|
按照代替定律：凡是在视觉效果上相同的颜色都是等效的，便可互相代替，可以完全不涉及它们的光谱组成。从色度计算来说，若两个颜色样品的光谱反射（或透射）率为ρ 1（λ）、ρ 2（λ），在相同的照明条件S D（λ）下，其三刺激值分别为：  ………（5-21）  ………（5-22） 式中 S D（λ）-光源相对能量分布，通常用CIE标准照明体D 65；  -通常用CIE1931标准观察者光谱三刺激值。 如果这两个颜色样品具有相同的视觉效果，即它们是同色的，则它们应有相同的三刺激值： X 1=X 2，Y 1=Y 2，Z 1=Z 2 由于公式（5-21）与（5-22）相等，可写成：  …（5-23） 从式（5-23）可以看到有两种情况： 1、 如果两个色样具有完全相同的光谱反射（透射）率曲线ρ 1（λ）=ρ 2（λ），称这两个色样的颜色为同色同谱色。 2、 如果两个色样具有不同的光谱反射率曲线ρ 1（λ）≠ρ 2（λ），而有相同的三刺激值，则称这两个颜色叫做同色异谱色。 同色异谱色在彩色复制技术中，具有非常重要的理论和实际意义。因为在实际生产中，复制品所用的色料同标准样品（原稿）颜色的色料不可能完全相同；即使是同一颜色的同一产品，若先后生产时间不同，则所用的颜色色料与配方，往往有很大的差别。用不同色料复制的同样颜色，其光谱反射曲线（透射曲线），就有可能不同（ρ 1（λ）≠ρ 2（λ））。例如，彩色包装印刷原稿有多种多样（油画、水墨画以及彩色照片等），但复制原稿所用的色料只有黄、品红、青、黑四种油墨与纸张的白色，它们与原稿颜色的色料完全不同，因此，同色异谱现象大量存在。就是在彩色包装印刷本身，常常用三原色油墨叠印获得与黑墨等效的中性灰色；或者用黑墨直接替代三原色油墨以获得相同的视觉效果；二者颜色相同，但没有相同的光谱反射曲线，所以它们都是同色异谱色。可以说，彩色包装印刷完全是用同色异谱色对原稿进行复制的方法。 同色异谱色的特性只有在特定的照明条件下和特定的标准观察者光谱三刺激值时，它们才具有相同的三刺激值。如在式（5-21）和（5-22）中，改换标准光源S D（λ）时（保持  不变），就不保持同色了。例如，照明条件由光源D 65改为光源A时的两个同色异谱色的新三刺激值为：  …………（5-24）  …………（5-25） 计算得出的两个颜色样品的新三刺激值是不等的 X 1≠X 2，Y 1≠Y 2，Z 1≠Z 2 这表明式（5-23）不再成立。即具有光谱反射曲线ρ 1（λ）和ρ 2（λ）的两个颜色样品的同色异谱性质，由于改换了照明光源而遭到破坏，不再保持同色了，所以，同色异谱是有条件的。
同色异谱程度的定量评价
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为了对颜色的同色异谱程度，作出定量的评价，CIE曾经在1971年正式公布一项计算"特殊同色异谱指数（改变照明体）"的方法。这一方法的原理是：对于特定的参照光源（推荐用标准光源D65）和标准观察者（CIE1931 ）,具有相同三刺激（X1=X2，Y1=Y2，Z1=Z2）的两个同色异谱样品，用具有不同相对能量分布的另一测试照明光源（推荐选用标准光源A），所造成的两个样品间的色差（ΔE），作为特殊同色异谱指数Mt。CIE当时规定色差是用CIE1964色差公式计算，如果用其它色差公式计算应作说明。
表 5-6
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波 长
nm
|
颜 色 样 品
|
参照光源D65
S65（λ）
|
GIE1931标准观察者
|
测试光源A
SA（λ）
|
|
ρ1（λ） ρ2（λ）ρ3（λ）
|
  
|
|
400
|
13.61 9.80 15.48
|
82.8
|
0.0143 0.0004 0.6796
|
14..71
|
|
420
|
14.28 5.42 16.05
|
93.4
|
0.1344 0.0040 0.6456
|
20.99
|
|
440
|
13.94 9.32 15.13
|
104.9
|
0.3483 0.0230 1.7471
|
28.70
|
|
460
|
13.74 15.54 13.90
|
117.8
|
0.2908 0.0600 1.6692
|
37.81
|
|
480
|
13.64 22.00 11.92
|
115.9
|
0.0956 0.1390 0.8130
|
48.24
|
|
500
|
13.56 21.86 8.78
|
109.4
|
0.0049 0.3230 0.2720
|
59.86
|
|
520
|
14.17 15.79 7.84
|
104.8
|
0.0633 0.7100 0.0782
|
72.50
|
|
540
|
16.06 9.85 11.55
|
104.4
|
0.2904 0.9540 0.0203
|
85.95
|
|
560
|
27.78 24.47 31.72
|
100.0
|
0.5945 0.9950 0.0039
|
100.00
|
|
580
|
48.48 52.58 62.26
|
95.8
|
0.9163 0.8700 0.0017
|
114.44
|
|
600
|
62.59 63.87 70.20
|
90.0
|
1.0622 0.6310 0.0008
|
129.04
|
|
620
|
67.17 66.90 55.93
|
87.7
|
0.8544 0.3810 0.0002
|
143.62
|
|
640
|
68.76 69.27 48.46
|
83.7
|
0.4479 0.1750 0.0000
|
157.98
|
|
660
|
69.80 71.20 47.24
|
80.2
|
0.1649 0.0610 0.0000
|
171.96
|
|
680
|
71.11 73.37 47.59
|
78.3
|
0.0468 0.0170 0.0000
|
185.43
|
|
700
|
72.61 75.06 47.82
|
71.6
|
0.0114 0.0041 0.0000
|
198.26
|
现举例具体说明CIE特殊同色异谱指数（改变照明体）的计算方法。设有三种颜色样品，其光谱反射曲线如图5-54所示，分别为ρ1（λ）、ρ2（λ）、ρ3（λ），它们的数值列于表5-6中。这三个色样对于参照光源D65和CIE1931标准观察者，是同色异谱色，具有相同的三刺激值，即
X1=X2=X3，Y1=Y2=Y3，Z1=Z2=Z3，
它们相互间的色差值都是零（表5-7）。
图 5-54
表 5-7
|
Ⅰ
光源
|
Ⅱ
颜色
样品
|
Ⅲ
三刺激值
|
Ⅳ
色度坐标
|
Ⅴ
CIE1976均匀颜色空间及色差
|
|
X Y Z
|
x y
|
L a b
|
△Eab
|
|
参照
光源
D65
|
1
|
42.73 33.19 15.18
|
0.4691 0.3643
|
64.31 36.84 34.77
|
标准
|
|
2
|
42.73 33.19 15.18
|
0.4691 0.3643
|
64.31 36.84 34.77
|
0
|
|
3
|
42.73 33.19 15.18
|
0.4691 0.3643
|
64.31 36.84 34.77
|
0
|
|
测试
光源
A
|
1
|
59.23 40.25 4.95
|
0.5680 0.3847
|
69.65 37.79 44.04
|
标准
|
|
2
|
60.01 40.23 5.35
|
0.5680 0.3810
|
69.63 39.63 41.29
|
3.31
|
|
3
|
57.27 40.36 4.78
|
0.5592 0.3941
|
69.73 32.91 45.37
|
5.06
|
当参照光源D65改换为测试光源A时，通过计算表明（式（5-24）、（5-25））三种颜色样品有不同的三刺激值。计算结果列于表5-7中，从表中可以看到，它们相互间的色差也不再等于零。
表5-7中计算出了各颜色样品的三刺激值，同时计算了它们的色差。根据CIE确定同色异谱指数Mt的方法，导出（1，2）和（1，3）两对颜色样品的同色异谱指数列于表5-8中。表中，同色异谱指数的计算，是以样品1为标准样品，样品2和3为复制品；在光源
下，每一个复制品与标准样品有相同的颜色（三刺激值）。它们是同色异谱色。但是在测试光源A下，它们的颜色产生了差异，三刺激值不再相同，在复制品与标准样品之间产生了同色异谱指数。
表5-8
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颜色样品
|
同色异谱指数
|
CIE 1976 ΔEab
|
|
（1，2）
|
MA
|
3.31
|
|
（1，3）
|
MA
|
5.06
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从上面的分析计算，可以得出两点结论：
１. 三刺激值相同、光谱分布不同的颜色样品叫做同色异谱色。而且从光谱分布的差异，可以粗略地判断同色样品的异谱程度。如果复制品与标准样品之间的光谱反射率曲线形状大致相同、交义点和重合段多，就表明同色异谱程度低、特殊同色异谱指数低（色差值小），如图5-54中的光谱反射率曲线（1，2）。相反，如果复制品与标准样品之间的光谱反射曲线形状很不同，交义点少，那么同色异谱的程度就高。这种根据光谱分布差异来判断同色异谱程度的方法 ，是一种很有用的定性判断法。
2. 史泰鲁斯（stiles）和维泽斯基（wyszecki）发现：两个异谱的颜色刺激如要同色，则其光谱反射曲线ρ1（λ）与ρ2（λ）在可见光谱波段（400～700nm）内，至少在三个不同波长上必须具有相同的数值。也就是两者的光谱反射率曲线至少要有三个交叉点。图5-54中的三种颜色样ρ1（λ）、ρ2（λ）、ρ3（λ）的情况，已充分说明了这一结论的正确性。
最后，应该注意：在大多数情况下，精确的同色异谱色匹配（X1=X2，Y1=Y2，Z1=Z2）是很难做到的，一般只能做到近似的同色异谱匹配。例如，在包装装潢印刷中的由三原色油墨配专色或三原色网点面积率配专色等，都会存在一定色差。在实际生产中，应允许复制品与标准样品（原稿）在做同色异谱色匹配时存在色差，只是应尽量控制复制品与原稿的色差，把它限制在规定的允许范围之内。对于包装装潢印刷，这种色差一般应为ΔΕab≤6。
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