780nm）
人类能够看到的部分电磁波通常称为-可见光，波長以nm表示，范围很小。
可见光的波长与颜色的对应关系
400nm
500nm
紫色- 400 to 450 nm.
蓝色- 450 to 480 nm.
绿色- 480 to 560 nm.
黄色- 560 to 590 nm.
橙色- 590 to 630 nm.
红色- 630 to 700 nm.
600nm
700nm
光与光源
• 自然光源—此光源乃真实存在的光源，
泛指大自然之太阳光源。
• 照明体—又称“光谱能量分布”，以比
色原理制订光源的照明体，由CIE推荐
使用。
• CIE—国际照明委员会（Commission
Internationale de L‘Eclairage ）的简称。
几种常见标准光源光谱曲线
常见标准光源
CIE(国际照明委员会)规定几种普通标准光源:
D65光源(中等日光)
精确代表北方天空平均日光。色温:6500K。是使用最多的用于评价颜色的普通日光
灯光源。
CWF光源 (即F2光源)
精确代表美国商用, 宽波段冷荧光。色温:4150K。模拟美国办公室或商店使用的典
型光源。
TL84光源(即F11光源)
精确代表欧洲、环太平洋地区（如日本）办公室或商店用窄波段荧光。色温:40004100K.
A光源
精确代表卤素钨丝灯(白炽灯)。色温:2856K。模拟家庭或商店灯光。
F12光源（即U 30光源）
美式商用光源，色温3000K。
Horizon光源
精确代表卤素钨丝灯(白炽灯)。色温：2300K。模拟日升、日落时之日光。
色彩的产生—物体
测量物体分类：
•不透明非金属
•不透明金属
•透明物质
•半透明物质
不透明非金属
不透明金属
透明物质
半透明物质
色彩的产生—观察者（人）
•眼睛是无法描述出颜色的波长范围。
•人眼对光的感受基本上是由红、绿、蓝三种色
光所组合而成的。
视觉化的三原色原理
感觉器官
大脑
紅
綠
白色物体
藍
视觉化的三原色原理
感觉器官
大脑
紅
綠
红色物体
藍
视觉化的三原色原理
大脑
感觉器官
紅
綠
黄色物体
藍
观察者—视角
视角：是指观察物体时，从物体两端引出的光
线在人眼光心处形成的夹角。物体越小，离观
察者越远，则视角越小。
2°
10°
2度视角
1931
10度视角
1964
三者综合即可得到一个颜色
二、颜色三属性
明度(Lightness)-定义颜色明暗程度
饱和度(Chroma)-定义颜色纯度(如颜色的鲜艳或
混拼程度)
色调(色相)(Hue)-定义颜色性质，如红，蓝和橙色
明度 — L
• L = 明度 ( Lightness )
• L = 愈接近 0 表示颜色愈暗.
• L = 愈接近 100 表示颜色愈亮.
颜 色 愈 来 愈 浅 ( L )
饱和度—C
•对于相同的亮度评价，还需要从彩度来
描述颜色在哪些方面不一致。
•彩度也可应以下方式来表达：色彩饱和
度（Saturation)、色彩纯度(Purity)、色
彩鲜艳度(Vividness)等等。
彩 度 愈 来 愈 高 ( C )
色相—H
色相，即各类色彩的相貌称谓，是色彩的
首要特征，如紅色 , 黃色 , 綠色 ,藍色
等等。
色彩描述
標 準 樣
偏 綠
偏 紅
色彩描述
標 準 樣
太深
太淺
色彩描述
標 準 樣
較 鈍
較 亮
三、颜色空间
•CIE LAB
•FMC-II - （Friele、Macadam、Chickering）
•Hunter Lab
•RGB
•CMYK
CIE LAB/LCH颜色空间
CIE LAB色空间是基于一种颜色不能同时既
是绿又是红、也不能同时既是蓝又是黄这
个理论而建立。采用L*表示明度值；a*表示
红/绿值；b*表示黄/蓝值。
CIE LCH采用同LAB一样的颜色空间，但它
采用L表示明度值；C表示饱和度值；H表
示色调角度值的柱形坐标。
CIE色空间坐标图
CIE颜色空间描述
L* = 明暗軸 (LIGHTNESS)
a* = 紅 -綠 軸
b* = 黃 -藍 軸
C* = 彩 度（Chroma）
H* = 色 相
（Hue）
三维空间坐标与明度变化
颜色空间CIE L*a*b*/ LCh
• 起源于 XYZ
• L*C*h 与 L*a*b*直接相关
• 两者可以互相转换
L*
=
L*
C*
=
a*2 + b*2
h
=
Arc Tangent (b* / a*))
四、色差
• 简单来说，就是两个颜色之
间的差异。
• 定量表示颜色间的差异和方
向，并不是指颜色间等级上
的差异。
• 通过比色法计算，用Delta
E(△E)表示。
• 色差值可提供色彩品管、配
方计算及修色等方面的应用。
色差公式
色差公式
誤判比率 %
CIE 1964
Cube-Root
FMC-2
Godlove
(Visual)
CIELAB
M&S
JPC79
CMC(2:1)
20.9
20.2
19.5
24.4
17.1
20.2
14.3
11.5
11.2
修正过后之 M&S 色差公式约为 11.8%
色差计算
• △L*=L*样品-L*标准 (明度差异,>0偏浅,<0偏深)
• △a*=a*样品-a*标准 (红/绿差异,>0偏红,<0偏绿)
• △b*=b*样品-b*标准 (黄/蓝差异,>0偏黄,<0偏蓝)
• △C*=C*样品-C*标准 (饱和度差异,>0偏鲜,<0偏暗)
• △H*=[(△Eab)2-(△L*)2-(△C)2]1/2 (色调差异,>0偏
逆时针方向,<0偏顺时针方向)
色差计算
DE容差公式

CIE1976L*a*b*(CIELAB)色差公式:
ΔEab
2
2
2 1/2
=[(Δ a*) +(Δ b*) +(Δ L*) ]
DE与人眼视觉感受
DE容差
视觉感受
0-0.3DE
非常小或没有色差，理想匹配
0.3-0.5DE
0.5-1.0DE
微小，可以接受到匹配
微小到中等，在一些应用中可接受
1.0-2.0DE
2.0-4.0DE
中等，在特定应用中可接受
有差距，在特定应用中可接受
>4.0DE
非常大，大部分应用中不可接受
DEcmc容差公式

CMC（I:C）色差公式:
2
2
2 1/2
ΔEcmc=[(ΔL/(l*St)) +ΔC/(C*Sc)) +(ΔH/SH) ]
注：CMC是英国染料和颜料者协会
L
c
明度系数
饱和度系数
2(可变)
1
**实验证明：
该色差公式
与目测有更
好的一致性
性。
CMC椭圆容差
五、反射率
• 反射率是指在可见光谱内，光照
射於物体上所反射出之光量与入
射光总量的比率。
• 颜色的反射率如同每个人的身份
证号码，是唯一的。
• 可通过分光光度仪量测到物体的
反射率。
反射率
色样经过分光仪测量解析后，得到下列反射率数值（％）
nm
400
420
440
460
480
500
520
540
%R
6.25
3.53
1.96
1.40
1.22
1.21
1.34
1.78
560
580
600
620
640
660
680
700
3.26
7.34
16.25
30.50
47.47
63.72
76.26
82.48
这组数据代表一个颜色，符合这些数据的一定是同一个颜色！
反射光谱曲线
以波长为横坐标，反射率为纵坐标绘成的关系曲线。
六、同色异谱
• 俗称跳灯，是指一对色样在不同的光源下
会产生不同的颜色变化。
同色异谱
同色异谱程度取决于物体对光谱反射率
间的差异，以及特定的光源和观察者。
同色异谱
颜色的色恒性
色恒性是指同一块色样，在不同光源下产
生的颜色变化。
色恒性良好
标
样
色恒性不好
样品
色彩概述
• 人眼可感觉到不同波长下光的强度，大脑再
将这些资料转换为颜色。
• 色彩是非常主观的个人心理感受。
• 对于同一颜色，每个人的表述可能会有很大
的差异，这是正常现象。
• 正因为此，电脑测配色系统才被广泛应用。
紅色
火紅色
番茄色
苹果色
色彩视觉
• 全世界约有超过2亿人在判色时有视觉的障碍
• 超过8%男性有这方面的障碍
• 仅有0.5%的女性有这方面的障碍
• 男性视觉障碍
北美
歐洲
西歐
中國
日本
亞洲
8.00%
8.76%
9.31%
6.15%
4.50%
6.00%
影响判色因素分析
那么，到底哪些因
素会影响眼睛的判
色能力呢
？
环境背景的影响
眼前的色环颜色相同吗？
色块大小的影响
织物表面结构的影响
纹路组织
表面光泽
不透明度
美国爱色丽（X-Rite)
1958 爱色丽在美国密歇根州格兰维尔市成立。
1961 爱色丽开发出早期市场化产品，X射线记录条。
1986 爱色丽在美国纳斯达克上市。
1993 爱色丽香港公司成立，开拓中国及亚洲业务。
2001 爱色丽上海公司成立。
2003 爱色丽中国维修服务中心在上海成立。
2006 爱色丽收购Amazys（格灵达麦克贝斯母公司）。
2007 爱色丽收购彩通（Pantone）公司。
爱色丽（X-Rite）产品系列
台式分光光度仪
CE7000A
Color i7
Color i5
VS450
SP系列便携式分光仪
SP60，SP62，SP64