照明光源的光谱特性对观察印刷品的颜色影响很大。通过对标准光源颜色特性的讨论，介绍了印刷业标准照明和观察条件，对各项指标进行了简要说明，对印刷企业如何实施照明条件标准化提出了建议。

一、引 言
    1991年，我国印刷行业颁布了印刷业评价颜色时所使用的照明和观察条件的标准，规范和统一了颜色评价的条件，也为印刷行业与其它行业进行颜色信息的交流奠定了基础。
    但是，由于我国印刷企业长期以来对产品质量的要求还不是很高，对照明条件究竟对产品质量会产生什么影响还认识不足，因此只有很少的企业采用标准的照明条件，甚至很多企业还根本不清楚什么是印刷业的照明条件。最常见的例子是，新购买的印刷机都带有标准的看样台，看样台使用的光源为高显色性D65灯管，色温和显色指数符合照明标准的要求，在这种灯光照明下观察颜色与日光下观察的效果相似。但是，当这种灯管用坏后，通常是使用一般的荧光灯管来代替，而一般的荧光灯管不能满足照明标准的要求，在这种光源下观察颜色会产生较大的颜色感觉误差。
    随着印刷技术的不断进步，数字技术逐渐进入到印刷生产的各个环节，颜色测量仪器的使用越来越广泛，在行业中得到了很大程度的普及。目前，生产过程中的颜色信息几乎完全以数字的形式传递，尤其是在进行色彩管理和色彩控制时，照明和观察条件作为设备颜色特性描述文件中的一个必要参数，对颜色复制起着很重要的作用。现在，越来越多的企业对印刷过程的数据化和标准化日益重视，而颜色的照明和观察条件是标准化体系中的一个基础标准，应该引起足够的重视。

二、照明光的颜色直接影响印刷品的颜色
    颜色是光线照射到物体上，经过物体的作用后再进入人眼，在人的视觉系统中产生的一种感觉。因此，这种颜色感觉不仅与被照射物体表面的光学性质有关，也与照明光的光谱特性有关。明光对物体颜色的影响是一个非常复杂的问题，其中有光学的问题，如光谱组成的差异，也有人类颜色视觉系统的生理原因，如颜色适应现象。简单地说，不同的光源所发出光的颜色不同，或者说，照明光中所包含的红、绿、蓝三原色的比例不同，照射到物体后被物体反射出的红、绿、蓝三原色比例也不同，所以会造成不同的颜色感觉。很多人都有过这样的经历，一件衣服的颜色在商场的照明条件下看着很满意，但买回家后看到的颜色却不一样，或者穿着同一件衣服在不同的照明环境下，衣服看上去的颜色感觉不同。这种现象主要就是由于照明光的不同所造成的。
    如果用计算颜色的一般公式来表示，颜色受照明光的影响就更清楚了。设印刷样品的光谱反射率为ρ（λ），它代表印刷样品表面吸收光和反射光的光学性质，光源所发的光用相对光谱功率分布S（λ）表示，不同的S（λ），光的颜色感觉也不一样。此时的印刷样品颜色用CIE三刺激值表示为：
  X=κ∫S (λ) ρ(λ)χ(λ)dλ
  Y＝κ∫S(λ) ρ(λ)y(λ)dλ
  Z＝κ∫S(λ) ρ(λ)z(λ)dλ                 (1)
式中χ(λ)，y(λ)和z(λ)为CIE 1931标准观察者函数，分别代表人眼对红光、绿光、蓝光的光谱响应曲线，因此CIE三刺激值X，Y，Z分别对应人眼睛感觉到的红、绿、蓝三原色比例。由公式（l）可以看出，当物体和观察者不变时，改变照明光源，也就是改变式（1）中的S (λ)，则物体的 CIE三刺激值 X，Y，Z发生改变，即颜色感觉跟着发生变化。

三、标准光源
    从上面的讨论可以看到，物体的颜色感觉会随照明光源的颜色（光源的光谱功率分布）而发生变化，在不同的照明条件下观察颜色的感觉就会不同。那么，究竟应该使用什么样的光源照明效果才好呢？或者说，什么是标准的照明条件呢？
    原则上说，没有一种光源比另一种光源的颜色更好，只能够说人们更习惯于在什么样的照明条件下观察颜色，或者将观察颜色时的照明条件统一到相同的条件上。由于人类长期生活在日光照明的环境下，对日光最熟悉，最适应，人们大部分观察颜色都是在日光下进行的，因此日光被应该认为是最合适的光源，把日光作为照明的标准是非常合理的。换句话说，就是应该使用与日光的光谱功率分布相接近的光源作为观察颜色的照明条件，与日光越接近，则认为照明效果越好，观察颜色也就越准确。但是，由于时间、气候、季节等条件的不同，自然日光的光谱功率分布也不是完全一样的，只能用其中的一种作为标准，或用其平均值作为标准。通过大量的测量和实验，国际照明委员会（CIE）推荐了标准照明体D代表不同时段和条件下日光的光谱功率分布（相关色温不同，代表不同时段和条件的日光），其中推荐以标准照明体D65。（相关色温为 6504 K的D照明体）为首选照明体，应该尽可能地采用，因为它最接近大多数情况下日光照明的条件。
    正因为如此，在CY／T3－1999《色评价照明与观察条件》中规定，使用标准照明体D65作为观察印刷品颜色的标准照明条件。但由于日光的光谱功率分布非常特别，目前没有任何一种人工光源能够发出与D65光谱功率分布完全相同的光，只能近似模拟。因此，模拟的近似程度就成为评价光源质量的重要参数，它直接关系到观察颜色的效果。
     严格检查光源是否符合D65光谱功率分布的方法是测量光源的光谱功率分布曲线，将光源的光谱功率分布曲线与日光相比较。但这种检查方法非常复杂，需要专用的仪器设备且测量结果也不能代表眼睛实际看到的颜色效果，不便于应用。在实际应用中，一般使用两个参数表征光源的颜色特性。
   （1）光源的色温／相关色温（TC）
    表示光源发光的颜色，用绝对温标K表示。5000K以下为低色温光源，5000 K以上为高色温光源。色温低，光的颜色偏红黄；色温高，则颜色偏蓝。一般白炽灯泡所发光的色温低于3000 K，属于低色温光源，因此光的颜色偏红黄；而家用日光灯的相关色温大致在6000—7000 K，与白炽灯泡所发的光相比更加偏蓝。

   （2）光源的显色指数
    表示在某种光源照明条件下，被观察颜色的感觉与在日光下观察相同样品时颜色感觉的接近程度，用计算两种条件下的色差来表示。光源的显色指数的范围为0—I00，数值越高，表示在这种光源下观察颜色的效果越好（与日光越接近），反之则越差。由于规定以日光的照明为标准，因此这个参数表明了观察颜色的准确程度，在对颜色有很高要求的行业，这是照明光源非常重要的参数。按照CIE的规定，根据计算色差所使用的颜色样品不同，显色指数又分为一般显色指数R a和特殊显色指数R i，分别表示对不同颜色样品照明时产生的色差。

    以上两个参数分别反映了光源颜色特性的两个方面，将它们共同使用就可以较全面地描述光源的颜色特性，在光源出厂时的技术参数中一般都会给出这两个参数。只有当光源的这两个参数都满足照明标准规定时，才适合印刷行业使用。例如，白炽灯的一般显色指数Ra≥95，满足要求，但其色温只有2800 K左右，光色偏红，因此不为印刷行业采用。而一般使用的荧光灯的相关色温可以达到 65OO K，接近日光的光色，但它的一般显色指数R a在70左右，低于标准的规定，在此光源下观察颜色与在日光下观察会有较大的偏差，不适合准确观察颜色时使用，因此也不建议采用。可以满足印刷业照明标准要求的荧光灯是一类特殊制造的荧光灯，称为高显色性荧光灯，在很多进口印刷机配套看样台上安装的灯管就是这种荧光灯。但这种荧光灯属于专用灯管，一般很难买到，价格昂贵，但由于其尺寸与一般家用灯管相同，所以当原装灯管用坏后，很多印刷厂就用普通荧光灯管代替，因而失去了观察颜色的准确性，应该引起印刷厂对此间题的重视。

四、印刷业标准照明与观察条件
    对观察颜色影响较大的照明因素有：光源的色温或相关色温、光源的显色指数、观察面的照度、观察面上照度的均匀度、环境光颜色、观察方式等。在CY／T 3－1999《色评价照明与观察条件》中对这些因素有详细的规定，下面仅对观察印刷品样品时的条件加以介绍。
    （l）观察反射样品（印刷品）使用的光源：模拟标准照明体D65光谱功率分布的光源。
    （2）光源的相关色温：65O4 K。光源色温与标准照明体D65的色温偏差用色品偏差△C描述，要求色品偏差△C≤0.008。
    （3）光源的显色指数：一般显色指数Ra应不小于90，特殊显色指数Ri（检验色样9—15）应不小于 80，关于显色指数的计算请参看 GB／T 57O2或相关的色度学书籍。
    （4）观察面的照度：光源在观察面上产生均匀的漫反射照明，照度范围为 500—1500 IX，取决于被观察样品颜色的明度。
    （5）照度均匀度：观察面的照明要尽可能均匀，决不能有照度的突变，而且观察面中心与四周照度的差别不能大于 20％。标准中现定了测量照度均匀度的标准方法。
    （6）环境光颜色：观察面周围应该是中性灰色，其彩度值应该越小越好。观察样张的背景和衬底也应该是灰色，以避免颜色对比的影响。
    （7）观察方式：采用CIE推荐的0°／45°或45°／0°照明与观察方式，即光源垂直样品表面照明，在与垂直方向成45°角的方向观察；或光源以与样品表面成45°角的方向照明，在垂直样品表面的方向观察。

     影响观察颜色效果最主要的因素是光源的相关色温和显色指数。一般来说，印刷厂没有条件对光源的相对光谱功率分布、相关色温和显色指数进行测量，只能参考厂商提供的技术指标。因此，行业标准化机构和技术监督机构应该为企业提供技术服务，指导企业购买什么样的灯具，如何进行照明条件的设计。
    一般厂商提供的光源显色指数都是一般显色指数Ra，它可以从整体上说明光源对颜色观察的效果。但任何一个人工光源都不能完全与日光的光谱分布一样，可能会对某些特殊颜色的观察效果不好，产生较大的观察色差。尤其是对于包装印刷企业，往往使用专色印刷，有可能对某种专色产生照明色差，因此还应该参考特殊显色指数Ri。
    观察方式也是影响颜色感觉的重要因素之一。观察颜色方式的要点是，只能观看样品的漫反射光，而不能直接观看镜面反射光，因为有镜面反射光时会出现眩光现象，看不清真正的颜色。对于有光泽的纸张，尤其是金银卡纸，这种现象非常明显。以上两种观察方式都是为了避免这种情况的出现。

五、标准照明条件的实施
    印刷业照明条件标准颁布已经十多年了，但在企业中的执行情况并不理想，很多企业甚至还根本不知道这个标准。其中的主要原因是对该标准的重要性认识不足，对该标准的宣传和贯彻力度不够。从技术角度看，照明条件的设计是比较专业的技术，满足印刷行业使用的专业的灯具也不容易买到。另外，成本高也是阻碍标准执行的因素之一。
    事实上，只要掌握了标准照明条件的基本要求，实施标准的照明并不困难。实现标准照明条件并不是要求整个印刷厂的照明都要使用D65光源，而仅要求用来观察颜色的部门或场所使用D65光源照明。具体来说，也就是要求在印前设计和排版车间、印刷机看样台、质检部门等对观察颜色要求较高的地方配备标准光源，而其它一般的照明仍然可以使用普通的照明光源。在印前设计和排版车间，由于需要对原稿进行扫描、页面颜色设计和创意、图像颜色调整等操作，对照明光的要求较高，而且照明光对显示器的颜色影响也很大，有条件的企业应该将此车间全部采用高显色性荧光灯照明。如果没有这个条件，也至少应该在车间的局部采用高显色性荧光灯照明，或者使用标准灯箱，以便于颜色的检查。
    在印刷车间，一般的照明可以使用普通的荧光灯，在看样台和收纸台要采用高显色性荧光灯照明。但应该注意，车间的整体照明与看样台的照明不能有很大差别，避免由于照明的差别产生操作人员眼睛的对比和适应现象，产生对颜色的错误判断。

    除了采用高显色性荧光灯照明以外，在实际应用中还应该注意选择合适的灯具，使灯具产生均匀的漫反射光。一般来说，产生漫反射光可以使用毛玻璃进行散射，也可以使用高反射率格子板进行散射。由于毛玻璃对照明光有一定的吸收，而且还会改变光源的光谱分布，所以现在多采用格子板进行散射。如果采用4支 36 W高显色性荧光灯，采用格子板进行散射，灯管距离观察面1.2m，在观察表面可以形成 I000 IX或更高的照度，基本可以满足观察反射样品的要求。在标准中之所以没有明确指定照度值，只给出了一个照度范围，是因为观察不同明亮程度的颜色时对照度的要求不同。一般情况下，照度高一些对观察颜色和图像层次有利，尤其是观察明度较低的颜色和暗调的层次。在对产品颜色要求很严格的情况下，如烟标印刷，仅仅靠印刷机台的看样台还不够，还必须配备要求更高的标准光源观察箱，以便进行更严格的目视观察。这种观察箱通常装有多种光源，可以在不同光源照明下进行样品颜色观察，如A光源和F光源等，以检查其同色异谱性。
    由于高显色性荧光灯的使用范围有限，只用于专业用途，因此目前只能通过专业的厂商定货购买，而且价格也较贵。从北京印刷学院建设色彩实验室所购买高显色性荧光灯管的情况看，目前的进口灯管价格大约为IOO多元／根，灯管使用的寿命为I0 000 h左右，如果使用电子镇流器还可以延长寿命。按这样的数据计算，一个配4根灯管的看样台，可使用10 000 h，每天按 12 h计算，可以使用 2—3年，每天的灯管使用成本为 0.43元，这个费用并不会给企业增加很多成本。相反，如能够由此减少废品和浪费的话，还会带来可观的经济效益。如果将来市场用量增加，估计高显色性荧光灯管的价格还会下降。事实上，高显色性荧光灯也分为几档，有不同相关色温和显色指数之分，显色指数越高，价格越贵。对于要求不太严格的场合，可以使用一般显色指数Ra≥85的荧光灯管，其价格比 Ra≥90的荧光灯管便宜很多，只需要几十元一根。这种灯管比较适合用在印前车间的一般照明，其效果会比普通荧光灯Ra≥7O好很多。

[时间：2003-07-15  作者：惠聪  来源：惠聪]