计算机测配色的历史与现状
摘要：介绍了计算机测配色发展的历史以及目前的研究领域及状况。
计算机测配色系统是由测色仪、计算机级外部设备、专用设备、专用软件组成的测配色系统，已在印刷、涂料、染色、塑料等众多工业领域得到广泛的应用。
一、计算机测配色的意义
产品色彩的获取需要依赖配色这一环节把色料的品种数量与产品的色深联系起来，长期以来，均由专门的配色人员担任这一工作，他们先凭经验估算色料的混合处方，打小样，目测该样，然后逐次逼近，知道同标样相比，目测色差按有关色卡达标为止。这一过程工作量大、费时、费料、还受配色人员的心理、生理因素变化的影响，配色的重现性差。随着新色料、新色料载体的不断涌现，基材的变化，人造光源日益丰富，产品的多品种、小批量变化，加上人们对色彩的要求和意识越来越强，使配色问题变得复杂。如果继续依赖经验，无疑很难适应日益激烈的商业竞争。为此，人么希望能有仪器协助配色。随着色度学、测色仪和计算机的发展，是这一愿望逐步实现。计算机配色适应当前纺织品市场多品种、小批量的特点，可以在较短时间里找到最经济的染色处方，打样的次数少，节省了人力，缩短了生产周期，从而提高了生产效率。计算机配色可降低染色料的消耗，减少常用染料和助剂的种类，减少库存。它使用数据储存颜色信息，具有不退色，便于查找的优点。正是基于上述原因，使得计算机配色的研究方兴未艾。
二、计算机测配色的历史
本世纪30年代，是电脑配色的奠基阶段。当时CIE创建了三刺激值的表色体系，哈代制成了自动记录式反射率分光光度计，库贝尔卡—芒克（Kubelka—Munk）发表了光线在不透明介质中被吸收和散射的理论。40年代是电脑配色的萌芽阶段。1943年美国氰氨公司的派克（Park）和斯坦恩（Stearns）提出了他们的著名论文，指出各种染料吸收光学性能能够独立地带进这几种染料拼染的结果中去。50年代是电脑配色的初创时间, 1958年,在美国Sherwing—Willams 安装了第一台由戴维逊和海门丁哲开发的COMIC。60年代是电脑配色兴起时期。1963年两家大染料厂即美国的氰胺和英国的I.C.I 相继宣布可用数学计算机代客户作配色服务, 可作为电脑配色史的里程碑。日本住友公司经60年代后期的努力, 也推出了自己的配色系统。
除工业发达国家外, 许多发展中国家和地区也继续引起电脑配色从事应用研究。如印度、巴基斯坦和香港等, 都分别有自己的电脑测配色系统。我国是个纺织大国,近十年来
已陆续引进了一百多套各种型号的测配色系统, 但取得显著效益的不多。主要因为进口系统用英文提示, 技术培训不够; 国外研制的软件以欧美印染业的特点为基础, 而国内印染业混纺织物比重大, 工艺为连续轧染;国产染料质量不稳定等多方面原因。我国从1987年开始进行国产电子测配色系统的研究, 重点解决国产染料的配色、混纺纤维的配色、底布转移等。沈阳化工研究院针对以上情况从1984 年开始, 研究测配色系统, 并推出了SRICI ( 思维士) 配色中文软件, 为国内最早中文软件。主要功能有单一织物和配方修正, 混纺织物的配色和修正, 颜色测量及质量控制和颜色配方库管理等功能。在原纺织部重视下，立题“电子计算机测配色系统”，为“七五”攻关项目之一。江苏省纺织研究所设计的一套软件，实现了全套系统的国产化。系统软件适用于纺织品的国产染料的配色，且有底物转移及批量校正功能。上海信联创作电子有限公司也研制出一套中文系统配色软件Accu-sys。但毕竟，我国多数印染厂、染料厂只是应用上述的各种系统，从事测配色研究的还只是少数，还远未适应我国经济发展的需要。
三、计算机测配色的现状
为了适应中小染厂的购买能力，最近有人研究用微型计算机配色。Data Color International 公司推出了带有 Smart Match 的 Datamatch 2.0，用于质量控制的Datamaster300、600，采用MC-4技术的分光光度计。DCI的软件适用于微机，而且用户界面友好，具有以前软件的功能，并新增Smart Match 功能，可在WIN9
5、WIN3.X界面下运行。X-Rite公司的Textile-master，实在Windows界面下的配色程序。以硬件闻名的Macbeth公司也推出了三套软件产品：配色用Color Swatch，颜色质量控制Optiview QC 软件和更为灵活的Optimatch 系统。Barco 公司推出了 Color TM。日本三洋贸易公司有“Color Tools”色彩质量管理系统。日本的清纺公司开发了“调色专科”。包括 CCM系统的“Hyper 调色专科 WIN95”及色相在线检查系统“ON-LINE 调色专科”，前者能正确的掌握过去不能实现的，由于染色条件造成的发色性差异，大大提高了CCM 计算精度；后者是检查分布在加工时的色相，且能在布运转过程中自动测色，减少了人为误差。Clariant 公司也于1994年开发并推出一套用于Drimarene K型和X/XN型染料系列的电子配色样卡，可为用户提供有关染料选择和应用的信息资料。目前还出现了网络化分时系统。如日本化药公司与日本电信电话公司写作的COMSEK-Ⅱ和美国公司的Mark Ⅲ等。电脑配色还出现另一分支，即染色机台的染料补给在线监控装置。
四、计算机测配色领域目前主要研究方向
4.1 对Kubelka-Munk 理论的修正
Kubelka-Munk 理论有三个假设：样品界面上的折射率无变化；光线在介质内被足够的散射，一直成完全扩散状态；光线在介质内的运动方向即所谓的通道只考虑两个，一个朝- 1 -
上，一个朝下，并垂直于界面。由于纺织品并不完全满足Kubelka-Munk 理论的假设，K/S 值对浓度作图并不成线性关系，需要根据每一种染料在不同浓度时的实际K/S值进行修正计算。这方面Saunderson 等做了一些工作。也有人报道了用数学方法修正K/S值与浓度的非线性关系：如马仁汀在其学位论文中指出了用和染料浓度曲线进行分段拟合的效果；王大溪等介绍了他们在对混纺织物进行配色过程中使用分段3次样条差值的原因及好处，指出用分段样条插值可模拟混纺织物在实际染色过程。
4.2 混纺织物的配色
由于我国混纺织物居多，对混纺织物的配色，国内也有较多的研究。但由于染料的配伍性、纤维的共存性、沾色效应和混纺比4个效应影响混纺织物的配色精度，使得混纺织物的配色较困难。基础数据的好坏是计算机测配色的关键。例如涤棉两种纤维混纺，则分别制备基础数据，一套分散染料染涤纶的数据；一套活性染料染棉的基础数据，在配色计算中在考虑其它因素。混纺织物的基础数据制备很麻烦，也是制约其配色的重要因素。
4.3 底物转移
目前流行的配色软件都有底布转化模块。因此计算机测配色针对大生产，而基础数据的小样制备一般只对一至两套底物，但是底物化学成分不同，纤维织法不同，前处理、后处理的方法、助剂的不同都影响到织物的上染，所以要进行底物转移。流行的软件基本沿用的方式是对力份的校正，但结果并不理想，这方面的工作还有待进一步的研究。
4.4 色差
测定纺织品之间的色差在生产实践中有着相当重要的意义。印染厂质量管理的重要指标是生产样品与来样之间的色差，以前有丰富辨色经验的人员靠视觉进行。变色结果与人的心理状态、年龄、环境有着很大的关系，带有极大的主观性。因此，用仪器代替认得眼睛来评价颜色之间的差异，用仪器测定实验前后样品的色差。国外很多色度学家在色差公式和色度空间的均匀性上进行了深入的研究。目前色差公式有近50个，应用最广泛的是CMC和CIE色差公式，但还不完善，还需进一步研究色差公式计算结果与人眼观察结果一致性问题。以后出路可能是对色视觉机制和外貌模型的研究。
4.5 特殊颜色的配色（荧光试样）
荧光试样，因其光谱有反射和放射部分，对其测量需用的两个单色仪或两套光路。用逆向光路测包含长波波段放射的反射率曲线，用正向光测包含短波波长反射率曲线，拟合计算，去除放射部分影响，既可用于配色计算。此方法用于荧光染料的配色。对荧光增白的样品，需考虑放射部分，用逆向光路测量即可得到常规的反射率曲线。对荧光增白剂的反射率曲线的处理要分段进行，并且要考虑到荧光增白剂增白效果与时间、温度的关系。
4.6 深色的配色问题
- 2 -
目前的配色软件对浅色样的配色一次配色成功率能达到70%~80%，对深色则成功率很低。因Kubelka-Munk理论一个重要的假设是染料分子以分子状态分布于织物上，数量少，散射仅与基质有关，K/S值中S与染料浓度无关。但深色织物染料浓度高，染料散射增强，不能简单认为S只与基质有关。Kubelka-Munk 理论要进行修正。当染料浓度增加到纤维吸收达到饱和时，越来越多的染料被遗留在外，K/S对浓度作图不成直线，这也是配色成功率很低的重要原因。
4.7 配色的应用
我们看到计算机测配色不仅仅应用于染整业，也应用到一些相关的行业。例如Hams peter Hermann介绍了应用新的配色技术处理废染料的方法，保护环境的同时节约了费用。另外，Shrama 介绍了用计算机测色测混纺纱纤维的转移行为。
参考文献：
[1] 徐行，潘忠诚；颜色测量在纺织工业中的应用
[2]尹世同等；国产SRICI配色系统应用技术的研究；染整技术；1996.03
[3] 王汩；关于国产电子计算机测配色软件研制的探讨；纺织学报；1994.07
[4] 马仁汀；中国纺织大学硕士学位论文；1997
[5] 王大溪；模拟染色过程的混纺织物配色算法；印染；1998.03
[6] 染色一体化为整个染色控制提供了前景；International Dyer；1996.01
[7] Hams peter Hermann ；以新的配色技术处理废染料，国际纺织导报；1997.01
[8] R Mc Donald，K J Smith；CIE94 a new colour difference formula；JSDC- 3 -
