印刷色彩学(1)概述

印刷色彩学PrintingChromatics郅云Tel:13074729020Email:[e-mail]轻工与纺织学院印刷工程系2010.10课程介绍学科基础课，必修课（考试课120minutesforexam）40学时（周学时4）；2.5学分讲课36学时，实验4学时教材：《印刷色彩学》化工出版社《印刷色彩学》印工出版社课程考核方式：笔试闭卷考试成绩占70%，实验成绩占10%，平时出勤与作业成绩占20%。绪论2010.10问题：夏天戴眼镜时，戴哪种颜色的眼镜较好，为什么？（A）蓝色（B）红色（C）黄色（D）紫色绪论2010.10视觉提供的信息量大：80％，视神经对颜色的反应最快颜色是光作用于人眼后引起的除形象以外的视觉特性。生活与色彩：服装的设计与选择饮食的“色、香、味、形”建筑设计公交公司各路车的颜色不一样绪论2010.10色彩学的衍生纺织服装印染印刷……色彩心理学管理色彩学销售色彩学城市色彩学音乐色彩学医学色彩学绪论2010.10人们对色彩的理解与运用－－－色彩的科学性与艺术性色彩的科学性：在自然科学领域内，可以从不同的角度，用不同的方法如语言文字、数字、图表、模型等对颜色进行定量的描述。色彩的艺术性：运用颜色理论，以各种手段和方式，加强颜色的使用效果，特别是色彩对人的思想、感情和心理等方面的影响力。绪论2010.10色彩与印刷人们生活水平的提高印刷技术的高速发展色彩在印刷中扮演的角色越来越重要绪论2010.10学习印刷色彩学的原因相对于高速发展的印刷技术而言，色彩基本理论、颜色的变化规律和艺术用色的原则是较为稳定的。但是彩色印刷的技术进步对操作者的理论水平和操作技能都不断提出新的要求，这就要求我们学好与之有关的，包括印刷色彩学在内的各门科学。绪论2010.10什么是印刷色彩学?印刷色彩学是以色度学理论为基础的一门应用性学科。色度学是上世纪初形成的一门建立于物理光学、生理学、心理学基础上的综合学科，他主要研究颜色基础理论和颜色测量的原理及方法，注重色彩的科学性。印刷色彩学的研究对象则是以颜色理论为主，兼顾色彩在印刷中的应用，偏重于色彩科学性的同时，也涉及色彩的艺术性。绪论2010.10理解颜色复制颜色描述颜色印刷色彩学学什么？培养学生具备色彩基础理论知识，了解和掌握印刷过程中的色彩现象和用色原则，学会如何利用色彩学的基本原理，进行颜色的分解、传递、合成，从而完成印刷复制。2010.10目录绪论第一章光与颜色视觉第二章颜色的基本性质第三章颜色混合规律第四章CIE色度学系统第五章颜色的显色表示方法第六章光源色度学第七章色彩在印前技术中的应用第八章色彩在印刷工艺中的应用第九章颜色模式与颜色测量第一章光与颜色视觉1.1色觉形成的物理基础1.2色觉形成的生理基础1.3人眼的视觉现象与色彩心理1.4颜色视觉理论2010.10第一章光与颜色视觉产生色觉的三要素关系图彩色物体第一章光与颜色视觉第一节色觉形成的物理基础2010.10第一节色觉形成的物理基础一.光的性质1.光辐射光是一种能在人眼的视觉系统上引起明亮感觉的电磁辐射。光的波粒二象性电磁理论：宏观领域，光在传播过程中表现为波动性；量子理论：微观领域，光在与物体相互作用时表现为粒子性。色彩是光在传播过程中产生的一种宏观光学现象2010.102.可见光中国国家标准（GB/T5698--2001）：“光—能对人的视觉系统产生明亮和颜色感觉的电磁辐射，又叫可见电磁辐射。其波长范围一般取380nm～780nm。”第一节色觉形成的物理基础2010.10电磁波谱γ射线x射线紫外线红外线无线电波交流电可见光谱10-410-2101021031061013波长(nm)可见光：波长380nm到780nm（1nm＝10-9m）的电磁波第一节色觉形成的物理基础2010.10电磁辐射的波长范围很大，10-15~108m，其中在印刷行业应用的主要有：紫外线：与可见光谱短波段相邻，具有强烈的光化学作用；可见光：380nm～780nm，能引起人的不同颜色感觉；红外线：与可见光谱长波段相邻，具有很强的发热性能。第一节色觉形成的物理基础2010.103.色散可见光谱范围内，不同波长的辐射能引起人的不同颜色感觉。白光经棱镜分解后成为各种颜色光的现象叫做色散。白光色散后按波长顺序排列而成的彩色光带叫可见光谱。组成光谱的各种单色光又叫光谱色，是最纯的颜色、最鲜艳的颜色。复色光：由多种单色光混合而成的。第一节色觉形成的物理基础2010.10色散现象说明：白光实际是由各种色光组成的，这些色光不是由棱镜创造出来的，棱镜仅仅是把原已经存在着的各种色光加以分解而已。色散实验第一节色觉形成的物理基础2010.10单色光：波长只有一个,是最纯、最鲜艳的颜色。光色波长(nm)代表性波长(nm)频率(1014Hz)红780～6307004.3橙630～6006204.8黄600～5705805.2绿570～5005465.5青500～4705006.0蓝470～4204366.4紫420～3804207.2第一节色觉形成的物理基础2010.10透射Φt反射Φr吸收入射光Φi第一节色觉形成的物理基础二、光的现象2010.101.光的反射镜面反射：Φr=Φi，反射角=入射角，遵循反射定律。完全漫反射：Φr=Φi，表现为各方向上具有相同的亮度，理想反射体（ρ=1），MgO表面接近。镜面反射+漫反射：反射比ρ=Φr/Φi，在各个方向漫反射的同时，在反射方向上反射光通量显著偏大。第一节色觉形成的物理基础2010.102.光的透射光照射到具有一定透明度的介质上，有一部分光穿过媒介从另一界面透出的现象。透射比τ=Φt/Φi，理想透明体τ=1。3.光的吸收物体对光的吸收表现为不同颜色的物体对光的吸收情况不同，从而使人眼感受到不同的色彩。理想的黑体能够吸收所有照射在其表面的光辐射。第一节色觉形成的物理基础2010.10第一节色觉形成的物理基础三、光与色的关系只有在光的照射下，人们才能感知物体的形态与颜色，没有光就没有颜色，光是人们感知色彩的必要条件，色来源于光。简言之，光是色的源泉，色是光的表现。2010.10第一节色觉形成的物理基础色彩色彩是自然界的客观存在，是一种物理现象，是光作用于物体后所产生的不同吸收、反射的结果；色彩是光作用于人眼引起的除形象之外的视觉特性。色觉颜色视觉是人类认识颜色和辨别颜色的能力。色觉是受大脑支配的，是人类在漫长的岁月中为适应自然而逐步形成并且不断完善的一种感觉机能。色觉不仅与物体本身的颜色特性有关，而且还受时间、空间、周围环境的影响。形成色觉的三要素：光线的照射、呈现颜色的物体、功能正常的视觉器官。第一章光与颜色视觉第二节色觉形成的生理基础2010.10第二节色觉形成的生理基础一、眼睛的构造与视觉的形成2010.10人眼屈光系统感光系统角膜房水晶状体视网膜玻璃体第二节色觉形成的生理基础2010.10眼睛的结构第二节色觉形成的生理基础2010.10第二节色觉形成的生理基础1.眼睛的屈光系统：由角膜、瞳孔、房水、晶状体和玻璃体等组成的人体接受影像的成像光学系统。角膜：巩膜正前方的1/6部分，光线首先经角膜折射进入眼球。瞳孔：虹膜中心的圆孔，根据光的强弱可缩小放大，以控制进入眼内的光量多少。晶状体：由睫状肌控制晶状体的屈光能力，使远近不同的物体影像聚焦在视网膜上。2010.10眼睛的成像系统第二节色觉形成的生理基础2010.10第二节色觉形成的生理基础2.眼睛的感光系统——视网膜视网膜的结构由三层构成：外层——视觉细胞(锥体细胞和杆体细胞)，视觉通路的第一级神经元；中层——双极细胞，起桥梁作用，视觉通路的第二级神经元；内层——神经节细胞，与视觉中枢相连，视觉通路的第三级神经元。黄斑：眼球后极的中央部分，锥体细胞的密集区域，中央凹是视觉最敏锐的地方。盲点：视神经纤维在视网膜上的汇集点，没有感光细胞，无感光能力。2010.10视网膜的构造及视觉功能第二节色觉形成的生理基础2010.10第二节色觉形成的生理基础2010.10二、视觉的形成1.视锥细胞：在明环境中感受光的强弱、光的颜色及分辨细节；主要分布于中央凹处；含有三种光敏物质——感光色素R、G、B。2.视杆细胞：在暗环境中感受光的强弱；主要分布距视轴20o处；不能分辨颜色，但在暗环境中对光的敏感程度比视锥细胞高十万倍。第二节色觉形成的生理基础2010.103.锥体细胞与明视觉亮度3cd/m2时，主要依靠锥体细胞起作用，可以看到不同明暗的各种颜色。尤其对黄绿光感受性最强。4.杆体细胞与暗视觉亮度10-3cd/m2时，杆体细胞接替锥体细胞工作，只能感觉明暗的差别。对蓝绿光最敏感。第二节色觉形成的生理基础2010.10产生明视觉和暗视觉的相对能量分布第二节色觉形成的生理基础2010.105.明视觉与暗视觉视觉器官具有明视觉和暗视觉的两重功能。视觉正常的人由明亮的环境到黑暗的环境时，视锥细胞与视杆细胞会自动完成功能的交接，使人眼在不同的明暗环境下均能分辨出物体。在明视觉与暗视觉的切换时需要一个逐渐适应的过程。第二节色觉形成的生理基础2010.10印刷工作者Note：•应该自动调节被观察部位的距离和角度，使之正对瞳孔，以便物体的影像恰好聚焦在视网膜的中央凹处，这样才能清晰准确的观察颜色。第二节色觉形成的生理基础2010.10三、人眼的视觉功能1.光谱光效率函数：在等能光谱上，各波长的单色光辐射能量是相等的，但人眼所感受到的明暗程度是不同的。光谱光视效率——辐通量相同但波长不同的光在视觉上所产生不同明度感受性的度量。CIE标准光度观察者，根据光谱波长与明亮度的关系绘制出明视觉曲线与暗视觉曲线，它们所表征的函数关系又称为“明视觉与暗视觉光谱光效率函数”。第二节色觉形成的生理基础2010.10明视觉与暗视觉光谱光效率曲线第二节色觉形成的生理基础2010.102.人眼的视觉特性人的眼睛对于能量相同，而波长(颜色)不同的光，所引起的亮度感觉是不同的。实验表明：明视觉时人眼对光谱中的黄绿色（555nm）最敏感；暗视觉时人眼对光谱中的蓝绿色（507nm）最敏感。在一个等能光谱上，各波长的单色光辐射能量是相等的，但人眼所感受到的明暗程度是不同的。第二节色觉形成的生理基础2010.10紫蓝青绿黄橙红第二节色觉形成的生理基础2010.103.视觉参数视角——物体的大小对眼睛形成的张角α。视场——指眼睛视角α所对应的圆面积。视力——视觉敏锐度，表示视觉辨认物体细节和空间轮廓的能力。视敏度与观察距离D、视角α及眼睛的分辨力有关。眼睛的分辨率——由视网膜上黄斑处视锥细胞的直径决定。第二节色觉形成的生理基础2010.10视角视力视场AbDSα物体的大小视距物体的像第二节色觉形成的生理基础第一章光与颜色视觉第三节人眼的视觉现象与色彩心理2010.10一、颜色的适应性1.亮度适应——当照明条件改变时，眼睛通过一定的生理调节过程对光的亮度进行适应，以获得相对清晰的影像的过程。暗适应明适应第三节人眼的视觉现象与色彩心理2010.10暗适应——光线由明变暗，人眼在黑暗中视觉感受性逐步增强的过程。在这一过程中：瞳孔自动放大，由2mm逐步扩大到8mm，使进入眼睛的光线增加数倍；同时由锥体细胞视觉转换为杆体细胞视觉，即由明视觉转换为暗视觉。第三节人眼的视觉现象与色彩心理2010.10明适应——光线由暗变明，视网膜对光刺激的感受性逐步降低的过程。在这一过程中：虹膜收缩使瞳孔缩小，控制进入眼睛的入射光量；同时由杆体细胞视觉转换为锥体细胞视觉，即由暗视觉转换为明视觉。闪光盲：人眼突然受到高强度光的刺激时，引起的暂时性视觉不敏感现象。有时需要相对较长时间的适应过程。第三节人眼的视觉现象与色彩心理2010.10亮度适应规律人眼感光灵敏度变化的一般规律是：感光灵敏度降低时快，即明适应所需时间短；感光灵敏度提高时慢，即