南红玛瑙的色度学研究

　　摘要:颜色是彩色宝石质量评价的重要因素.彩色宝石的颜色评价主要依赖于人眼主观判断，南红玛瑙的颜色评价主观性较强，本文以色度学为理论基础，利用USB2000+微型光纤光谱仪，采集55块南红玛瑙样品的表面漫反射信号，量化其颜色参数，初步将南红玛瑙颜色按三要素定量划分为:色调集中于橙黄色-橙红色-红色;彩度整体为中等;明度以4级中明度为主;大部分颜色视觉综合表现具有暖感和偏重感，少部分高明度、高彩度的南红玛瑙华美感较为强烈.

　　关键词:南红玛瑙;色度学;色调;彩度;明度

　　0引言

　　南红玛瑙属于隐晶质石英岩玉，由二氧化硅胶体溶液沉淀而形成，其成分中含有氧化铁，使颜色呈现出如柿子红、玫瑰红、樱桃红等不同颜色感觉的红色[1].

　　南红玛瑙具有符合中国人传统审美的“中国红”以及温润的质地，深受人们喜爱，市场交易繁荣.与其他彩色宝石一样，南红玛瑙的品质评价是其价值评估的基础[2].目前南红玛瑙的品质评价主观性较强，主要由经验丰富的人员从颜色、质量及工艺三方面进行考量，而颜色是决定其价值的关键因素.

　　目前，国际上对彩色宝石颜色的描述和分级主要采用的是Gem-Set和Gem-Dialogue颜色系统[3].自1999年以来，宝石研究人员开始以色度学为理论，进行彩色宝石的颜色研究:田莉等[4]将红宝石颜色在均匀颜色空间中进行了定量划分，综合颜色三要素将红宝石颜色分为I至VIII八个等级.乜东晶等[5]对绿色翡翠的色调进行了划分.范文莉等[6]将20颗四川凉山“九口料”南红玛瑙的红色进行分级，虽缺乏普遍性意义，但是证实了用CIEDE2000色差公式对宝石颜色分级的可行性.

　　本文采用USB2000+微型光纤光谱仪，对55块南红玛瑙的颜色参数进行采集，分析相关参数，旨在量化南红玛瑙的颜色，为南红玛瑙的颜色评价提供客观依据.

　　1实验原理及方法

　　1.1实验原理

　　色度学是以格拉斯曼定律为基础，在国际照明委员会CIE制定的标准下，采用视觉颜色匹配实验建立起来的学科，主要研究颜色度量及评价[7].

　　1.2实验方法

　　1.2.1实验样品

　　凉山南红玛瑙35块，保山南红玛瑙20块.由于部分玛瑙样品具有条带状构造，在采集样品参数时选取颜色较为均匀的区域，并进行3～5次测量取平均值.

　　1.2.2实验条件

　　实验采用美国OceanOptics公司生产的USB2000+微型光纤光谱仪，积分时间2482μs，平均次数100，平滑宽度3nm，波段380～1100nm，间隔和波长修正为0，触发阙值1000，暗室，室温18℃，采用光导纤维收集样品表面的漫反射信号，再将数据读入宝石颜色自动化系统计算程序，量化实验样品的颜色参数.

　　1.2.3实验数据表示

　　本文采用CIE1931色品图(色度图)直接表征南红玛瑙样品的色调及彩度，结合主波长与色纯度的具体参数，对南红玛瑙的颜色进行客观表示.同时采用国标规定的CIE1976L*a*b*，均匀颜色空间中的相关参数作图，进而对样品颜色进行综合表示.

　　2.1色品分析

　　彩色的色调及彩度统称为色品，色品图可以对某一种颜色进行定量描述，并且用客观的物理方法代替主观的人眼进行颜色评定.实验测得55块南红玛瑙样品的色度学参数，计算得出它们的色坐标，在色品图中进行坐标描绘，如图1.该图中横、纵坐标分别表示红、绿色的比例.

　　

　　2.1.1色调

　　从实验样品的色品图中可以看出，凉山、保山南红玛瑙的颜色均集中于橙黄色-橙红色-红色，与肉眼观察一致，对应的主波长位于588nm至623nm之间.

　　颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色色调.色调是彩色彼此区分的特性，色度学用h*ab表示，它从正横坐标开始，以逆时针方向偏转，按照每份18°，将一个圆周角分为20份[12].

　　由实测数据计算可知南红玛瑙的色调角h*ab集中于18°到54°，综合色品图(图1)分析可得表2:从18°至36°、36°至48°、48°至54°变化过程中，色调由橙红色过渡到橙色，直至橙黄色.

　　2.1.2彩度

　　在色度学中，描述颜色心理属性时，彩度和饱和度所代表的意义相同，故通过仪器测量所得样品颜色参数中，用彩度C*来表征.色品图中，位于舌形曲线上的所有单色光，其颜色具有最大彩度，即样品的色坐标投点越接近舌形曲线轨迹，则颜色彩度越高.从图1可知南红玛瑙颜色的色坐标多集中于舌形曲线中间偏轨迹边缘部分，彩度中等.

　　国标中规定颜色的彩度可进行分度，在1～100变化范围内，具体量化55块南红玛瑙样品的彩度并作图2，其数值介于6.918至55.904之间，大多数样品彩度为中等，极少数的彩度偏低.

　　

　　3实验结果讨论

　　本文通过测试55块南红玛瑙样品，计算并分析数据，得出以下结果:

　　1)凉山、保山南红玛瑙的颜色均集中于橙黄色-橙红色-红色，对应的主波长介于588nm到623nm之间.

　　2)南红玛瑙的颜色色调角分布于18°到54°，随着色调角度数上升，颜色色调由红色向橙黄色过渡，具体色调角与颜色对应关系为:(18°，24°)红色;(24°，30°)橙红色;(30°，36°)浅橙红色;(36°，42°)橙色;(42°，48°)浅橙色;(48°，54°)橙黄色.

　　3)南红玛瑙的彩度范围为(6.918，55.904)，整体彩度中等，极少数的彩度偏低.

　　4)南红玛瑙的明度以4级中明度为主，占比60%;低明度和高明度样品仅占9%.

　　5)南红玛瑙的主体颜色主要为彩度中等的橙红色，结合肉眼观察细分后，与市场交易中划分的锦红、玫瑰红、樱桃红等描述基本一致.其中色调接近红色、彩度较高的一般被认为是最佳颜色“柿子红”.

　　6)大部分的南红玛瑙颜色视觉综合表现为具有暖感和偏重感，少部分高明度、高彩度的南红玛瑙华美感较为强烈.

《南红玛瑙的色度学研究》

上一篇：建筑工程新型材料应用方案

下一篇：建筑工程施工改革技术应用