電腦配色

電腦配色又稱計算機配色。在工業已開發國家，與著色有關的行業，如紡織印染，染料、顏料、塗料製造業，塑膠著色加工及油墨等行業普遍採用計算機配色系統作為產品開發、生產、質量控制及銷售的有力工具，普及率很高。

基本介紹

• 中文名：電腦配色
• 又稱：計算機配色
• 套用：染料、顏料、塗料製造業
• 特點：操作簡便

特點

（1）可以減少配色時間，降低成本，提高配色效率。

（2）能在較短的時間內計算出修正配方。

（3）將以往所有配過的油墨顏色存入資料庫，需要時可立即調出使用。

（4）操作簡便。

（5）修色配方及色差的計算均由計算機數字顯示或列印輸出，最後的配色結果也以數字形式存入記憶體中。

（6）可以連線其他功能系統。例如：可以連線稱量系統，將稱量誤差降到最小；再現性提高，若工藝流程為連續式，可在印品上設定印品質量監視系統，當有任何異常情況發生時，就會立即停機，減少不必要的浪費。

K-M理論

K-M理論早在1931年就已提出，但是直到1958年才開始成功地用於紡織印染行業，印刷行業套用該理論則始於20世紀70年代。

美國、日本等國家開發的計算機配色系統，基本上仍採用這個理論。

通過對K-M理論的一系列推導，給出了適於配色計算的函式最簡形式及其導數形式：

K/S=(1-r)2/2r

r=K/S+1-[(K/S+1)2-1]1/2

式中r代表波長下的反射率；K為吸收係數，代表在無限厚的平面介質中，擴散照明光入射後，微元厚度介質層對光的吸收率；S為散射係數，代表微元厚度對光的散射率。

到目前為止，計算機配色（CCM）的基本原理仍然沿用K-M理論。例如光譜視覺匹配方法、計算機反射光譜法配色、電腦配色逼近算法等都是以K-M理論為基礎的。但K-M理論在實際套用中，其理論計算與具體實踐之間常出現差異，究其原因可歸納為兩個因素。

①K-M理論本身是在一定的假設條件下推導的。

第一，設色層厚度為x，光照落在任一微元層dx時，不考慮界面引起的反射，其結果必定導致套用該理論的色層是浸沒在相同折射指數的介質中，這種為了使問題簡化而忽略界面上不同折射指數的算法，可能造成誤差。

第二，dx是色層厚度x內的任一微元層，這樣求出的吸收係數和散射係數，使用時被認為整個色層是相同均勻的，但這種假定難以套用於消光或半消光的油化材料。

第三，色層內的著色劑顆粒是混亂排列的，使色層內的光照成為一種漫擴散形式，顆粒完全浸沒在擴散效應中，產生上下兩個通道。但實際套用中，當顆粒存在於薄片形式的油化薄膜中，大多數呈水平方向排列時，將引起兩個通道光通量假定的破壞。

第四，在薄色層上，光線來不及散射就已經進入色層內部，在暗色調處，相當多的光線在散射前已被吸收，所以這些進入色層的光束不呈擴散狀態，致使實驗結果出現較大差異。

②印刷行業在描述油墨疊加效果時必須考慮光與顏料顆粒的相互作用及油墨的物理性質。在實際套用中，應該說K-M理論中包含兩個雙常數，分別為吸收係數K和散射係數S,油墨對光的散射能力與基質的散射能力相比可以忽略，因而油墨的呈色原理主要是油墨對光的選擇性吸收，而油墨對入射光的吸收能力受油墨層厚度及油墨濃度的影響。K-M理論是以不透明介質為前提提出來的，而印刷中使用的油墨是透明性或半透明性的，因此，K-M理論有很大不足。

三刺激值配色

目前國內外的電腦配色系統所使用的數學模型以K/S函式為主流，針對K/S的局限性和印刷工業的特點，本文提出了利用三刺激值進行配色的方法。該方法不使用K/S值、反射率等表色指標，僅用三刺激值作為表色指標。

在K/S理論的基礎上也可進行三刺激值配色，但需要分段建立K/S值與濃度的資料庫，研究三刺激值與濃度之間的關係，即三刺激值與網點百分比之間的關係。印刷中，轉換三刺激值與網點百分比之間的方法主要有用紐介堡方程轉換、用矩陣變化方法轉換和採用查找錶轉換，本文選用色譜建立查找表進行轉換。

原理

根據CIE標準色度學系統，任何自然界的顏色均可用光譜三刺激值X、Y、Z來表示。目前大多數先進的測色儀器都選用這種色度系統，即任何物體的顏色都可用三刺激值X10、Y10、Z10表示。計算機配色的原理主要是利用同色異譜原理，即如果兩塊色樣的三刺激值X10、Y10、Z10分別相等，則二者為同色。

用色譜建立的查找表描述了三刺激值與各色油墨網點百分比之間的關係。設某色樣由三種油墨a、b、c疊印而成，這三種油墨的網點百分比分別是l、m、n，則油墨a、b、c的配比是l∶m∶n，白墨占(1-l)+(1-m)+(1-n)。此配色系統採用CIE標準光源D65的和10°視場下的數據進行計算，同時利用CIELAB色差公式：ΔEab=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2計算標準色樣與配色樣之間的色差。

我們可以看出，用三刺激值進行計算機配色可以使待配的色樣在特定光源下的顏色用數據表示出來，色樣的三刺激值和油墨配比之間存在對應的關係，可以用色差檢驗計算出配方是否符合要求。

配色方法

把色譜各色塊的三刺激值和各油墨的網點百分比輸入計算機，建立基礎資料庫。配色時，把目標色樣的三刺激值輸入到系統中，由系統計算出混合油墨及其比例，並輸出配方預測結果。當配色結果的墨樣乾燥以後，再測出其三刺激值，由計算機根據色差公式計算出色差，做出進一步修正的指令，即可迅速配製出較高質量的同色異譜色。

在色彩複製的質量要求上，根據國家標準對同批彩色裝潢印刷品的色差ΔE*ab的明確要求，本文選ΔE*ab≤3。

色譜包括了常見的大部分顏色，對於在色譜內的顏色，可以直接查找得到油墨的配比，而不在色譜內的顏色，可以採取先在色譜內找到與其色差最小的顏色，然後通過線性插值法求解。

配色系統

配色系統的功能

計算機配色系統是集測色儀、計算機及配色軟體系統於一體的現代化設備。計算機配色的基本作用是將配色所用油墨的顏色數據預先儲存在電腦中，然後計算出用這些油墨配得樣稿顏色的混合比例，以達到預定配方的目的。

配色系統的組成

①計算機配色系統的硬體部分

計算機：使用Windows作業系統，硬碟存儲空間至少20MB；分光密度計；色譜。

②計算機配色軟體系統

軟體主選單：顯示配色系統軟體中各程式目錄，使操作者對該配色軟體有一個大概的認識，使操作者根據自己的目的對目錄中顯示的程式進行選擇和調用。

基礎數據檔案：使用Microsoft的Access建立資料庫檔案，包括雙色套印、三色套印和專色套印3部分。

該檔案包括基礎數據檔案的建立、管理、數據處理部分及配方存儲程式。

③配方計算及修正

調用此程式計算配色樣與標準樣之間的顏色差異，根據色差選擇配方，並對配方進行修正。

配色系統軟體具有較強的人機對話功能，操作者可以根據計算機螢幕上的提示，輸入相應的參數及數據就能得到所需要的油墨配方。

配色是一個涉及光色理論、油墨、紙張、工藝等多方面的複雜的技術工程，利用色譜進行三刺激值配色，克服了K-M理論的局限性，適合印刷行業的特點，減輕了配色人員的負擔，提高了產品的顏色質量、配色速度、精度，增加了經濟效益。雖然還有很多待完善的地方，如在不同光源下進行三刺激值配色所計算出的色差不同，配色精度與色譜的準確性有很大的關係等。但隨著計算機的不斷更新、儀器的更加精密、各種數學方法的不斷湧現和材料的逐漸規範化、數據化，計算機配色必然會顯示無比的優越性。