配色软件的工作原理

电脑配色的基本算法原理主要分反射光谱匹配和三刺激值匹配两种方法。

反射光谱匹配法:又称无条件配色,目的是配色结果的光谱反射率与样品的反射率完全相同,实现光谱匹配。对油墨来说,最终决定其颜色的是反射光谱,因此反射光谱匹配是最完美的配色,对任何光源、观察者都能保持颜色匹配。尽管光谱匹配方法具有上述诸多优点,但是这种方法要求目标油墨材料、附着介质与样品的色料、附着介质完全一样,条件较苛刻,预测的成功率很低。虽然光谱配色法是非常完美的配色方法,但实现起来比较困难,除非有非常特别的要求,一般在实际生产不采用此方法。

三刺激值匹配法:三刺激值匹配法原理是只要三刺激值相等的两个颜色给人的颜色感觉就相同,即能达到颜色匹配。这种配色方式达到等色的前提是影响三刺激值的照明体、观察者和测色仪器都相同,否则就会引起色差。三刺激值配色方式是应用最普遍和最有实用意义的配色方法。基于三刺激值的电脑配色就是把待匹配色样在特定照明光源下的颜色用色度数据形式表示出来,求出色样三刺激值与基础油墨质量的数量关系,配方的合格与否用色差来控制。

从配色软件的使用界面上很难看清楚软件是使用什么原理进行配色计算的。但作为使用者我们应该弄清楚这两种算法的区别。

颜色复制有两大类型,一是同色同谱复制,即要求两个颜色的光谱反射率在每个波长点上完全一致;二是同色异谱复制,即不要求两颜色的光谱反射率完全一致,只要求两个颜色的三刺激值X,Y,Z大小相同。要实现同色同谱复制难度非常大,它要求色料成分完全一致外,且着色介质也要材质、光泽、漫反射甚至纹理也要一样。而同色异谱复制可以不考虑材质和油墨成分要求,只要颜色的数值一致就可以。电脑配色原理中,反射光谱匹配法就属于同色同谱复制,而三刺激值匹配法属于同色异谱复制。我们可以从三刺激值计算公式更好地理解以上道理。

三刺激值公式
 

公式1中ρ(λ)为颜色物体的光谱反射率,S(λ)为照明光源的相对功率分布,代表波长,积分范围为可见光范围380nm-780m:x(λ)、y(λ)、z(λ)是CIE1931标淮色度观察者光谱三刺激值,式中的常数K叫做调整因数,它是将光源的Y值调整为100时得出的。

如果要两个颜色实现同色异谱复制,则只需要满足X1=X2,Y1=Y2,Z1=Z2即可。而要实现同色同谱复制则需要满足ρ1(A)=ρ2(λ),即需要在每个波长处,它们的反射率完全一样,我们知道可见光的范围是380nm—780nm,要在这么多个波长点上实现反射率相同这样的要求,难度是非常大的。而要实现X1=X2,Y1=Y2,Z1=Z2可以不要求ρ1(λ)=ρ2(λ),只需要全部波长上的S(λ)p(λ)x(λ)的和加起来相等就可以了,其难度就要小很多。

实际配色实践中,往往是色样来源多种多样,可能色样是在纸上或者塑料上,或者是一组颜色值,而配色的基础油墨往往与色样的油墨成分不相同。在色样与基础油墨存在诸多不一样的条件下,要实现同色同谱配色几乎不可能,因此绝大多数配色软件是基于同色异谱复制的,也就是采用三刺激值匹配法进行配色。

慎重选择光源

要注意的是三制值匹配法是有条件要求的,即色实现要在相同的光源下。这也可以通过公式1来理解中现X1=X2,Y1=Y2,Z1=Z2时S(λ)是特定的,一旦换了光源,S(λ)就产生了变化,此时,通过公式1计算得到的X1=X2,Y1=Y2,Z1=Z2就不一定成立了。

为了防止因光源变化产生的配色误差,在配色时光源应该选择尽量和太阳光接近的光源,比如D65、050等光源。另外,我们在配色时还是有一定的色差容许度的,即使光源变化了,只要是色差不超过色差的限,人们还是可以接受的。这也是三刺激值匹配法能够广泛应用的原因。

很多文章说三刺激值匹配法可能会因观察者不同会有一定的差异,理论的确是这样。但是可以告诉大家的是,这个差异是可以被忽略的。上面的公式中是CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值。标准色度观察者其实就是代表普通人视觉的人,他们对颜色的感受能力就是体的颜色感受能力会与之有一定的差别,但是不会差的很大,在配色时也可以通过色差值阈限的设置减小因此的影响。

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