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江瑞璋,知名電子出版專家、網路作家。
   
  光與灰有相同的特性 判斷灰的幾種簡便方法
  江瑞璋、 林育如 Aug 10, 2001
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摘要         

         光的色度座標和灰的xy馬蹄形色度座標都有相同的特性,您將不得不相信觀測環境對顏色的影響有多大

前言
        除了濃度計外,您的工廠裡現在又多了分光光譜儀或色度計,它除了幫您做好色彩管理外,它還可以幫你了解灰到底是什麼東西,讓您除了用眼睛觀察之外還有另一種選擇和參考。
灰,表示印刷廠的品質觀念
       
在複製的過程當中,為完成理想的彩色複製品質是先以達到灰色平衡為手段,再施予適當的色彩修正就可以做到想要的複製效果。以印刷廠而言,最具代表性的灰色數據就是灰色平衡曲線。如果以瓊斯圖系統來說,在黑白複製時是的第二象限稱為印版印機曲線,而彩色複製時的第二象限除了可代表整廠之材料、製程和機械
穩定性外,最重要的是它還代表了CMY三原色墨之間的灰色平衡關係。你可以借助RIT的灰色平衡導具幫您有系統的尋找灰色平衡數據,只要找出具代性的五個灰色平衡點就可以代表此時油墨、紙張等材料和製程的灰色數據。但是要如何從眾多的色塊當中判定那些是灰色呢?您有以下的方法可以採用,或者交互並用參考。

     RIT的TRAND CHART,看上去好多的彩色圈,而事實上只要您找出每個BLOCK中唯一的一個灰色組合,共可找出五個灰色點形成灰色平衡曲線。

以視覺判斷
       
將印製好如上圖的成品後,用視覺觀察可以找出五個灰色點。只是在觀測的環境要是在5000K的D50光源下,如此才不會發生溝通不良 的情形,如條件等色 。這表示您的觀測環境如果不是接近印刷的標準環境,將有可能會發生不是灰色的地方被誤認為灰色塊的情形。
        一般的觀測環境可以買個觀察箱,附有D50的光源做為觀測環境。您也可以選定一個空間,如會客室或研究室等,將四周以中性灰色佈置,光源則可以裝上D50、D60、D75或A光源等,再分別裝上控制開關即可完成"大光箱"的概念。如此你不但模擬了觀測箱的環境,更可輕易模擬出客戶的環境。

以彩度值判斷 
        以CIELCH色度圖來看,越接近中心圓點的地方表示彩度越低,越接近中性色。也就是說在RIT的TRAND圖中,每一BLOCK的近灰色圈用分光光譜儀或色度計量測之後,您可以選擇色度值最低的色塊當成灰色組合。

                     LCH,L表示明度值,H表示各種顏色的色相角,
                     C表示色彩的鮮艷程度,越接近中心原點越接近灰  

以座標方式輔助判斷 
 
      在構成色彩的三個要素為光源、物體和接受器。其中物體的英文一字為ATTENUATOR,表示減薄、衰退的意思,更何況有人將色彩的現象解釋為"色是被損壞的光",因為物體將白光的部份光吸收並反射或透射了其它的光。
        而理想的灰色物體應是均勻的反射或透射白光,因此其在xyY的馬蹄形色度座標上的xy位置應相同,只有明度Y的變化而已。因此也可以經由測量得到的三刺激值由色度座標估算出那一個最接近灰色。
        光的座標為:
        要計算光的座標首見要先知道光的刺激值是多少,可以查表得到CIE標準照明體D50的能量分布數據,和1931年的配色函數。

nm(波長)

D50 x-bar y-bar z-bar 物體(air)
400 49.31 0.0014 0.0004 0.0679 1
420 60.03 0.1344 0.004 0.6456 1
440 74.82 0.3483 0.023 1.7471 1
460 90.61 0.2908 0.06 1.6692 1
480 95.11 0.0956 0.139 0.813 1
500 95.72 0.0049 0.323 0.272 1
520 97.13 0.0633 0.71 0.0782 1
540 100.75 0.2904 0.954 0.0203 1
560 100 0.5945 0.995 0.0039 1
580 98.72 0.9163 0.87 0.0017 1
600 97.69 1.0622 0.631 0.0008 1
620 99.04 0.8544 0.381 0.0002 1
640 98.86 0.4479 0.175 0 1
660 98.19 0.1649 0.061 0 1
680 99.13 0.0468 0.017 0 1
700 91.6 0.0114 0.0041 0 1

             D50為CIE的標準照明體
             x-bar, y-bar, z-bar 分別為1931年標準觀察者配色函數
        
將光刺激至眼睛量化的結果就會以三個數據表示三刺激值,分別為XYZ。而要得到X,只要把每一波長的(D50數值*x-bar*物體),再相加起來即可得到X,Y和Z也是同樣的算法。計算後的結果為:
         X=509.9616
         Y=526.7468
         Z=437.7246
         照理說以上的計算方式應該用積分的方法將每一波長計算的結果做個面積估算,為了方便了解,本例採用直接加法的方式計算出XYZ三刺激值。更何況在波長間隔夠小時,如5nm,用加法就很精準了。
         但是,此三刺激值對你而言真的沒什麼意思,為了更清楚的表達,不妨以座標的方式來說明光源的位置來得親切,所以我們再將三刺激值轉換成馬蹄形的色度座標x和y:
         x=X/(X+Y+Z)
         y=Y/(X+Y+Z)
         z=1-x-y
         光源的色度座標為:
         x=0.34
         y=0.35


        灰物體的色度座標
       最簡單的方式是將物體的反射或透射率改為0.5的方式計算其三刺激值後,再轉為色度座標。因此假設有一灰其反射率或透射率為0.5。

nm(波長)

D50 x-bar y-bar z-bar 物體(灰)
400 49.31 0.0014 0.0004 0.0679 0.5
420 60.03 0.1344 0.004 0.6456 0.5
440 74.82 0.3483 0.023 1.7471 0.5
460 90.61 0.2908 0.06 1.6692 0.5
480 95.11 0.0956 0.139 0.813 0.5
500 95.72 0.0049 0.323 0.272 0.5
520 97.13 0.0633 0.71 0.0782 0.5
540 100.75 0.2904 0.954 0.0203 0.5
560 100 0.5945 0.995 0.0039 0.5
580 98.72 0.9163 0.87 0.0017 0.5
600 97.69 1.0622 0.631 0.0008 0.5
620 99.04 0.8544 0.381 0.0002 0.5
640 98.86 0.4479 0.175 0 0.5
660 98.19 0.1649 0.061 0 0.5
680 99.13 0.0468 0.017 0 0.5
700 91.6 0.0114 0.0041 0 0.5

         計算後的結果為:
         X=254.9808
         Y=263.3734
         Z=218.8623
         再將三刺激值轉換成馬蹄形的色度座標x和y:
         x=X/(X+Y+Z)
         y=Y/(X+Y+Z)
         z=1-x-y
         灰體的色度座標為:(與光源有同樣的座標位置)
         x=0.34
         y=0.35
      
由上的例子可以很清楚的知道,觀測環境所使用的光源與灰是有著相同的性質,即xy的色度座標接近。此結論很可以幫你判斷灰色塊做為參考。

結論
         現在的印刷製版廠除了濃度計外,也逐漸都俱備了分光光譜儀或色度計等設備,您不妨可多多使用這些方便的工具幫你收集更多的資料做為判斷的依據。如此一來,不但在品質上更上一層樓,做好色彩管理也是垂手可得了。         

參考資料
       
1.  大田 登,色彩工學
        2.  羅梅君,印刷色度學

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