一种基于比尔朗伯定律的光谱配色方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光谱配色技术领域，涉及一种基于比尔朗伯定律的光谱配色方法。
【背景技术】
[0002] 由于经济技术的多元化发展，随着计算机技术的提高，人们对于印刷品质量提出 了更高的要求。色彩饱满丰富、颜色表达准确是凹版印刷相对于其他印刷方式的优势。由于 凹版印刷是印版与承印物直接接触印刷，所以印刷中大量使用专色，可以得到高饱和度的 颜色。
[0003] 专色配色按照发展主要经历了人工配色、仪器配色和计算机配色三个过程。人工 配色是印刷厂普遍使用的传统配色方法，又称经验配色法，是配色师凭借其实践中长期积 累的经验，通过目测配出所需的颜色。这种方法常常受到配色者身心因素及其它客观条件 的影响，产品质量难以保证。仪器配色是在配色各个环节采用一定的仪器为测量工具，以绘 制曲线、图表等作为配色的参考依据，在相对精确的范围内进行配色工作。这种方法在一定 程度上改变了经验配色的盲目性，使配色速度和配色质量均有所提高。计算机配色的产生 是计算机工业与配色理论发展到一定程度的产物。它采用现代色度学理论与计算机技术， 通过配色仪器测量出颜色"标样"的反射光谱值，并输入计算机，对其颜色数据进行分析处 理，通过计算、修正，配色，得出与目标色样最接近的颜色配方，从而完成了油墨的自动配 色。
[0004] 计算机配色的优点：减少配色时间，提高配色效率;能在较短的时间内计算出合理 的修正配方，降低成本;能将已有原色油墨、纸张样本数据存入数据库，已配油墨数据也能 够存入数据库，需要时可立即调出使用，操作简便;能够进行配色修正及色差计算，并由计 算机数字显示，并存储。
[0005] 计算机配色可分为色号归档检索、三刺激值匹配和反射光谱匹配三种方式。
[0006] 色号归档检索就是把以往生产的色样按照色度值分类、编号，并将配色配方、工艺 条件等建立文件档案存入电脑，需要时输入目标色的测色结果或者输入以建立的文件代码 将色差小于某值的配方全部输出。但是这种方法对于新的色彩通常只能提供近似配方，遇 到这种情况仍需凭经验调整。这种配色仍需前期的积累加上主观经验，费时并不准确。
[0007] 三刺激值配色所得配色结果从反射光谱的角度来说目标色与配方色并不相同，但 因三刺激值相等，仍然可以在当前照明环境下得到等色。由于三刺激值由一定的照明体和 观察者色觉特点决定，所以是有条件配色。
[0008] 由于最终决定颜色的条件是反射光谱，所以使用反射光谱匹配是最完善的配色， 又称为无条件配色。这种配色在配色样与标样颜色相同、材料相同的时候能够实现，是比较 理想的配色。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种基于比尔朗伯定律的光谱配色方法，提供了一种新的用 于凹版印刷油墨专色的配色方法。
[0010] 本发明所采用的技术方案是，一种基于比尔朗伯定律的光谱配色方法，具体按以 下步骤实施：
[0011] 步骤1，采集承印物的光谱反射率、标准原色油墨光谱反射率和专色油墨光谱反射 率；
[0012] 步骤2,建立基于比尔朗伯定律的专色匹配模型：
[0013] 利用步骤1得到的承印物光谱反射率、标准原色油墨光谱反射率与专色油墨光谱 反射率建立数学模型，通过模型计算出专色的调配比例。
[0014] 本发明的特点还在于，
[0015] 步骤1中标准原色油墨光谱反射率的采集，具体为:将三种原色油墨分别稀释至不 同浓度，打印色样条，静置，测量原色在不同网点面积率下的LW色度值，然后分别构建原 色油墨在坐标系下的3D模型，选择实地色块色相稳定的稀释比例，测量该实地色块的 光谱反射率，即得到用于配色的各标准原色油墨的光谱反射率。
[0016] 测量1^^1/色度值的原色的网点面积率为50%-100%。
[0017] 实地色块色相稳定的稀释比例的选取，具体为：当稀释浓度到达一定比例时，油墨 的ΙΛΛ/色度坐标呈线性趋势，选择线性趋势起始点的实地色块的稀释比例。
[0018] 步骤1中专色油墨光谱反射率的采集，具体为:设计不同比例的专色色样，称量三 种标准原色油墨，并按照设计比例混合调匀，打印色样条，静置，测量网点面积率为100%色 块的光谱反射率，即为专色油墨光谱反射率。
[0019] 专色色样涵盖孟塞尔颜色系统的10个基本色区。
[0020] 步骤2中所述模型的建立过程，具体为：
[0021]当光线入射承印物，假设光在承印物中的随波长的反射与传播均为理想状态，即 纸张对光线的吸收忽略不计，并且承印物不透光，设纸张随波长的反射率为Rb，光线的传播 途径先通过油墨入射至承印物，再反射回油墨，最终反射出去，则可测得的油墨的总光谱反 射率标记为R fb，可以得出：
[0022] Rfb = Rf · Rb (1)
[0023] 其中，Rf为去除承印物时油墨的光谱反射率，=τ|，Tf为油墨的透射率；
[0024]已知油墨是由颜料、助剂、连结料等组成，而颜料是油墨呈色的根本物质，也是光 线被选择性吸收的根本物质;假设，光线在通过油墨时，仅被颜料所吸收，而忽略助剂、连结 料对其的影响，则油墨的透射特性符合比尔-朗伯定律：
[0025] Tf =W^4 (2)
[0026] 其中，ελ吸收系数或摩尔吸收系数;d为吸收介质的厚度;c为吸光物质的浓度；
[0027] 当光从油墨中射出，则在油墨中发生两次透射：
[0028] Re 二片二 \〇U (3)
[0029] 则测量的油墨总光谱反射率实际上是经过了承印物反射和两次油墨透射：
[0030] Rni 二 R1. · . Rb ( 4、）
[0031 ]若原色油墨的光谱反射率为RFmax，原色油墨的油墨浓度为CFmax，即原色单色油墨实 地面积最大油墨浓度为C Fmax，C F为原色油墨在混合色油墨中的浓度，则将C Fmax和RFmax代(3 ) 变形可得：
[0032]
.(5)
[0033] 弓丨入参数k，假设kF是CF和CFmax在F色的比值，即原色油墨在混合色油墨中的浓度和 原色单色油墨实地面积最大油墨浓度的比值，则有：
[0034]
(6)
[0035] 结合式(3)、（5)、（6)可得某一原色油墨实地面积的光谱反射率与该颜色在混合油 墨中的光谱反射率的关系：
[0036]
(.7)
[0037]在模型中，所采用的三种原色油墨分别用C、M、Y表示，即下标F被替换为C、M和Y，因 此，混合色油墨的光谱反射率Rcb与承印物和原色油墨光谱反射率的关系可以表示为：
[0038]
(8)
[0039] 配色所得的混合油墨所使用的三原色的量的比例K为：
[0040] K=(kc，kM，kY)
[0041] 油墨对光谱的吸收随波长变化，假设各个采样波长之间相互独立，即各个波长之 间没有相互作用，则油墨光谱反射率Rf可表示为：
[0042] (9)
[0043]
[0044]
[0045] 其中λ波长，p、q为采样波长范围，X为采样间隔，rF,i为F色在波长为i时的光谱反射 率；
[0046] 调取目标专色的光谱反射率RmBll为目标专色在i波长下的反射率，配方色的光 谱反射率，也就是混合色油墨的光谱反射率R CB，rcB>1为配方色在i波长下的反射率，配方色 与目标专色光谱反射率的差异记作W，则W可以表示为