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色彩原理与色彩管理

人眼接收色彩的方法：加法混色
我们见到的颜色，如苹果红色，其实都是在一定条件下才出现的色彩。这些条件，主要可归纳为三项，就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的，没有光，就没有颜色，可以说，色彩就是物体反射光线到我们眼内产生的知觉。很早以前科学家已经发现光的色彩强弱变化，是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。我们能   见到的光的波长，范围在380至780毫米之间，随着波长由短到长，出现的色彩是由紫到红。不同波长的光所反射的强度是不同的，因此，测量物体所反射的波长分布，便可以确定该物体是什么颜色，例如一个物体在700至760这段波长内有较多的反射，则该物体倾向红色，如果在500至700这段波长内有较多的反射，则该物体便倾向绿色。通过测量物体反射光量的方法，科学家可以很精确地推定两件物体的颜色是否相同。

测量光量反射的方法固然很精确，但不好用，因为眼睛并非以波长来认知颜色。人类眼睛的网膜内分布着两种细胞，杆状细胞作椎状细胞，这些细胞对光线作出反应，便形成色彩的知觉。杆状细胞是一种灵敏度很高的接收系统，能够分别极微小的亮度差别，协助我们辨识物体的层次，但是却不能分辨颜色。椎状细胞较不灵敏，但是有分辨颜色的能力。所以在亮度很弱的情况下，物体看起来都是灰灰白白，因为椎状细胞在这时已不能发挥作用，只有杆状细胞在工作。

椎状细胞对光量的反应不是一样的。当一束光线射到眼睛网膜上，椎状细胞灵敏度最大的值分别位于波长为红色、绿色及蓝色的三个区域。即是说，眼睛只需以不同强度和比例的红绿蓝三色组合起来，便能产生任何色彩的知觉，因而红绿蓝可说是人眼的三基色。利用三基色色光的相加叠合，我们基本上能够模拟自然界中出现的各种色彩，这就是著名的光学三色原理。以这种方法产生色彩亦叫做加法混色。屏幕显像和摄影就是这种混色方法的具体应用。

印刷四色：减法呈色

印刷的呈色原理和加法混色不同。印刷是以一些微细的网点，把透明的油墨按一定规律分布于纸上来呈现色彩。网点分布较多的部分色彩较浓，分布较少的地方色彩便淡。透明油墨的选择也不是随意的，而是根据最能够吸收绿蓝三色光的份量来决定。因此，洋红（Mafenta）、青(Cyan)和黄(Yellow)便成为印刷的三基色。原因是洋红吸收吸收大部分的绿，青吸收大部分的红，黄吸收大部分的蓝。洋红与绿，青与红，黄与蓝这样的组合称作互补关系，或叫补色关系。印在纸上的网点，如果不与其他网点接触，则见到的颜色便是印刷三基色。倘若其中两个基色网点重叠在一起，例如青与黄，由于黄墨吸收了光线中的蓝，青吸收了光线中的红，只有光线中的绿反射到眼内，因此我们便会见到绿色。如果三色网点全部重叠在一起，由于所有光均被吸收，我们便见到黑色。印刷就是采用这种色光递减的方法来产生万千色彩，因此亦叫沽法呈色。喷墨打印、热升华打印和水彩绘画等都是这个原理的具体应用。

理论上，同等份量的洋红、青及黄印在一起，能产生灰黑色的，可是由于油墨生产未臻完美，青墨的纯度不及洋红的纯度，这样做出来的灰色总是偏红的。为了弥补油墨工艺的不足，于是便引入黑墨来加强灰色的效果，使印刷品能表现较佳的层次感，这就是我们现在印刷采用四色的原因。在这个基础上，有人甚至以黑墨完全替代同等的洋红、青、黄墨出现的地方，这种技术，分色上称为非彩色结构（GCR），早期的FreeHand软件，把RGB图像转换为CMYK，就是利用这种技术。以专色油墨替换色彩不够理想的地方，除了应用于灰色上，亦可应用于其他颜色。Pantone的HexChome就是向这个方向出发，在传统四色之外加入专绿及专橙，以加强印刷中绿色及橙色不够理想的部分。

协调屏幕与印刷色彩的方法

虽然印刷能够复制千万种色彩，但由于采用减法呈色的缘故，在色彩的亮度上便有所减弱，一些较鲜艳的色采便很难以印刷的方式表达。另一方面，屏幕由于采用加法呈色的技术，在色彩表达的范围上，确实较印刷丰富。这就是为什么在屏幕上看来漂亮的色彩，无法用印刷复制出来，导致屏幕与印刷在色彩上产生差异。解决的方法，要么就是改良油墨和纸张成分，使能够复制较鲜、较纯的颜色，不过这并非一朝一夕的事。另一种方法就是缩窄屏幕的色域来迎合印刷，使屏幕所见的即为印刷所得的。

所谓色域，就是一种设备能够记录或复制色彩的最大范围。人眼的色域为全部的可见光，在380至780这个波长范围之内，印刷的色域则由纸张和油墨共同构成，不同的纸张油墨配搭，便有不同的印刷色域，粉约的色域就不同于书纸，Pantone的色域   也不同于DIC。其他如屏幕、扫描机、打印机等亦各有各的色域，掌握一种设备的色域是有实际意义的，因为一种设备无法记录或复制在色域以外的色彩。例如，正常的情况下，人眼无法见到在红外线或X光下的色彩，而一些人眼很容易辨别的色彩，像各种金属色，在扫描机上却不容易   记录本。   我们能优质到的最多是由一种设备的色域，模拟另一种设备的域。怎样在模拟过程中，使人眼觉得两种设备的色域较相近，便是色彩生产的重要主题。

进行色彩管理，建立色彩标准

要生产色彩，便须为色彩的表示和传递建立一套标准。目前较流行的色彩管理系统如LinoColor、Agfa的Phototone等，都是向着这个方向发展，透过一套描述设备色域的标准规格(ICC对照档)，利用颜色计算软件来进行色域的统一转换运算，以减少色彩资料在传递过程中，因色域和规格不同而产生的色彩偏差和失真。实施这些色彩管理系统，首先要找出设备的色域特质。而描述色域最常用的方法，就是CIELab   是国际照明协会，根据人眼视觉特性，把光线波长转换为亮度和色相的一套描述色彩数据，其中L是描述色彩的亮度，a代表描述色彩偏红偏绿的程度，b则代表描述色彩偏黄偏蓝的程度。在CIELab色彩空间内，每一个人眼可见的颜色，都有一个属于该颜色的位置，通过比较两种颜色位置的远近，我们便可以判定两面三刀种颜色的近似程度。由于可见光线光谱是这套数据的基础，因而能够涵盖由屏幕和印刷所产生的色彩，亦可用来代表团人眼的色域。

例如要描述一台打印机的色域，首先从打印机打印一些测试色条，这些色条包括各种主要色及较难复制的颜色，然后用光谱仪量度色条上的CIELab数据，再以软件把数据写成ICC格式的对照档，对照档内除了包括设备的色域资料外，同时亦可包括设备的生产特性，如黑版特性、网点扩大值等等。有了设备的对照档，色彩运算软件便可参考两台设备的特性资料，把设备的色域置于CIELab色彩空间内进行比较和转换，从而获得较理想的模拟效果。这种技术目前已达致生产应用的阶段其中应用最多的，是以屏幕模拟印刷色域，及以打印机模拟印刷色域。由于屏幕的色域较印刷的色域为大，这种情况下的模拟又叫色域压缩模拟。整个模拟过程都是根据对照档内的数据作为运算基础，因而对照档的产生和管理便成为最要重要的工作。

色彩管理系统的假设

是否实施了色彩管理系统，即可以使生产的色彩获得理想的效果？要回答这个问题，必须了解色彩管理系统背后的假设。色彩管理系统的主要工作，在于根据一个已知色域的数据资料，在CIELab空间上，模拟另一个已知色域的数据，因而，必须假定两个色域，仍保持在记录色域资料时的状态。即是说，建立设备对照档的生产状态，和计算色域时的生产状态，必须是相同的。倘若昨天建立的对照档，不能和今天的设备对照，生产状态不断浮动，色彩管理系统是不能发挥减少偏差的作用的。一个不稳定的生产流程，甚至可能使色彩管理系统把色彩偏差扩大。因此，色彩管理系统较适合同时具备设计、分色、打样和印刷的厂户，因为在同一间厂内较容易控制生产流程中的各项变数。

色彩不但是设计的要素，而且也是生产的收货标准，即使客户勉强收下一份色彩不满意的印品，下次可能就不再光顾。很多公司就是因为色彩品质方面的问题，而流失重要的客户。可见，掌握色彩呈现的规律，控制色彩品质，是生产制作必须精通的技术。单单拥有先进的器材而没有良好的技术配合，在剧烈的行业竞争下，免不了遭淘汰的命运。

配色理论
１、加色混合和减色混合
加色混合：光源的配色是颜色的相加混合。红、绿、蓝三个光源三原色相互叠加便可得到不同的光源色。混色后亮度增加。见图四4。
减色混合：涂料的配色是颜色的相减混合。就是指光线照射到漆膜上，从光线减去被颜料吸收的部分，将反射部分的光线进行混合的方法。涂料的配色主要是通过调整红、绿、蓝三个光源色的三个补色：青、品红和黄来配色。青、品红和黄称为颜料的三原色。涂料配色后饱和度降低，明度降低，色调变浓。见图五
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图四：加色混合　　　　　图五：减色混合

２、配色原则
颜色混合遵循以下规律：

补色律：颜色与其互补色以适当比例相混合，便产生白色（加色混合）或黑色（减色混合）。
中间色律：任何两个非补色混合，产生中间色。
代替律：任何颜色只要相同，就可以互相代替，视觉效果是相同的。例如：颜色A等于颜色B，颜色C等于颜色D，则颜色A与颜色C混合的颜色等于颜色B与颜色D的混合颜色。

应用于涂料的配色原则一般如下：

青、品红和黄三个原色，其中两种原色混合得到间色，例如：黄与青混合得绿色；黄与红混合得橙色；红与蓝混合得紫色。青、品红和黄三原色混合得黑色。三原色按不同比例调配（或原色与间色调配）形成另一种颜色，称为复色。涂料颜色是通过改变颜色的色调来实现的。

在配色中，加入白色将原色和复色冲淡，就可以得到饱和度不同的颜色。
加入不同分量的黑色，可得到明度不同的各种颜色。

　　两种颜色只有当其色调、饱和度和明度都相同时，这两种颜色才相同。将上述的配色原则组合应用，在某一颜色的基础上，改变其色调、明度和饱和度，就可得到不同的颜色。
建筑涂料的调色
１、色浆的选择：
在本文所述的建筑涂料调色是指建筑乳胶漆的调色。建筑乳胶漆的调色一般采用生产一种含钛白的基础漆和一种不含钛白的基础漆，再将两者按不同的比例混合，用色浆进行调整的方法来调色。因此色浆的选择非常重要。
一般来说，有机色浆通常产生明亮的色彩，无机色浆产生更加柔和的色彩，钛白提供白度，黑色浆可以使涂料变暗，产生更深的灰度和颜色。无机色浆的耐候性较有机色浆好。
内用色浆：因为室内的环境温和，无风吹、日晒、雨淋等，所以对色浆的保色性要求较小。
外用色浆：外用色浆要选择耐候性好的色浆，一般在保证颜色的前提下，建议有机、无机色浆配合使用，以确保涂料颜色耐久性。如果要求极鲜艳的颜色，只能使用耐晒的高级有机颜料。同时由于建筑涂料很多都是应用于碱性较强的混凝土砂浆面，所以色浆的耐碱性也是非常重要的。
色浆的细度、稳定性、着色强度、与基料的相容性等也都是需要考虑的因素。另外，应尽量选择不含APEO （乙氧烷基酚）的色浆。
色浆的许多性能如耐光性、耐候性等很大程度上取决于涂料本身性能及涂层的表面处理、施工条件等，因此在选择新色浆前，需要进行老化试验，以取得可靠的数据。
２、调色方法
建筑涂料的配色一般包括人工调色和电脑调色两种方法。
人工配色
人工调色就是根据指定色卡或样板进行目测配色的方法。人工调色一般只能依靠经验，因此对配色人员的配色经验要求比较高。调色时，除了要注意颜色的准确性外，同时要注意遮盖力与色浆用量的平衡，就是说在保证遮盖力的前提下，用较少的色浆量达到颜色要求，这样既节约成本，又可以保证涂料质量，尤其在调深颜色时，注意含钛白的基础漆与透明基础漆的合理比例，避免添加大量色浆，遮盖力过好，而涂料质量下降。
调色时一般按如下程序和要求进行:

研究色卡：首先应仔细研究指定色卡或提供的样品，搞清楚颜色的色调范围、主颜色是什么、副颜色什么，大致需要那几种色浆，并对色浆的基本性质有所了解，针对内外用的不同，选择合适的色浆。
添加色浆：在搅拌的情况下，向基料中缓慢加入色浆，并充分搅拌均匀。调色时应先调深浅、后调色调。但在实际操作中，调色人员可以凭自己的辩色能力以及对所用各种调色浆的了解，采用交叉进行的方式调色。在加色浆时，应先加入主色调的颜色，再加入副色调的色浆。在保证颜色准确性的前提下，所用色浆的品种应尽可能少。在调色中要尽量不使用互补色进行调色，因为涂料的配色是减色混合，互补色混合后会产生暗淡的中性色，这对于价格昂贵，而颜色鲜艳的有机色浆来说是非常浪费和不必要的。
刮涂样板：在调色的适当阶段刮涂样板与标准色卡进行对照。刮板应按照规定方法进行，厚度要统一。
比色：样板的干膜和湿膜的颜色有很大色差，应待样板干燥后与标准色板比较颜色。判断其与标准色板在颜色的深浅及色相上的区别，作为调色操作的进一步参考资料。比色时要与标准样板进行上下、左右、侧面、正面的反复观察、对比，尽量避免人为的误差。

电脑调色
电脑调色系统是利用现代的计算机技术进行的多色彩、快速的配色系统。

电脑调色系统的组成：电脑调色系统由色卡、基础漆、色浆、颜色测配色系统、调色机、调色软件和混合机组成。
现场调色程序：即首先从色卡中挑选合适的颜色；通过调色软件查出颜色配方；将基础漆罐置于调色机架板上；再通过调色软件启动调色机，将色浆加入罐中（也有手动加入色浆的方式）；然后在混合机中将其混合均匀。全部过程仅需几分钟即可完成。
颜色测配色系统：调色系统中的颜色测配色系统是整个调色系统的关键技术，调色软件中的颜色配方就是通过颜色测配色系统得到的。颜色测配色系统由分光光度计、电脑及软件和打印机组成。分光光度计的作用是测量光线反射系数，然后转化为电子信号传送到计算机。分光光度计可以测量颜色的各种数据，如L*a*b*值、Yxy值等各种颜色数据，亦可以精确地给出颜色间的色差，因此分光光度计是详细研究颜色所必备的仪器。电脑贮存数据、执行计算、控制分光光度计、打印机等。打印机可打印测量结论和计算结果。颜色测配色软件提供了颜色测量和配方管理系统的特性，一般包括自动调色系统的配方预测，颜色数据库和配方的管理和维护，实验室和生产的批次控制和校正等。
电脑配色的基本原理：电脑配色首先是找出配方与按配方混合后颜料光谱反射率间的关系。经过计算，找出颜料配比与颜色之间的关系。这一配色方法反映出了颜色变化的内在规律，通过计算机可快速、方便地得到相关数据。电脑配色的基本原理是利用Kubelka-Munk理论，Kubelka-Munk理论是现代广泛使用的描述减色法混合配色的方程式：

　　K/S=(1-r)2/2r
r-波长λ下的反射率
K-涂料对光的吸收率
S-涂料对光的散射率
Kubelka-Munk理论认为：当几种色料相混合时，如果各色料之间不起化因此真正用于多色浆混合的涂料调色系统的方程式为：K/S=(C1K1+C2K2+┅Kw)/(C1S1+C2S2+┅Sw)C-颜料的浓度

基础数据库的建立:通常通过制作大量的漆样样板，一般是用相同色浆在不同基础漆下按不同的比例制成漆样刮板后测得其反射率数据，再利用Kubelka-Munk理论，根据计算就可得到色浆与基础漆的各种数据。
颜色配方预测：利用分光光度计读出标准色板的光谱曲线，利用基础数据库，选择合适的基础漆和色浆，配色软件就可以自动计算出颜色的配方。但由于色浆混拼性能的差异及其他各种复杂因素的影响，系统的第一预测配方有时会与标准样颜色有差异，一般配色软件有快速校正配方的功能，一般经过一次校正即可达到满意效果。
调色：将校正后的颜色配方保存至调色软件，利用调色机就可进行现场调色。亦可以利用颜色配方进行工厂调色，再利用颜色测配色系统进行产品颜色的控制和进一步校正。

结语
建筑涂料的配色，涉及多方面的知识，无论是人工调色，还是电脑调色，一般要求调色人员应具有基本的色彩学知识，在调色过程能够快速运用色彩知识进行分析、判断颜色；熟悉色浆的基本性能，在调色过程中能正确选择色浆。
系统近几年得到了广泛的应用，它可以定量分析微小色差，消除许多人为因素造成的偏差，同时颜色测配色系统的建立给颜色生产和管理提供了科学化及标准化的管理依据.。在颜色测配色系统基础上建立起来的电脑调色系统，可以在很大程度上降低涂料库存，提高调色效率，使得工厂的远程调色得以实现。

设备

视觉可以感受色彩，而为了对颜色进行测量和评估则需要用到仪器。
下面有两个测量颜色的基本思路：

分析眼睛对三种刺激的反应，该技术称为“三色激励测色法”，测定X、Y和Z三个方面的颜色。
另一种方法是计算每一可见光波的反射比(R)，求R值的总和，计算三色敏感性分布标准值(2. J, 和Z)。

理论上，三色激励法在测量荧光方面较强。但是对于微粒，在三色激励法色度计同人眼视觉的精确符合方面却存在很大的问题，也就是消除仪器的颜色盲区问题。
常用的两类颜色测量仪是色度计和分光光度计。
色度计
一台三色激励法色度计由三部分组成：

一个光源(通常是一个普通电压的灯泡)；
一组滤镜用于改变入射/反射光能量分布；
一个光电探测器，将反射光转换为电信号输出。

光谱中每一颜色都有反射系数指纹图。色度计有三组宽波段滤镜对应灵敏度曲线。用三色计得到的结果需要进行比较，通常用玻璃或陶瓷校准仪器。为获得最准确的结果，需要用与被测物颜色相近物质校准。当色度计确实存在色盲时，该"系留柱"技术仍然能获得相当精确的三色值。
三色激励测色法最适用于快速对比相近颜色，但不很精确。不同生产商的仪器有很大区别。色度计比分光光度计便宜。

分光光度计
分光光度计可对颜色进行精确测量，测定每一波长的反射系数，还可得到三色激励值。
三色激励测色法优点是对所有光源都能得到足够的数据，自动检测位变异构。
缺点是高质量分光光度计价格非常贵，测量花费时间长(尽管已通过设备的改进而大大降低)。
在分光光度计中，所选择的光波在测量前，就已被一个棱镜或衍射光栅按光谱进行了分离。经过改进，仪器还能利用滤光片有选择地测量很窄范围的光波。对于每一连续的测量，光谱分辨率由检波器的狭缝确定。理论上，分光光度计可用入射光来比较直接反射光，而更常用的方法是使用国际公认实验室校准的乳白玻璃进行对比测试。光学零点必须调准，例如，使用黑色的光档校准，这是因为仪器内的灰尘和其它问题会使光线偏离(将给出错误的读数)。
现在的分光光度计有单色光镜和光电二极管类型，能以10nm或更低的间隔测量产品颜色的反射曲线。分析结果产生典型的30或更多的数据点，可以得到颜色组成的精确数据。

对色灯箱
标准光源对色灯箱广泛应用在纺织品、印染、印刷、塑胶、颜料、油漆、油墨、摄影等颜色领域，用于准确校对货品的颜色偏差。

　　因为不同光源拥有不同的辐射能量，在照射到物品上时，会显现不同的颜色。工业生产中的颜色管理，品检员虽然已仔细地对比过货品的颜色，但因为环境光源不标准或与客商所使用的光源不一致，不同光线下所看到的颜色各异，货品色差很难判定。客商验货时会因为色差超出标准范围而投诉，甚至退货，从而严重影响了公司商誉。

　　要有效解决上述问题，最有用的方法就是在检定货品的颜色时，必须在相同的光源及可控制的条件下进行。例如国际通用标准中常采用人工日光D65作为评定货品颜色的标准光源。

特别是夜班时间，使用标准光源检定货品颜色偏差尤其重要。