包装印刷颜色测量与计算课程设计总结报告.docx

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包装印刷颜色测量与计算课程设计总结报告

颜色测量与计算课程设计总结报告

实验一

实验二

实验三

实验四

实验五

实验一

1、实验目的

1、理解加色混色与减色混色原理，体会不同颜色混合方式下所得混合色的规律。

2、了解不同光源的光谱特性，理解不同颜色的光具有不同的光谱组成，总结光谱分布与颜色感觉的关系和规律，理解光源所发出的光谱辐射是一切颜色感觉的来源。

3、学会用工具软件画光谱反射率曲线图，并会比较分析数据。

2、实验仪器

1、PR-655分光辐射度计

2、X-RiteSwatchbook分光光度计

3、目视比色仪

4、ColorMatching颜色匹配软件

3、实验内容

1、在LED（或LCE）显示器上匹配LED光源照明下的5个反射色（红，绿，黄，蓝，灰），LED光源的色温分别为6500K，5000K和4000K。

2、匹配15个颜色（不同照明光源和显示器的组合），匹配并测量显示器上颜色刺激的Sm（λ），代入公式计算，得到不同LED光源照明下目标色和匹配色的XYZ色度值；带入给定照明光源的XnYnZn值，计算目标色和匹配色的L*a*b*值，从而计算出观察者匹配不同颜色的CIEL*a*b*色差值。

3、绘制给定不同照明光源下颜色刺激的光谱数据和观察者匹配显示器上Sm（λ）的光谱数据。

并比较光谱分布的差异。

体会同色异谱颜色匹配的含义。

4、实验数据及实验结果分析

1、LCD&6300K

表1-1.LCD&6300K标准与匹配颜色表

（1）、LCD&6300K灰色对比图，如图1-1

图1-1.LCD&6300K灰色对比图

（2）、LCD&6300K红色对比图，如图1-2

图1-2.LCD&6300K红色对比图

（3）、LCD&6300K黄色对比图，如图1-3

图1-3.LCD&6300K黄色对比图

（4）、LCD&6300K绿色对比图，如图1-4

图1-4.LCD&6300K绿色对比图

（5）、LCD&6300K蓝色对比图，如图1-5

图1-5.LCD&6300K蓝色对比图

2、LED&6300K

表1-2.LED&6300K标准与匹配颜色表

（1）LED&6300K灰色对比图，如图1-6

图1-6.LED&6300K灰色对比图

（2）LED&6300K红色对比图，如图1-7

图1-7.LED&6300K红色对比图

（3）LED&6300K黄色对比图，如图1-8

图1-8.LED&6300K黄色对比图

（4）LED&6300K绿色对比图，如图1-9

图1-9.LED&6300K绿色对比图

（5）LED&6300K蓝色对比图，如图1-10

图1-10.LED&6300K蓝色对比图

3、LED&3600K

表1-3.LED&3600K标准与匹配颜色表

（1）LED&3600K灰色对比图，如图1-11

图1-11.LED&3600K灰色对比图

（2）LED&3600K红色对比图，如图1-12

图12.LED&3600K红色对比图

（3）LED&3600K黄色对比图，如图1-13

图1-13.LED&3600K黄色对比图

（4）LED&3600K绿色对比图，如图1-14

图1-14.LED&3600K绿色对比图

（5）LED&3600K蓝色对比图，如图1-15

图1-15.LED&3600K蓝色对比图

5、总结与分析

根据表1-1——表1-3，及图1-1——图1-15可知，两颜色为同色异谱颜色，就是颜色外貌相同，但光谱组成不同的两个颜色。

表1-4.三种情况不同颜色色差平均值

根据表1-4，灰色色差值最小，蓝色色差值最大，可知人眼对灰色的分辨力最强，对蓝色的分辨力最弱。

表1-5.各情况下五种颜色色差平均值

根据表1-5，LED&6300K色差值最小，LCD&6300K色差值最大，可知LED&6300K光对人眼干扰最小，显色性最好。

LCD&6300K光对人眼干扰最大，显色性最差。

实验二

1、实验目的

1、理解物体的颜色感觉来自物体的光谱特性，理解物体本身所固有的光谱特性是物体产生不同颜色感觉的主要原因之一，体会不同光谱分布与颜色感觉得大致对应关系。

2、学会使用分光光度计等，并利用设备对颜色进行测量。

3、学会对数据进行计算，分析，并会绘制光谱反射率曲线。

4、了解油墨与显示器色域的形状

2、实验仪器

1、X-RiteSwatchbook分光光度计

2、Colorshop软件

3、X-RiteMonitorOptimizer色度计

3、实验内容

1、测量给定样张上油墨的青、品红、黄、红、绿、蓝、叠印黑实地色块及纸张的光谱反射率，用工具软件绘制其光谱反射率曲线。

2、计算D65照明体下，上述8个颜色的三刺激值X,Y,Z和色品坐标x，y。

3、根据给定的光谱三刺激值数据（2视场），绘制CIE-xy色品图（光谱轨迹）。

4、在xy色品图中绘制此种品牌油墨的色域。

5、测量CMY单色梯尺各色块XYZ值，计算其色品坐标xy和D65照明体下样品的L*a*b*，并标在xy和a*b*图中。

6、测量显示器最饱和红、绿、蓝及其不同饱和度的原色梯尺XYZ三刺激值，xy和L*a*b*,并标在xy和a*b*图中。

7、在显示器上测量RGB为（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）的颜色，表在xy和a*b*图中。

8、在xy色品图中绘制此种显示器的色域。

4、实验数据与实验结果分析

1、青、品红、黄、红、绿、蓝、叠印黑实地色块及纸张的光谱反射率曲线，如图2-1

图2-1.青、品红、黄、红、绿、蓝、叠印黑实地色块及纸张的青色光谱反射率曲线

分析；根据图2-1，光谱反射率是由物体自身材料所决定的，反映了物体的光学特性。

2、计算D65照明体下，8个颜色XYZ,xy。

公式

（2-1）

（2-2）

（2-3）

由公式（2-1）（2-1）（2-1）可以求出物体的三刺激值XYZ和色品坐标xy

Colorname

X

Y

Z

x

y

C100

18.83

25.09

68.99

0.17

0.22

M100

31.31

16.33

18.65

0.47

0.25

Y100

60.49

68.98

8.70

0.44

0.50

CM100

6.15

4.22

18.53

0.21

0.15

CY100

7.8

18.07

9.05

0.22

0.52

MY100

27.98

15.28

3.7

0.60

0.33

CMY100

1.11

1.22

1.61

0.28

0.31

纸白

79.07

82.54

93.42

0.31

0.32

表2-1.8种颜色的三刺激值XYZ和色品坐标xy

3、CIE-xy色品图（光谱轨迹）如图2-2

图2-2.CIE-xy色品图

分析：

光谱轨迹线（380nm-780nm）上的点都具有最大饱和度，饱和度最低点为非彩色点（0.33,0.33）。

光谱轨迹线外为不可见光，内为可见光。

4、油墨色域，如图2-3

图2-3.油墨色域

分析：

光谱轨迹（380nm-780nm）。

油墨色域为六边形，印刷油墨一次色为CMY，二次色为RGB，油墨混合色在六个颜色点的连线内。

因为在CIE色品图上，色光相加混合的结果是线性的，而所有印刷形成的彩色，都是由8种油墨网点（其中六种是彩色）的光刺激形成的，符合色光相加规律。

所以油墨色域为六边形。

5、青色及其不同饱和度xy，L*a*b*值

（2-4）

由公式（2-3）（2-4）可得各颜色xy和L*a*b*

青色及其不同饱和度xy，L*a*b*值

x

y

L*

a*

b*

C90

0.19

0.24

62.23

-21.64

-38.80

C80

0.21

0.26

66.52

-18.88

-34.03

C70

0.22

0.27

70.40

-16.50

-29.07

C60

0.24

0.28

73.69

-13.89

-24.71

C50

0.26

0.29

77.89

-10.86

-19.68

C40

0.27

0.30

80.79

-8.29

-15.72

C30

0.28

0.31

84.25

-6.31

-12.39

C25

0.28

0.31

85.40

-5.78

-10.73

C20

0.29

0.31

87.02

-3.87

-8.54

C15

0.30

0.32

88.35

-2.83

-6.82

C10

0.30

0.32

89.96

-1.41

-5.31

C7

0.30

0.32

90.37

-1.01

-4.26

C3

0.31

0.32

91.36

0.09

-2.80

表2-2.青色梯尺

品红色及其不同饱和度xy，L*a*b*值

xyL*a*b*

表2-3.品红梯尺

黄色及其不同饱和度xy，L*a*b*值

xyL*a*b*

表2-4.黄色梯尺

CMY梯尺色块xy图，如图2-4

图2-4.CMY梯尺色块xy图

分析：

根据图2-4，可知CMY梯尺都从非彩色点（0.33,0.33）开始向外延伸，xy图三线为曲线，呈非线性关系。

CMY梯尺色块a*b*图，如图2-5

图2-5.CMY梯尺色块a*b*图

分析：

根据图2-5，可知CMY梯尺都从非彩色点（0,0）开始向外延伸，a*b*图三线呈直线，呈线性关系。

6、显示器红绿蓝及其不同饱和度梯尺xy，L*a*b*值

根据公式2-3可得显示器xy

表2-5.显示器红色xy，L*a*b*

表2-6.显示器绿色xy，L*a*b*

表2-7.显示器蓝色xy，L*a*b*

显示器红绿蓝及其不同饱和度梯尺xy图，如图2-6

图2-6.显示器红绿蓝及其不同饱和度梯尺xy图

分析：

显示器红绿蓝三色从非彩色点向外延伸，

显示器红绿蓝及其不同饱和度梯尺a*b*图，如图2-7

图2-7.显示器红绿蓝及其不同饱和度梯尺a*b*图

分析：

显示器红绿蓝三色从非彩色点（0,0）向外延伸。

7、（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）xy，L*a*b*值

表2-8.（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）xy，L*a*b*值

（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）xy图，如图2-8

图2-8.（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）xy图

分析：

（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）三点在显示器色域上。

（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）L*a*b*图，如图2-9

图2-9.（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）L*a*b*图

分析：

表2-8.显示器六色XYZ，xy

通过对比上表2-8中的颜色三刺激值和色品坐标。

第一，（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）的三刺激值和色品坐标都比最饱和的红绿蓝颜色的三刺激值和色品坐标大。

第二，（255,255,0）、（0,255,255）、（255,0,255）与其对应的最饱和的红绿蓝颜色的三刺激值存在如下关系：

两种或两种以上已知三刺激值的颜色光相加混合是，混合色的三刺激值等于各色光三刺激值之和。

第三，三刺激值和色品坐标存在如下关系：

。

8、显示器色域

表2-9.显示器六色xy

显示器色域图，如图2-10

图2-10.显示器色域图

分析：

光谱轨迹（380nm-780nm）。

显示器色域为三角形。

因为RGB颜色空间是加色混色空间，因此所有能再现的颜色范围有RGB三原色的三个坐标点所决定，构成一个三角形。

CMY为RGB混色，在RGB连线上。

实验三

1、实验目的

1、学会利用仪器测量胶片及印刷品的密度、网点面积率等，掌握采用密度法表示油墨质量及印刷状态的方法。

2、学会计算网点面积率，并进行比较和分析。

3、学会计算油墨的色纯度，色灰，色偏，色效率等。

4、学会利用仪器测量样品的色差，掌握使用数量表示颜色感觉差异的方法

2、实验仪器

X-RiteSwatchbook分光光度计

3、实验内容

1、选择一网点面积率的青、品红、黄各一色块，测量相对密度，利用公式计算其网点面积率，并与仪器直接测量的网点面积率进行比较。

2、测量原色实地色块的密度并计算油墨的色纯度，色偏，色灰，色效率。

3、选择两张不同样张上的两个相同的CMY色块各一对，测量其在D65照明体下的XYZ三刺激值，利用色差公式计算两者间的△L*,△a*,△b*,△C*,△h*及色差△E*,并分析明度、饱和度差异和偏色情况。

4、实验数据及实验结果分析

1、网点面积率

（3-1）

由公式（3-1）可得网点面积率

Colorname

相对密度

实地密度

计算网点面积率

实测网点面积率

C60

0.44

1.21

67.88%

68.00%

M60

0.48

1.3

70.42%

70.60%

Y60

0.42

0.93

70.23%

70.00%

表3-1.60%样张色块的网点面积率

分析：

计算出的网点面积率与实测网点面积率相近但不相同，说明存在误差。

但两者都比样张给出的网点面积率大，说明存在网点扩大现象。

2、实地色块的色纯度，色偏，色灰，色效率

（3-2）

根据公式3-2可得实地色块的色纯度，色偏，色灰，色效率

Colorname

C100

M100

Y100

C

1.21

0.17

0.02

M

0.34

1.3

0.08

Y

0.13

0.73

0.93

色纯度

89.26%

86.92%

97.85%

色偏

19.44%

49.56%

6.59%

色灰

10.74%

13.08%

2.15%

色效率

80.58%

65.38%

94.62%

色强度

1.21

1.30

0.93

表3-2.实地色块的色纯度，色偏，色灰，色效率

3、计算两样张差值

（3-3）

根据公式（2-4）（3-3）可得L*，a*，b*,C*,h*，△L*，△a*，△b*，△C*，△Eab*，△h*

样张1

L1*

a1*

b1*

L1*

C1*

h1*

C100

62.12

-27.08

-46.77

62.12

54.04

239.96

M100

51.47

76.06

-0.90

51.47

76.06

359.32

Y100

93.76

-13.17

97.82

93.76

98.70

97.63

样张2

L2*

a2*

b2*

L2*

C2*

h2*

C100

59.28

-24.91

-44.01

59.27

50.57

240.52

M100

47.62

72.99

-3.73

47.62

73.08

357.07

Y100

87.05

-11.64

89.44

87.05

90.19

97.37

计算差值

△L*

△a*

△b*

△C*

△Eab*

△h*

C100

2.84

-2.17

-2.76

3.47

4.52

-0.56

M100

3.85

3.07

2.83

2.98

5.68

2.25

Y100

6.71

-1.53

8.39

8.51

10.85

0.25

表3-3.两样张各数据差值

分析：

1、C100

因为C100的△L*大于0，所以样张1比样张2色浅，明度高。

△C*大于0，所以样张1比样张2饱和度高。

△h*小于0，所以样张1比样张2偏绿。

2、M100

因为M100的△L*大于0，所以样张1比样张2色浅，明度高。

△C*大于0，所以样张1比样张2饱和度高。

△h*大于0，所以样张1比样张2偏红。

3、Y100

因为Y100的△L*大于0，所以样张1比样张2色浅，明度高。

△C*大于0，所以样张1比样张2饱和度高。

△h*大于0，所以样张1比样张2偏绿。

实验四

1、实验目的

1、学会使用分光光度计等，并利用设备对颜色进行测量。

2、学会利用纽介堡方程计算不同网点面积率叠印后的XYZ值。

3、学会进行数据处理，分析。

2、实验仪器

X-RiteSwatchbook分光光度计

3、实验内容

1、根据测量的油墨青、品红、黄、红、绿、蓝、叠印黑实地色块及纸张的三刺激值，利用纽介堡方程计算：

使用该油墨和纸张情况下，不同网点面积率叠印后的XYZ值（选择一个三色叠印和一个两色叠印的颜色）

2、与该颜色的实际测量XYZ值进行比较，分析产生误差的原因。

4、实验数据及实验结果分析

（4-1）

根据公式4-1可计算出两色、三色叠印三刺激值

两色叠印C70M70

X

Y

Z

测量值

16.29

12.97

29.89

计算值

20.68

18.20

35.85

三色叠印C80M80Y80

X

Y

Z

测量值

9.29

8.39

8.3

计算值

10.12

9.63

8.65

表4-1.两色、三色叠印三刺激值

分析：

计算值比测量值偏大，因为存在网点扩大现象，吸收的光增加，反射的光减少，所以计算值比测量值偏大

实验五

1、实验目的

1、学会使用分光光度计等，并利用设备颜色进行测量。

2、学会利用公式计算色品坐标xy和L*a*b*,并会画图，分析数据变化规律。

二、实验仪器

X-RiteSwatchbook分光光度计

3、实验内容

1、测量样张上某一CMYRGB实地色加入不同黑版量的颜色色度值，计算其色品坐标xy和D65照明体下样品的L*a*b*；并标在xy,a*b*和L*C*图中，分析其变化规律。

2、测量给定样张上两种不同黑版替代量的颜色色度值，计算其色品坐标xy和D65照明体下样品的L*a*b*;并标在xy,a*b*图中，分析其变化规律并解释。

4、实验数据及实验结果分析

根据公式（2-3），（2-4），（3-3）可计算x，y，L*，a*，b*，C*的值

1、C实地色加入不同黑版量

x

y

C100K100

0.28

0.31

C100K90

0.24

0.28

C100K80

0.21

0.26

C100K70

0.20

0.25

C100K60

0.18

0.24

C100K50

0.18

0.24

C100K40

0.18

0.24

C100K30

0.18

0.24

C100K2O

0.17

0.23

C100K10

0.17

0.23

C100K5

0.17

0.23

表5-1.C实地色加入不同黑版量的xy

xy图如图5-1

图5-1.C实地色加入不同黑版量的色品坐标xy图

分析：

由图1可知，随着黑版的量的增加，x逐渐增加，y也逐渐增加，xy图呈上升趋势。

因为增加黑版后，饱和度逐渐降低，明度降低，所以xy都增大。

L*

a*

b*

C*

C100K100

12.35

-1.71

-2.99

3.45

C100K90

15.80

-5.28

-8.64

10.13

C100K80

22.05

-9.78

-15.42

18.26

C100K70

29.49

-12.80

-20.06

23.79

C100K60

34.56

-16.33

-25.99

30.69

C100K50

40.25

-18.75

-30.07

35.44

C100K40

44.73

-20.34

-33.40

39.10

C100K30

48.74

-21.61

-35.79

41.81

C100K2O

53.27

-23.05

-38.90

45.21

C100K10

56.98

-24.11

-41.31

47.83

C100K5

59.19

-24.90

-42.43

49.20

表5-2.C实地色加入不同黑版量的L*，a*，b*，C*

a*b*图，如图5-2

图5-2.C实地色加入不同黑版量的色品坐标a*b*图

分析：

由图2可知，随着黑版的增加，a*b*都增加，a*b*呈上升趋势，增加黑版后饱和度降低，明度降低。

L*C*图，如图5-3

图5-3.C实地色加入不同黑版量的色品坐标L*C*图

分析：

由图3可知，随着黑版的增加，L*C*都减小，明度降低，饱和度降低。

2、两种不同黑版替代量

根据公式（2-3）可得xy

x

y

C90M60Y40

0.24

0.27

C70M40Y20K20

0.26

0.28

C50M20Y0K40

0.27

0.29

C40M60Y90

0.46

0.41

C20M40Y70K20

0.41

0.41

M20Y50K40

0.38

0.39

表5-3.两种不同黑版替代量xy

xy图，如图5-4

图5-4.两种不同黑版替代量xy图

分析：

由图5-4可知，随着黑版的替代量的增加，x逐渐增加，y也逐渐增加，xy图呈上升趋势。

增加黑版后，饱和度逐渐降低，明度增大。

根据公式（2-4）可得L*，a*，b*

L*

a*

b*

C90M60Y40

40.48

-4.12

-18.71

C70M40Y20K20

49.57

-1.62

-16.89

C50M20Y0K40

54.43

-0.86

-15.25

C40M60Y90

52.41

16.58

40.55

C20M40Y70K20

60.44

7.15

34.18

M20Y50K40

60.70

2.56

23.11

表5-4.两种不同黑版替代量L*，a*，b*

a*b*图，如图5-5

图5-5.两种不同黑版替代量a*b*图

分析：

由图2可知，随着黑版的增加，a*b*都增加，a*b*呈上升趋势，饱和度降低，明度增加

思考题

1．同色异谱颜色匹配过程中，进入眼睛的颜色刺激如何计算和表示？

答：

样张色为非法光物体，非法光物体进入人眼的颜色刺激是光照射到物体上经过物体选择性的吸收和反射后的光刺激，进入人眼的颜色刺激用光源的光谱功率分布和物体的光谱反射率的乘积来