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1、颜色学与配色学颜色学基础 1、颜色的基本概念 1.1什么是颜色 定义：颜色是光作用于物体上面，物体选择性吸收后，剩余的光反射到人眼，人眼视觉神经受到这一定波长和强度的可见光刺激而引起的心理反映。 人眼所能感受到的光（电磁波称为可见光visuallight） Newten证明白光由所有可见光谱色构成，见图，所有可见光的波长及范围见表1。 颜色 波长，nm 范围，nm 颜色 波长，nm 范围，nm 红 700 640-750 绿 510 480-550 橙 620 600-640 蓝 470 450-480 黄 580 550-600 紫 420 400-450 1.2颜色的产生 物体颜色就是它对
2、照射它的光进行选择性吸收后，所反射或透射的光的颜色。一般呈现颜色的物体都是非发光物体，非发光物体产生颜色有三个要素，即发光的物体（光源），反射或吸收光的物体（非发光物体），以及观察者（人眼）。其中非发光体包括自然界中绝大部分物体，也包括油漆、油墨等涂料。非发光体呈现颜色的三要素。光源观察者 颜色物体不同颜色物体对光选择性吸收后，其反射或投射的可见光在可见光全波长范围内。 - 光源： 光源可以用它的光谱功率分布（spectraldfficalydistribution）来表示。为了统一颜色标准，国际照明委员会，规定了四个标准照明体（Illuminat）。他们的光谱、功率分布见个图3。 A：标准照
3、明体A代表标准色温为2856K完全辐射体的光，近似钨丝灯光。 B：标准照明体B代表标准色温为4874K直射阳光，相当于平均中午阳光。 C：标准照明体C代表标准色温为6774K平均日光，近似于阴天天空的日光。 D65：标准照明体D65代表标准色温为6504K的日光时期。 色温（colourtemperature）：一个光源的色温是黑体（Blackbody）发出与光源相同光谱时黑体所应具有的温度。 非发光物体呈色：物体在一定光照射下产生透射、吸收和反射由其光学特性所决定，常用波长反射系数曲线表示。 -观察者：通常为眼睛+大脑（Eye+Brain），人眼的视网膜上的杆状细胞对光的亮度很敏感，感受光的
4、亮度，而锥型细胞则对光的颜色很敏感，感受光的颜色，人眼视网膜上有三种锥型纤维细胞，分别对红、绿、蓝光敏感，人眼所看到的任一颜色，都是光引起这三种锥形细胞一定程度的兴奋所合成的。见图5 眼睛对光的敏感性依赖于光的波长，在在可见光全波长范围内中555nm（黄绿光）最大。而其他光电管的光敏感特性与眼睛差别很大，见图6 眼睛看到物体的全过程见图7，一个物体颜色的呈现，首先得有光源，光照射到物体的表面，部分分子吸收光波中某一特定波长（颜色）的光得到的能量，引起分子跃进迁，使物体呈现被吸收的波长颜色的补色。某一特定物质，其分子跃进的能量与其能级相关，因而某一特定物质吸收的能量级特定的，颜色也是特定的。 条
5、件配色（Metamerism） -定义：两表面的颜色在一组观察条件下相似，而在另一观察条件下不同的现象，称为条件配色，配色一对样品反射曲线见图8。 常见的配色条件有：不同的照明体（四种标准照明体见图3）、不同的观察者、不同的物体面积大小，不同的视觉。 1.3颜色的三原性：色调（Hue）：是颜色之间区别的特性，由色光的主波长决定。明度（Lightless）：人眼对颜色明暗程度的感觉。彩度（Chroma）：颜色纯度的感觉，故又称“饱和度”。 人眼对色调的分辨力与光的波长有关，人眼在感受可见光全波长范围不同色光的敏感度是有差异的，如图8，人眼对黄绿光波长区最敏感，人眼感受该段波长的光比较舒服。2颜色
6、的混合 2.1颜色混合的规律 同色异谱：物体颜色与反射（透射）光的光谱功率分布有关，但不是一一对应的，这造成光谱分布不同的许多光也能引起人眼同样的色感。同色异谱现象是人眼的分辨能力低造成的（见图10），同色异谱使得调色变得容易。三原色（ThreeprimaryColours）：任何色光可以通过不多于三个适当的原色，按一定比例混合得到，三原色是相互独立的，即其中任一原色不能由另两个原色混合产生。 颜色混合三规律： 补色律：颜色A+颜色A的补色=白色 中间色律：任何两个非补色混合=中间色 代替律：如：颜色A=颜色B；颜色C=颜色D； 则：颜色A+颜色C=颜色B+颜色D 2.2加色法（Additiv
7、eColourMixture）色光混合法 定义：用两种或两种以上的色光采取直间混合或间接混合方法合成新的色光的方法。 色光三原色：CIE规定；红光（700nm）、绿光（546nm）、蓝光435.8nm 2.3减色法（SubtractiveColourMixture）色料混合法 定义：根据白光是复色光和色料有选择性吸收色光的特点，用两种或两种以上的色料吸收掉白光中不同的色光，从而得到所需要的颜色的方法。颜料三原色、青、品红、黄、分别是光的三原色红、绿、蓝的补色。图12用两促颜色调复色的过程图，颜色A与颜色B合成颜色C的反射曲线显示：颜色C的反射峰低于颜色A、B垫加，颜色的减色混合不同于光的加色混
8、合，颜料混合后吸收增多，反射减少，暗度增加，而光混合反射峰增高，光的亮度增加。 涂料影响涂膜颜色的几种因素 涂料的透明度 涂料的颗粒细度 耐光性 耐溶剂性和化学稳定性 加色法与减色法比较表 混合法 比较项目 加色法 减色法 原色 色光 色料 原色色相 红、绿、蓝 R、G、B 品红、黄、青 M、Y、C 原色与色谱关系 每一原色仅辐射一个光谱区色光 每一原色吸收一个光谱区色光，反射两个光谱区色光 颜色混合时色彩的基本变化规律 红+绿=黄 蓝+红=品红 绿+蓝=青 红+绿+蓝=白 品红+黄=红 品红+青=蓝 黄+青=绿 品红+黄+青=黑 混合效果 光源直间混合新颜色的亮度为各混合光的亮度和，颜色饱和
9、，新颜色的亮度为各原色亮度的平均匀值，颜色不饱和。 两原色叠合新颜色的亮度降低，彩度降低。 成色方法 1、视觉器官以外加色混合 2、视觉器官以内加色混合 （1）静态色彩加色混合 （2）动态色彩加色混合 叠合成色法 混合成色法 网点成色法用途 颜色的测量和匹配； 彩色电视； 剧场照明 对彩色原稿的分色； 彩色印刷； 颜色混合。 3颜色的表示 颜色三刺激值（Tristimulus）；在确定的光源和视觉（100），匹配出某一特定颜色所需要的三个饱和原色（X）、（Y）、（Z）的数量。 F=X（x）+Y（y）+Z（z） CIEXYZ系统 任一颜色可以用其三刺激值来表示，更直观在色相图13中表示，颜色点靠
10、近色相图中光源（E），其颜色饱和度越低，而靠近光谱带位置的颜色饱和度高、纯度大。颜色的色度坐标表示为x、y、z： x=X/(X+Y+Z)，y=Y/(X+Y+Z)，z=Z/(X+Y+Z)， 1976CIElab系统 为了使颜色空间更符合视觉观察差异，CIE通过一系列转换x、y、z变成a、b、L或C、h、L来描述颜色的色调和彩度。其中a、b为直觉坐标，C、h为极坐标，L（lightness）表示颜色的明度。 C=a2b2h=arctan(b/a) 色差（Colourdifferdnce） CIE-Lab颜色空间是一个均匀的颜色空间(见图14)，空间中两端的坐标点直线距离，直线与人眼感觉到的两个样品
11、的颜色差别相关。 a=a1a2 b=b1b2 L=L1L2 总色差：E=（a2b2L2）1/2 彩色差C2和色调差：C=a12b12a22b22 H=E2L2C2 带机算计的色度计可以直间测出样品的三刺激值，然后标出样品颜色的参数a、b、L，或c、h，并给出色差E。 允许的色差范围与样品的颜色有关，一般人眼能感觉到的浅色调色差值大（如黄色等），深色调色差值小（蓝色或黑色）。 明度差：L=L1L2 配色（ColourMatching） 配色的基本过程 配色的概念： 用色彩的基本颜色（或简单的颜色），根据生产或用户的需要以适当的比例混合在一起，配制成一种复合的混合色叫配色。 颜色的三属性：分别为色
12、相、亮度、纯度 色相是由其反射光的主波长决定的，是颜色的最基本性质，是各种不同颜色之间的区别。亮度是反映某种色彩我明亮度。色彩的亮度有两中含义：一是颜色本身的亮度，二是同一色调的物体由于受光的强弱不同，反射光量不同，产生了各种不同的明暗层次。纯度是反映同一色调颜色的纯粹程度。 配色所需具备的条件： 要取得好的色彩混合，熟练、准确地配出符合要求的涂料颜色来，除了要了解色彩的性质，还要掌握涂料颜色和配色方法的基本知识，具备以下条件： 熟悉对涂料色浆性能与颜色分析 颜色的保色性取决于颜料本身的耐光耐候性，通常无机颜料的耐光性、耐溶剂性、耐迁移性、遮盖力优于有机颜料，但色泽不如有机颜料鲜艳，着色力相对
13、较低，耐化学性不如有机颜料。有机颜料中单偶氮型如黄（PY1、PY3、PY74、PY97），橙（PO5），红（PR112、PR170）等分子量小，耐候性一般，颜色鲜艳，着色力强，价格便宜，只用于内墙，或深色漆。缩合型偶氮如喹丫啶酮、蒽醌酮、DPP红/橙颜料等、以及酞青颜料等，分子结构复杂，具有较好的耐光、耐候性、耐迁移性，价格贵，户外耐久性可以氧化铁颜料相媲美。碳黑结构稳定，着色力强，耐候性好。目前建筑涂料生产厂商多选用商品色浆，以便节省成本，市售色浆分内墙专用和内外墙通用色浆，原则上讲内墙色浆不宜用于外墙，因颜料化学、晶体结构不适宜外墙，色牢度差，并且在色浆制备中润湿分散剂也选用了不抗水的分散剂，使得色浆供应商为了节约成本，在内外墙通用色浆(无机氧化铁、氧化钛系列)的制备中选用了廉价的如丙烯酸钠盐类分散剂，并非采用色浆专用分散剂(如Hydropalat3275)、或疏水性强的丙烯酸盐类分散剂，导致涂膜抗水性、保色性差。其实这种色浆很容易区分，纯用亲水分散剂制备的色浆在外墙调色时，因颜料粒子表面未做疏水处理，色浆过于亲水，而外墙白色基础漆制备使用了疏水分散剂(如Hydropalat100)对颜填料粒子进行了部分或全部的疏水处理，结果色浆亲水性大于白色外墙基
