包装印刷颜色测量与计算课程设计总结报告.docx

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1、颜色测量与计算课程设计总结报告目录实验一实验二实验三实验四实验五实验一一、 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。二、 实验仪器1、 PR-655分光辐射度计2、 X-Rite Swatchbook分光光度计3、 目视比色仪4、 Color Matching颜色匹配软件三、 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

2、（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（），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（）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。四、 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

3、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

4、&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

5、-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 蓝色对比图五、 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.

6、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。实验二一、 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二、 实验仪器1、 X-Rite Swatchbook分光光度计2、 Colorsho

7、p 软件3、 X-Rite Monitor Optimizer 色度计三、 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

8、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。四、 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

9、以求出物体的三刺激值XYZ和色品坐标xyColor nameXYZxyC10018.8325.0968.990.170.22M10031.3116.3318.650.470.25Y10060.4968.988.700.440.50CM1006.154.2218.530.210.15CY1007.818.079.050.220.52MY10027.9815.283.70.600.33CMY1001.111.221.610.280.31纸白79.0782.5493.420.310.32表2-1. 8种颜色的三刺激值XYZ和色品坐标xy3、CIE-xy色品图（光谱轨迹）如图2-2图2-2. CIE-

10、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*

11、a*b*青色及其不同饱和度xy，L*a*b*值xyL*a*b*C900.190.2462.23-21.64-38.80C800.210.2666.52-18.88-34.03C700.220.2770.40-16.50-29.07C600.240.2873.69-13.89-24.71C500.260.2977.89-10.86-19.68C400.270.3080.79-8.29-15.72C300.280.3184.25-6.31-12.39C250.280.3185.40-5.78-10.73C200.290.3187.02-3.87-8.54C150.300.3288.35-2.83-

12、6.82C100.300.3289.96-1.41-5.31C70.300.3290.37-1.01-4.26C30.310.3291.360.09-2.80表2-2. 青色梯尺品红色及其不同饱和度xy，L*a*b*值 x y L* a* b*表2-3. 品红梯尺黄色及其不同饱和度xy，L*a*b*值 x y L* 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

13、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、

14、（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）、（0,25

15、5,255）、（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-

16、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。实验三一、 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二、 实验仪器X-Rite Swatchbook 分光光度计三、 实验内容1、

17、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。四、 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Color name相对密度实地密度计算网点面积率实测网点面积率C600.441.2167.88%68.00%M600.481.370.42

18、%70.60%Y600.420.9370.23%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Color nameC100M100Y100C1.210.170.02M0.341.30.08Y0.130.730.93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.

19、62%色强度1.211.300.93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1L1*a1*b1*L1*C1*h1*C10062.12-27.08-46.7762.1254.04239.96M10051.4776.06-0.9051.4776.06359.32Y10093.76-13.1797.8293.7698.7097.63样张2L2*a2*b2*L2*C2*h2*C10059.28-24.91-44.0159.2750.57240.52M10047.

20、6272.99-3.7347.6273.08357.07Y10087.05-11.6489.4487.0590.1997.37计算差值L*a*b*C*Eab*h*C1002.84-2.17-2.763.474.52-0.56M1003.853.072.832.985.682.25Y1006.71-1.538.398.5110.850.25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，

21、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。实验四一、 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。二、 实验仪器X-Rite Swatchbook分光光度计三、 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（

22、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。四、 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C70M70XYZ测量值16.2912.9729.89计算值20.6818.2035.85三色叠印C80M80Y80XYZ测量值9.298.398.3计算值10.129.638.65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五一、 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

23、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-Rite Swatchbook分光光度计三、 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。四、 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xyC100K

24、1000.280.31C100K900.240.28C100K800.210.26C100K700.200.25C100K600.180.24C100K500.180.24C100K400.180.24C100K300.180.24C100K2O0.170.23C100K100.170.23C100K50.170.23表5-1.C实地色加入不同黑版量的xyxy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*C100K1001

25、2.35-1.71-2.993.45C100K9015.80-5.28-8.6410.13C100K8022.05-9.78-15.4218.26C100K7029.49-12.80-20.0623.79C100K6034.56-16.33-25.9930.69C100K5040.25-18.75-30.0735.44C100K4044.73-20.34-33.4039.10C100K3048.74-21.61-35.7941.81C100K2O53.27-23.05-38.9045.21C100K1056.98-24.11-41.3147.83C100K559.19-24.90-42.434

26、9.20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xyxyC90M60Y400.240.27C70M40Y20K200.260.28C50M20Y0K400.270.29C40M60Y900.460.41C20

27、M40Y70K200.410.41M20Y50K400.380.39表5-3. 两种不同黑版替代量xyxy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*C90M60Y4040.48-4.12-18.71C70M40Y20K2049.57-1.62-16.89C50M20Y0K4054.43-0.86-15.25C40M60Y9052.4116.5840.55C20M40Y70K2060.447.1534.18M20

28、Y50K4060.702.5623.11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表示。显示屏匹配色为自发光物体，光源的光直接进入眼睛，产生颜色刺激。用该光源的光谱功率分布来表示。2、如何确定显示器的色域?

29、为什么显示器的色域在x-y坐标图上是一个三角形?在a*-b*坐标图上的色域也是三角形吗? 答：因为显示器为RGB模式，因此显示器的颜色是由三原色光通过色光加色混合产生。三原色光为红绿蓝单色发光最强时的颜色，即单独取值255时的颜色。由于它符合线性规律，所以RGB模式在x-y色品坐标上满足线性关系，以红、绿、蓝三个颜色的坐标为顶点，将他们连接起来就得到了显示器的色域，因此是一个三角形。在a-b图中显示器的色域的形状不是三角形，因为a-b颜色空间是一个均匀颜色空间，是通过三刺激值进行非线性的变化得到的颜色空间，所以在a-b色品图上的色域范围不能用连线确定。3、 简述用相对密度和绝对密度测量印刷品网

30、点大小的区别绝对密度值是样品相对于理想白的密度，而相对密度则是相对于白纸的密度。用绝对密度计算出的网点面积率。用绝对密度测量网点面积率时，应校对标准白，并测量纸张密度，计算时先用绝对密度减去纸张密度，计算出相对密度后再计算网点面积率。用相对密度时测量时，应校正纸白，计算时直接计算。4、用纽介堡方程计算的三刺激值与实测值的差别主要由什么原因引起的?如何解释和验证你的理由? 纽介堡方程计算得到的叠印色块的三刺激值比实际测量到的三刺激值大，因为存在网点扩大现象，网点扩大现象会造成上墨量增多，印刷品对光的吸收量增加，反射光量减少，三刺激值变小，所以计算的三刺激值要大于实际测量得到的。由实验四表4-1，

31、可以验证。 5、黑版的添加和替换会对印刷品的颜色特性有何影响？测量的数值与理论值的偏差说明了什么？ 黑版的添加会使印刷品饱和度降低，明度降低，黑版的替代会使印刷品的饱和度降低，明度增加。总结本次颜色测量与计算课程设计，分为五个大题：1、同色异谱颜色的匹配2、色域的确定3、测量某一品牌油墨的颜色特性4、纽介堡方程的计算5、黑板的影响分析。这五个大题，基本涵盖了印刷色彩学的的主要内容，对更好的理解色彩学的概念和熟练地运用色彩学的公式有很大的帮助，也对熟练掌握excel的技能有很大提高。在实验1中，更深刻的体会同色异谱颜色匹配的含义，学会利用工具软件excel对颜色匹配数据进行计算、分析、比较、作图

32、。在实验2中，通过对色块光谱反射率的测量，学会绘制光谱反射率曲线。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）。利用颜色计算公式计算三刺激值，色品坐标xy,L*a*b*等。深刻的了解油墨色域与显示器色域的差别。在实验3中，学会测量相对密度，并通过公式计算其网点面积率，并与测量值进行比较分析。熟练掌握油墨的色纯度、色偏、色灰、色效率的公式。熟练掌握色差公式，学会分析明度、饱和度差异及偏色情况。在实验4中，能熟练运用纽介堡方程计算三色叠印、两色叠印的XYZ值，并能够与实际测量值进行比较分析。在实验5中，通过测量实地色加不同黑版量的XYZ及给定样张上两种不同黑版替代量的XYZ，来计算xy，L*a*b*，并绘制相关图，分析黑版的影响。本次小学期收获很多，动手能力和思考能力有很大的提升，色彩专业知识也掌握的更加熟练。