安梅,祖恩東

(1.陜西國際商貿(mào)學(xué)院,陜西西安712046;2.昆明理工大學(xué),云南昆明650093)

黃色翡翠的顏色測量及分析①

安梅1,祖恩東2

(1.陜西國際商貿(mào)學(xué)院,陜西西安712046;2.昆明理工大學(xué),云南昆明650093)

根據(jù)色度學(xué)原理,利用美國Ocean Optics公司的USB2000+光纖光譜儀對黃色翡翠進行測量與分析,量化黃色翡翠顏色的參數(shù)指標(biāo),包括其CIE 1931色度坐標(biāo)、主波長、彩度、明度和CIE1931色品圖等。依據(jù)主波長及色調(diào)角,可區(qū)分黃色翡翠顏色的主色調(diào)。實驗結(jié)果表明,利用光纖光譜儀、適當(dāng)?shù)恼彰鞣绞郊肮庾V采集方法,應(yīng)用色度學(xué)原理,可以客觀、定量地描述黃色翡翠的顏色,可作為評價黃色翡翠顏色的適用技術(shù)。

黃色翡翠;色度學(xué);色調(diào)角;主波長

翡翠屬于高檔寶玉石,隨著社會發(fā)展與文化的進步,黃色翡翠[1]受到了翡翠市場的青睞,其顏色是評價品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[2]。目前,黃色翡翠顏色的評價常以主觀經(jīng)驗為主,如最優(yōu)的黃色翡翠顏色為檸檬黃、雞油黃、栗子黃等,雖然能夠形象地用人們熟知的事物或名詞來形容,大致區(qū)分其顏色的優(yōu)劣。但由于過度強調(diào)了色知覺而忽略了寶石的客觀色,所以一方面造成了顏色之間對比的困難,另一方面為構(gòu)建客觀的寶石顏色定量體系[3]又設(shè)置了不可逾越的障礙。目前對于黃色翡翠顏色的描述和分級缺少較準(zhǔn)確的評價方法[4]。

色度學(xué)[5]是20世紀(jì)初發(fā)展起來的一門學(xué)科,以物理光學(xué)、視覺生理、視覺心理、心理物理等學(xué)科領(lǐng)域為基礎(chǔ),研究人的顏色視覺規(guī)律、顏色測量的理論與技術(shù),為客觀、定量地描述顏色提供科學(xué)依據(jù)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。隨著色度學(xué)日趨發(fā)展,形成了一套顏色測量的基本原理和色度參數(shù)的計算方法,通過把樣品顏色的三刺激值(色度坐標(biāo)、彩度和明度)等參數(shù)指標(biāo)量化,形成色度圖和顏色空間,對其進行準(zhǔn)確地定量與定性描述[6、7]。色度學(xué)方法是進行顏色度量和評價的定量方法,CIE色度系統(tǒng)是基于大量的心理物理學(xué)實驗、研究人眼的視覺規(guī)律而建立的,可用數(shù)字表示顏色,并可用儀器度量顏色。在前人研究的基礎(chǔ)上,本文以色度學(xué)為理論基礎(chǔ),實驗利用USB2000+光纖光譜儀,采用光導(dǎo)纖維收集樣品表面的漫反射信號,再將數(shù)據(jù)讀入寶石顏色自動化系統(tǒng)的計算程序,量化樣品顏色的參數(shù)指標(biāo)[8、9],初步探討黃色翡翠顏色的定量劃分,旨在探索有色寶石顏色的分級標(biāo)準(zhǔn)。

1 實驗方法與條件

以色度學(xué)原理為指導(dǎo),使用美國Ocean Optics公司USB2000+光纖光譜儀對所選的黃色翡翠樣品進行顏色的定量測試。采用積分球收集樣品表面的反射信號,并用光導(dǎo)纖維進行信號的采集,而后通過儀器和程序的分析,得出樣品的色度參數(shù),并選用CIE1931—XYZ坐標(biāo)空間,精確標(biāo)注樣品的顏色位置,確定不同色調(diào)的黃色翡翠在色度圖上的點群分布[10]。在實驗過程中,選擇測量的波長范圍為380nm～1000nm,在此范圍內(nèi)可求得較高的計算精度。實驗照明采用CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體中的D65光源(代表相關(guān)色溫近似為6500K的重組日光),實驗數(shù)據(jù)的波長間隔為10nm,采集積分時間為1600μs,采用2°觀察者視場。

2 黃色翡翠的顏色測量及分析

本實驗以不同色調(diào)的黃色翡翠樣品為研究對象,一共4件,肉眼觀察樣品色調(diào)分別為淺黃色、蜜黃色、黃褐色和土黃色。通過對4塊黃色翡翠樣品(圖1)的數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理以及用作圖法求得主波長可得到表1、圖3、圖4、圖5和圖6。

圖1 顏色測量樣品Fig.1 The samples for color measurement

表1 翡色翡翠樣品顏色測量的色度學(xué)參數(shù)Table 1 The colorimetric parameters of jadeite samples

在色度學(xué)中,顏色色調(diào)通過色調(diào)角h*ab表示,它是指從正橫坐標(biāo)開始,以逆時針的方向偏轉(zhuǎn)的角度。同時將一個周角分為20份,每一份18°,即分為20種基本色相[3],當(dāng)色調(diào)角h*ab在(18°,36°),色調(diào)為橙紅色;當(dāng)色調(diào)角h*ab在(36°,54°),色調(diào)為橙色;當(dāng)色調(diào)角h*ab在(54°,72°),色調(diào)為橙黃色,當(dāng)色調(diào)角h*ab在(72°,90°),色調(diào)為黃色。黃色翡翠樣品色調(diào)角均分布在(72°,90°)間(見表1),分別對應(yīng)黃色區(qū)間(如圖2)。

圖2 色相環(huán)圖Fig.2 Hue circle

圖3 樣品1色品圖Fig.3 The chromaticity diagram of sample 1

圖4 樣品2色品圖Fig.4 The chromaticity diagram of sample 2

圖5 樣品3色品圖Fig.5 The chromaticity diagram of sample 3

圖6 樣品4色品圖Fig.6 The chromaticity diagram of sample 4

觀察表1和圖3～圖6可知,1、2、3、4號樣品具有的主波長,分別為577.36nm、581.23nm、581.671nm、582.905nm依次增大;樣品的色調(diào)由黃色色調(diào)趨向橙色色調(diào);其飽和度值也依次增加,分別為20.593、21.129、22.558、26.09。

3 小結(jié)

根據(jù)色度學(xué)知識,黃色翡翠的色調(diào)角在(18°, 90°)范圍內(nèi)(如圖2)[3],通過對4個樣品的色度學(xué)分析研究,得出了以下的結(jié)論:黃色翡翠樣品具有主波長。區(qū)分和確定黃色翡翠的黃色調(diào):通過黃色翡翠樣品主波長、色調(diào)角以及顏色描述的比較分析可知:

(1)當(dāng)色調(diào)角在(72°,90°),波長為597～577nm時,色調(diào)為黃色;隨著色調(diào)角的減小其色調(diào)逐漸趨向橙黃色色調(diào)。

(2)隨著主波長的逐漸增大,相應(yīng)的飽和度也依次增加,即主波長與飽和度呈正相關(guān);

隨著主波長的逐漸增大,相應(yīng)的色調(diào)角卻逐漸減小,即主波長與色調(diào)角呈負(fù)相關(guān)。

4 推論

根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象分析可以得到黃色翡翠的色調(diào)角大小會直接影響到其色調(diào),可以推斷黃色翡翠的顏色品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)與色調(diào)角具有一定相關(guān);且相關(guān)黃色翡翠的顏色評價體系中指出同等條件下,檸檬黃、雞油黃、栗子黃等帶有橙色色調(diào)的黃色翡翠優(yōu)于正黃色色調(diào)的黃色翡翠,因此可以推斷當(dāng)色調(diào)角在(72°,90°),黃色翡翠隨著色調(diào)角的減小其顏色品質(zhì)逐漸提高。

[1] 張蓓莉.系統(tǒng)寶石學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,2010.

[2] 羅香蘭,丘志力,李榴芬,等.國際流行彩色寶石品質(zhì)分級評估體系的比較及其啟示[J].寶石和寶石學(xué)雜志,2010,12(1):38-39.

[3] 潘峰,任進.紅寶石顏色的定量評定[J].寶石與寶石學(xué)雜志, 2007,9(2),25-28.

[4] 郭濤.AIGS的紅藍寶石分級與評價[J].中國寶玉石,1995, (2):48-49.

[5] 荊其誠,焦書蘭,喻柏林.色度學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1979.

[6] 李響,郭穎,劉劍序.顏色指數(shù)在紅寶石紅色質(zhì)量評價中的貢獻[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009,(15):239-240.

[7] 湯紫薇.綠色翡翠顏色指數(shù)特征[J].廣西輕工業(yè),2011,(146): 21-23.

[8] 陳紅雨.定量測量色度學(xué)實驗設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理,2010, 27(9):132-133.

[9] 金承.對翡翠顏色進行定量評定的探索[J].珠寶科技,2002,14 (1):36-38.

[10] 李響,郭穎.什么因素影響紅寶石的顏色[J].中國黃金珠寶, 2010,(2):116-118.

Color Measurement and Analysis of Yellow Jadeite

AN Mei1,ZU En-dong2
(1.Shaanxi Institute of International Trade&Commerce,Xi'an,Shaanxi 712046; 2.Kunming University of Science and Technology,Kunming,Yunnan 650093)

Based on the colorimetry principle,yellow jadeite has been measured and analized by USB2000+fiber optic pspectrometer of American Ocean Optics.The color parameter index of the yellow jadeite including its CIE1931 chromaticity coordinates,dominant wavelength,chroma,lightness and CIE1931 chromaticity diagram have been quantized.The dominant hue of the yellow jadeite can be distinguished by its dominant wavelength and hue angle.The experiment result proves that the color of the jadeite can be objectively and quantitatively described by using fiber optic pspectrometer,adequate illumination and appropriate spectrum sampling method along with the colorimetry principle. This method will be an appropriate technique for yellow jadeite color evaluation.

yellow jadeite;colorimetry;hue angle;dominant wavelength

TS933

A

1673-1433(2014)04-0055-04

2014-09-25

安梅(1985-),女,助教,研究方向:寶石優(yōu)化與鑒定。