何謂同色異譜?

by | Feb 6, 2024 | blogs | 0 comments

序言

何謂同色異譜? 想像一下您在百貨公司找到一件上衣很襯另一件褲子。 雖然上衣跟褲子是不同的品牌,但它們的顏色卻完全一樣,搭起來簡直就是完美的夢幻組合。 但是,當你回家試穿的時候,卻懊惱地發現其實它們的顏色不太一樣。

這狀況稱為同色異譜 – 兩種有色材料在一種燈光下(在商店)顯示相同的顏色,但在另一種燈光下(在家裡)顯示不同的顏色。 但為什麼會這樣?

首先,我們需要確定您了解與照明相關的概念。

圖1:同色異譜,不同材質在一種燈光下顯示相同顏色,在另一種燈光下顯示不同顏色。

同色異譜的基本光學概念:

  • 您應該知道 日常所見的白光是由許多顏色組成的。 彩虹顯示了白光可以被折射成許多不同的顏色:紅色、藍色、黃色、橙色、綠色等等。 使用稜鏡也可以證明這點。
室內農業

圖2:白光通過稜鏡後的折射

  • 一盞白光的燈裡含有不同的顏色組成,但這些顏色的強度會有所不同。 從圖3右邊的LED光譜圖來看, 藍光的的能量強度就比紅光高。
室內農業

圖3:使用光譜儀測量白熾燈和LED燈會看到不同的光譜圖

  • 當光照射到物體表面時,會發生三種情況。

– 反射
– 吸收
– 穿透

這三個現象可能單獨發生,也可能一起發生。

 

反射,吸收,穿透

圖4:光被反射、吸收或穿透

蘋果是紅色的,因為它反射了光線中的大量紅光。 我們可以從圖 5 中的紅蘋果反射率曲線中看到這一點。 請注意,所有顏色都被反射,但紅色部分更為顯著 – 是所有顏色的組合構成了蘋果的「蘋果紅」。

紅蘋果

圖6:紅色的蘋果

蘋果的反射率曲線

圖5:蘋果的反射率曲線

表面材質的不同造成了光學上的差異

您可能會認為,如果兩種物體在一種燈光下看起來相似,那麼它們在另一種燈光下看起來也會相似;畢竟,相同的光線照射在兩者上 ,雖然顏色可能會改變,但兩種物體理當反射相同的顏色。

但事實並非如此,主要是材質的不同會造成差異。

圖7:顯示在商店中,褲子和上衣呈現相同的顏色。 请注意,510 纳米的颜色(绿色)–部分被反射和吸收,但由于强度很小,对颜色的影响微乎其微。

 

上衣跟褲子在同樣的家用燈光下

圖 圖7:顯示在商店內的燈光照明下,褲子和上衣呈現相同的顏色。 請注意,510nm 波長強度不足以影響整體顏色的呈現。

图 8 显示了在家中 510nm 的绿光如何更加强烈。 裤子表面吸收了更多的颜色,而衬衫则反射了更多的颜色,从而产生了偏色现象。 由于 510nm 波长的颜色在商店灯光的照射下可以忽略不计,因此对颜色没有影响。

同色異譜和衣服

圖8:上衣和褲子在家用照明下呈現不一樣的顏色。上衣對510nm的顏色能量是反射多於吸收, 但褲子則是吸收較多這區段的顏色。 因此導致衣褲兩者的顏色變得不一樣。

在商店的燈光下,個別材料的反射/吸收/透射產生了共同的顏色。 然而,在家用照明的環境下,由於它們的個別面料的不同,褲子和上衣對一些不同的顏色特性做出了不同的反應。

為何兩種布料在不同燈光下反射出來的顏色就不一樣呢?

要理解這一點,你必須深入思考到布料非常微小的層面,甚至要考慮到其分子結構。 表面材料的分子結構決定了物體的特性,就像DNA決定了人類的特徵(如髮色、身高、體重等)。

分子結構決定了物體是固體、氣體還是液體,或者它的質量輕重。 它決定了物體是否導熱和導電,甚至決定了物體對光的不同顏色的反應。

每種材料有其獨特的方式去反射/吸收/透射光的各種顏色。 這就是為什麼在不同照明下很難匹配不同材質物體的原因。

MK350S PAR PFFD 參數
圖9:照片為Unsplash的D koi所拍攝

同色異譜從商業面來說是個挑戰

購買不同品牌的褲子/襯衫來搭配並不是你每天都會做的事情,但對汽車業的應用來說就是另一回事了。

汽車的保險桿是塑膠材料製成的,與其他外部結構的金屬表面不同。 然而,在任何照明情況下,保險桿的顏色反射率都必須與汽車其他部分達到極高的匹配度。 否則,豐田看到他們車子的汽車保險桿顏色有偏差,就會很尷尬。

光敏素光穩定狀態指標的計算

圖10:照片為Unsplash的Michail Dementiev所拍攝

色彩管理是解決之道

色彩管理是一套嚴格的標準程序,許多公司使用色彩管理對供應商、選用的材料和塗層進行嚴謹周密的色彩審查。 他們使用專業的光譜設備、色彩標準和其他色彩匹配技術,以確保色彩一致性,避免同色異譜。

  • 光譜儀除了可用來測量材料的反射率, 也可用來測量光的色彩組成。
  • 許多公司會使用RGB、CMYK或Pantone等標準作業程序來確保供應商之間的顏色一致性。
  • 產品零件的供應商通常會收到公司給予的物體表面反射率,以確保重要零件在任何照明下都能準確顯示顏色。

圖11:光譜儀測量出來的光譜圖

橄欖綠塗料的反射率

圖12:橄欖綠塗料的反射率

量子感測器

圖13:照片為Unsplash的Josh Berquist所拍攝

那麼,如何正確有效地理解同色異譜?

我們希望與你一起探討同色異譜這個不易了解的主題,但如果你具備光線、顏色和材料的基礎知識,那麼這就是了解同色異譜的第一步。 了解同色異譜也意味著了解:

  • 光學和色彩的基礎知識。
  • 不同的光源有其獨特的顏色分佈。
  • 材料的分子結構對每種顏色的反射/吸收/透射都是獨特的。

一旦您了解了這些,您就可以使用分光輝度計、分光式光譜儀和光譜反射率曲線來診斷和避免同色異譜問題。

MK350D手持式分光光譜儀 – 輕巧,便攜,具實驗室等級的測量設備

便攜式光譜儀的基本功能適合行動照明專家。 它的精準度是實驗室等級的,同時也適用於產線上。 連接到電腦即有大螢幕全彩視圖。

PG200N 產品敘述

手冊系列

頻閃手冊

您需要了解關於頻閃的所有信息都在這裡,頻閃是一個不容易察覺但嚴重的照明問題,在醫院、辦公室、圖書館等公共場所中影響著我們的視覺安全。

▸ 獲取資訊

關於群燿

United Power Research and Technology

UPRtek(成立於2010年)是儀器製造商,致力於研發高精度的手持式光源測量儀器,其產品項目包括手持式分光光譜計、植物照明檢測計和輝度計…等等。

UPRtek的總部、研發和製造單位皆位於台灣,並通過我們認可的全球經銷商行銷全球

▸ 繼續閱讀

公告

使用 LED 或螢光燈的醫療場所

什麼是光譜儀、分光光度計、分光輝度計/ 輻射計?

光譜儀、分光光度計、分光輝度計/ 輻射計是三種常見的光譜測量設備, 然而,這些名稱經常被互換使用並因而導致誤解。因此,我們覺得有必要在這篇文章中討論這些設備及其名稱之間的區別,協助讀者們釐清觀念。

▸ 光譜儀 vs 分光光度計 vs 分光輝度計/ 輻射計

類別