摘要 论述了对油墨色彩及用户提供的色标和根据该色标印刷的丝网印刷彩色复制品所进行的数据定量描述（测量）的可行性以及油墨色彩和色差的数据定量描述使得丝网印刷厂家能够简便、快速、准确、自动地监控、检测和判定丝网印刷彩色复制品的质量（色彩质量）的可行性。对于从事彩色丝网印刷的生产厂家的油墨调配色、车间班组生产过程控制乃至色彩印刷的品质管理具有实用价值。

　　关键词 丝网印刷 油墨 色彩 测量 质量管理

　　Abstratct This article discusses the feasibility for quantitative measurement of ink color,control patch and color print.The numerical measurement of ink color and color tolerance makes montor and judge the quality of color reproduction in screenprinting even more easily,speedly,presisely and automatically.It is of use value for color matching printing process control and quality management in color printing houses.

　　Key words screen printing;ink;color;measruement;quality control

　　一、色彩测量标准岂能凭目视

　　在丝网印刷的彩色复制过程中（例如薄膜开关、薄膜面板、大型户外广告），如果仅仅用语言去描述色彩，总会让人感到有说不清、道不明且力不从心的感觉；在对我们所生产的丝网印刷彩色复制品的质量进行界定时，评判油墨色彩是否合格或者彩色复制品的油墨色彩与客户提供的色样（色标、色卡或实物）的色彩是否一致时，我们往往也会遇到令人尴尬和不快的境况。此时，也许用户认为你所生产的产品油墨色彩不合格而生产厂家的看法与用户的判定恰恰相反；当供需双方出现“公说公理，婆说婆有理”的矛盾且又无法统一时，判定产品质量（色彩质量）合格与否除了当事双方的主观评判（自我感觉）之外，是否能有观的评判标准呢？于是，便引发出油墨色彩是否能够量化或数据化？是否可以以数据的标准去评判产品的油墨色彩是否合格？是否可以对彩色复制品与用户提供的色样之间的色差进行度量并且给予色差一个合理的容许度（色容差）？当然，就今天丝网印刷彩色复制的实际而言，许多生产厂家从一开始就因为心里没有“底”而发“虚”，他们不知道自己所调配的油墨色彩与用户提供的色样相差几何、如何度量；所谓生产过程中的“监控”仅仅只是一句空话；他们不知道印刷的结果客户是否能够接受（因为他们对所调配油墨的色彩都是凭目视、凭感觉）；他们无法保证第若干批次生产的产品油墨色彩与第一批次或其它批次产品油墨色彩一致；他们不知道用户所提供的色样甚至是潘通（PANTONE）色样都有褪（变）色的可能（如图1所示）及使用褪了色的色样所产生的严重后果等等。正因为如此，他们也就缺乏足够的自信，不可能理直气壮地对用户担保自己产品的油墨色彩是合格的。他们往往要看用户的脸色，在与客户产生认定产品油墨色彩合格与否的矛盾且无法说服客户时，他们只能是向用户赔笑脸、说好话，甚至不得不牺牲自身的利益以求得问题的解决。用户与生产厂家之间产生这种矛盾的原因就在于对油墨色彩的评判或者说对油墨色彩合格与否的界定缺乏一个科学的、客观的且能为供需双方所共同接受的标准。

图1 色样褪色个案示意图（上图为六个月前印刷下图为现在印刷）

　　古人云：“没有规矩不能成方圆”。那么，对油墨色彩的测量是否也可以定出一个“规矩”呢？油墨的色彩是不是可以进行数字化定量描述呢？对两个色彩各异或色彩相类似的油墨的色差（或色容差）是否也可以进行数字化定量描述呢？

　　二、颜色的基本特征

　　色彩的数据测量是基于CIE1976LAB均匀颜色空间及其色差公式（CIE为国际照明委员会）；而颜色的最基本的特征则是色彩的理论基础，只有对颜色基本特征有了明确的认识，才可能深入理解对油墨色彩调配的修正方向，直至调出所需要的色彩。

　　1．色相

　　色相指颜色的基本相貌。它是颜色彼此区别的最主要、最基本的特征。它表示颜色质的区别。因此，色相是表明不同波长的光刺激所引起的不同颜色心理反应的重要特征。例如红、绿、黄、蓝都是不同的色相（见图2所示）。



图2 色相

　　2．明度

　　明度是表示颜色深浅明暗的特征量。是颜色的第二种属性。

　　色相相同的颜色，由于对入射光反射或透射程度不同，颜色就有了明暗之分。例如暗绿、深绿、鲜绿、淡绿等一系列绿色，其区别主要在明度（如图3所示）。如光谱七色中，黄色最明、红色和绿色居中而蓝色和紫色较暗（参见图2）。

　　从颜色色料本身的特性来看，比较鲜艳的彩色类颜色明度适中，随着黑白成分的加入会使彩色的明度减小或增大。当明度减小到最小或增至最大时，彩色就变成黑色或白色。比如绿色，随着黑色成分的加入，绿色逐渐变暗：深绿——墨绿——黑；随着白色成分的加入，绿色逐渐变浅：浅绿——白。由此可知：鲜艳的彩色随着消色（消色没有色相之分，只有明亮程度之差。白色最明，黑色最暗，黑与白之间有一系列的灰，深灰与浅灰的区别就在于对入射光线反射或透射的程度不同）成分的加入，会产生一系列的明度变化。

　　在颜色分类中，定量表示明度是用实验方法区分明度等级（在我们随后即将讲到的CIELAB颜色空间中则把明度分为从0级到100级；以L代表明度，L＝100为最明即白，L＝0为最暗即黑）。

　　有了明度等级，少数的几种色相就能区分成许多明暗不同的色彩。图4为颜色对比引起的明度变化。



图3 明度不同的颜色

　　3．饱和度

　　饱和度指颜色的鲜艳程度。对于色相、明度均相同的两种颜色，还有色彩艳丽程度的差别。如果某色对光谱某一较窄波段光的反射（透射）率高，百对其它波段光的反射（透射）率很低，则表明它有很高的光谱选择性，该色的饱和度就高。如图5所示：A曲线比B曲线表示的颜色饱和度高。



图4 颜色对比引起的明度变化



图5 A、B两颜色饱和度比较

　　颜色饱和度的高低，表现在颜色中所含彩色成分与消色成分的比例关系中。含消色成分愈少，颜色愈纯洁，色彩愈鲜艳，颜色的饱和度愈高；反之，含消色成分愈多，色彩愈灰暗，颜色的饱和度就愈低。例如逐渐向红色油墨中加入白色油墨，我们就会看到红色的油墨逐渐变淡，这是由于消色比例增大，红色饱和度降低所致。颜色的饱和度变化关系参见图6。

　　如果某色能反射某一色光，并同时反射一些白光时，该色的饱和度就小。光谱色均为单色光，颜色最纯净，因此说，最鲜艳的颜色为光谱色。

　　4．颜色三属性之间的关系

　　颜色三属性是表示颜色的三个基本特征。

　　为了便于理解，常用三维空间的示意图来说明颜色三属性各自的含义（参见图7）。

　　图7中水平剖面表示色相，在水平剖面的圆周上可以把不同色相按一定顺序围成色相环；纵轴表示明度，上白下黑中间分为不同的明度等级；横轴表示饱和度，分为若干等级，中央纵轴为消色轴，由中央轴向外，颜色饱和度逐渐增大。在此颜色空间中，任何一个颜色，都可以根据其三属性，找到其对应的空间位置。

　　（1)殆相与明度

　　同一色相的明度大小决定于所含黑、白消色成分的比例。含白色成分多，明度高；含黑色成分多，明度低。反射白光比例大的色，明度也较高。能反射光谱2／3波段的黄、品红、青色，要比只能反射光谱1／3波段的红、绿、蓝色的明度高，参见表1。



图6 颜色饱和度的区别

　　表1 人眼对光谱色的光谱光效率函数值

光色	波长(nm)	明视觉V(λ)	暗视觉V(λ)
红	700	0.0041	0.00001780
橙	620	0.3810	0.00737
黄	580	0.8700	0.1212
绿	550	0.9950	0.481
青	500	0.3230	0.982
蓝	470	0.0910	0.676
紫	420	0.0040	0.0966

　　表中数据表示：人眼对光谱色的敏感程度以绿、黄、橙、青、蓝、红、紫为序依次递减。从视网膜三感色细胞对光谱的灵敏度图上也可以清楚看出：人眼对绿光最敏感，红光次之，蓝光又次之（参见图8）。因此，在反射率差不多的情况下，总是觉得含绿光成多的颜色亮些，含蓝光成分多的颜色暗些。例如黄、青、橙三色均含有绿光成分，看起来比较明亮；而蓝、紫、红等色含有蓝光和红光成分，相对比较而言，明度则小些。

　　（2）色相与饱和度

　　根据三原色理论，各色的饱和度决定于人眼三感色细胞所受最强与最弱刺激量之间的相对值。根据克拉甫科夫等人的实验可知：光谱色中，蓝色和红色的饱和量很大，而黄色和青色的饱和度较小，参见图9。

　　（3）明度与饱和度

　　同一色相中，明度与饱和度的变化是一个统一的关系。明度与饱和度的变化都是光能量的改变。明度改变时，饱和度也随之改变。只有明度适中时，饱和度才最大。各色相的明度增大或减少时，包和度都降低。明度太大或太小时，彩色都接近于消色。明度和饱和度的关系参见图10。



图7 颜色三属性空间示意图



图8 人眼三感色细胞对光谱色的灵敏度



图9 光谱色饱和度实验曲线



图10 明度和饱和度的关系

　　三、颜色的定量描述及色差公式

　　1．CIE L*a*b*均匀颜色空间

　　CIE所规定的以视觉生理为基础的颜色标志方法，称为CIE标准色度学系统。它是目前较为精确的标志颜色的方法，是国际上普遍采用的。1987年，我国原国家标准局根据CIE1976年推荐的视觉上近似均匀的色空间和色差公式，发布了关于颜色测量的国家标准《均匀色空间和色差公式GB7921－87》，于1988年正式实施。

　　CIE L*a*b*均匀颜色空间参看图11。

　　CIE L*a*b*均匀颜色空间从CIE 1931 XYZ变换而来（采用立方根形式的非线性变换），这个空间多采用赫林四色学说的对立色（红——绿、黄——蓝、黑——白）直角坐标系，参看图12。

　　在CIE L*a*b*均匀颜色空间中：

　　L*——心理明度或明度指数

　　a*、b*——心理色度或色度指数

　　+a*——表示红原色

　　+b*——表示黄原色

　　-a*——表示绿原色

　　-b*——表示蓝原色

　　CIE L*a*b*均匀颜色空间较好地反映了人的颜色视觉的心理效果。并且有着明确的物理内涵。CIE L*、a*、b*值是对人眼视觉效果的直接度量。从数学上看，L*、a*、b*也是由三刺激值X、Y、Z演绎得到的，这种变换的目的是为了以等间距反映人的颜色视觉效果。

　　2．CIE L*a*b*值测量实例

　　映入我们眼帘的是两朵黄色的花（见图13），如果仅仅是语方去描述，也许我们只能说花A测试点的颜色比花C测试点的颜色深一些，或者说花C测试点的颜色比花A的颜色淡一此，仅此而已。但是，如果我们用“油墨颜色及色容差自动测试仪”对这两朵花（测试点）的颜色进行定量描述，我们就可以分别得到如下两组数据：

　　花A　　　　　　花C

　　L*＝52.99 L*=64.09

　　a*=8.82 a*=2.72

　　b*=54.53 b*=49.28

　　两个按L*、a*、b*标定的颜色，其色差由下列公式计算：

　　ΔE*ab=[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2 (ΔE*ab为色差）

　　图13中两朵黄花的色差是多少呢？

　　先求出ΔL*、Δa*、Δb*的值

　　ΔL*=L*₂-L*₁（设C L*值为L*₂；花A L*值为L*₁）

　　Δa*＝a*₂－a*₁（设花C a*值为a*₂；花A a*值为a*₁）

　　Δb*＝b*₂－b*₁（设花C b*值为b*₂；花A b*值为b*₁）

　　则ΔL*、Δa*、Δb*值为：

　　ΔL*＝L*₂-L*₁=64.09-52.99=11.10

　　Δa*＝a*₂－a*₁=2.72-8.82=-6.10

　　Δb*＝b*₂－b*₁=49.28-54.53=-5.25

　　将上述ΔL*、Δa*、Δb*代入色差公式，则：

　　ΔE*ab=[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2 =[(11.10)²+(-6.10)²+(-5.25)²]^1/2 =13.71



图11 CIE L*a*b*颜色空间

　　为了加深读者对颜色数据测量的认识，本文特意选择了以上色差比较大的两朵黄色花作典型个案；假如花A是客户提供的色样，如果我们用丝网印刷复制的产品之L*、a*、b*值与花C相同，则此复制品色彩就会判定为不合格。对彩色复制品与色样之间两组彩色印刷品的L*、a*、b*值的测量及色差计算，我们就非常容易得到如下信息：

　　（1）通过ΔL*、Δa*、Δb*值可以知道彩色复制品与色样之间的色偏情况：

　　ΔL*＞0 偏白

　　ΔL*＜0 编黑

　　Δa*＞0 偏红

　　Δa*＜0 编绿

　　Δb*＞0 编黄

　　Δb*＜0 编蓝

　　通过对色偏信息的分析，可以为油墨调试中配方调整方向提供准确的依据，从面缩小色偏，使彩色复制品的油墨色彩与用户提供的色样更趋于接近。

　　（2）当色差小于1（ΔE*ab＜1）时，通常人眼的视觉是感受不到色偏的（在彩色复制过程中，ΔE*ab一般会定位在≤4）；（未完待续）

　　（刘玉盛审校）



图12 CIE L*a*b*色空间



图13 两朵黄花数据比较

[时间：2001-09-09  作者：熊祥玉  来源：丝网印刷2001－4]