（中国纺织大学纺织化学工程系）

计算机测配色系统是由测色仪、计算机及外部设备、专用软件组成的颜色测配系统，已在印刷、涂料、染色、塑料等众多工业生产领域得到广泛应用。

一、计算机测配色的意义

产品色彩的获取需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（她）们先凭经验估算色料混合处方，打小样，目测核样，然后逐次逼近，直到同标样相比，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，配色重现性差。随着新色料、新色料载体的不断涌现，基材（如纤维原料）的变化，人造光源日益丰富，产品的多品种、小批量化，再加上人们对色彩的要求和意识愈来愈强烈，使配色问题变得非常复杂。如果继续依赖经验，无疑很难适应日益激烈的商业竞争，为此人们希望能有仪器来协助配色。经过半个多世纪的努力，由于色度学、光学仪器、计算机等的高度发展，借助计算机来实现配色的愿望逐步得到了实现。计算机测色配色系统是集测色仪、计算机及测配色软件系统于一体的现代化设备。电子计算机技术可存储大量的数据、具有高速运算能力，借助色度学的理论能对大量的染料基础数据及颜色数值进行处理，通过人机对话进行配色，速度快、精度高，是各种色料工业现代化的有力工具之一，将其引人配色领域可使配色更加可靠，使色彩管理和质量检测现代化，有效地提高生产效率。

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，当时国际照明委员会（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-芒克提出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年美国氰胺公司的派克和斯坦恩提出他们的著名论文，指出各种色料吸收光学性能能够独立地带进这几种色料混合的结果中去。50年代是电脑配色的初创时期，1958年，美国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公司相继宣布可用计算机代客户作配色服务，成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陆续引进电脑配色从事应用研究，如印度、巴基斯坦和香港等。近十年来，我国陆续引进了各种型号的测配色系统，但取得显著效益的不多。原因如下：①进口系统大多用英文提示，且技术培训不充分，而配色涉及到色度学、加工工艺学、计算机应用等诸多领域的知识，由于事先无充分准备或人员素质不高，培训后操作困难，准确性差，后续技术支持不够，造成设备引进后不能发挥应有的作用，长期闲置。②国外研制的软件是以欧美加工业的特点为基础，色料品质又相对稳定，而国内加工业有自己的特点，色料品质的稳定性相对差一点。③由于目前色料的品种不断更新，新型基材的大量涌现，而国内外现有的测色配色系统对此都缺乏灵活的调整能力，因此测色配色系统的实际应用就遇到了困难。

另外，进口的测色配色系统投资大，如美国DI-ANO公司COLOR MATE测配色系统需26.6万元人民币；台湾增益资讯股份有限公司销售的SCOPE电脑测色配色系统需5.6万美金，国内色彩加工业在当前的形势下难以承受。这样就形成了对测色配色系统的需求与价格间的矛盾，如果软件系统实现国产化，再购置必需的硬件可以大大降低测配色系统的成本。

我国80年代开始进行国产电子测配色系统的开发研究。沈阳化工研究院从1984年开始研究测配色系统，推出了思维士配色中文软件，为国内最早中文软件。江苏省纺织研究所承担了纺织工业部的“七五”攻关项目“电子计算机测配色系统”，实现了全套系统的国产化，该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。

近几年，国外的光学仪器公司研制开发了具有新功能的测配色系统。Data Color International公司推出了带有Smart Match的Data Match 2.0软件，用于质量控制的Datamaster 300、600,采用MC-4技术的分光光度计，Spetraflash SF600。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WIN95、WIN3.X界面下运行。X—Rite公司的Textile Master,是在Windows界面下的测配色程序。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。日本日清纺公司开发了“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；后者是检查布料在加工时的色相，且能在布料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协作的COMSEK-II。

三、计算机测配色系统的组成

电子测配色系统有硬件和软件两部分组成。硬件部分主要包括测色仪、微机、分光光度计、打印机等；软件部分包括测色、基础数据库、预测处方和修正计算、处方管理等功能模块。使用电子计算机配色时，先根据色样及生产要求，选择工艺及色料，然后指令计算机配色。配色程序可提供多个预测处方，及色差、白度、黄度、同色异谱指数、色深度等最化指标。配色软件的基本框架如图所示。

配色软件的基本框架

四、主要研究方向

虽然色度学理论被证明科学有效，测配色技术被广泛重视接收，但仍然存在着许多应用方法和特殊色料处理的研究工作。

1）对库贝尔卡-芒克理论的修正

由于色料介质并不完全满足库贝尔卡-芒克理论的假设，使K/S值与色料浓度并不总呈线性关系，而库贝尔卡-芒克理论是配色的基础，因此需要对库贝尔卡-芒克理论进行修正。这方面的一个具体例子是深色配色，当色料浓度增至饱和值时，越来越多的色料被遗留在基质之外，K/S对浓度作图不成直线，造成深色配色成功率较低。

2）两个色料样品的色差

国外很多色度学家在色差公式和色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（1：c）和CIE色差公式，但还不完善，还需进一步研究色差公式的计算结果与人眼观察结果相一致性的问题。以后出路可能是对色视觉机制和色外貌模型的研究。

3）特殊颜色的配色（荧光色料）

荧光色料，因其光谱中既有反射又有放射部分，对其光谱测量需用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；用正向光路测包含短波放射的反射率曲线，并须扩展库贝尔卡-芒克理论，方可进行荧光色料的配色。国际国内迄未见这方面的任何报道。

4）表面结构与颜色测定的关系

色度学不研究表面结构与色彩感知的关系，但表面结构与色彩感知有着密切的联系。由于材料的表面结构千差万别，难以有效地归类，因此，这方面的研究还有很多工作要做。

5）天然有色棉织物的测配色

有色棉花作为一种环保型的生态纺织原料，在21世纪有着广阔的前景。市场上对于这种着色棉花制成的面料的计算机测配色系统已有了一定的需求。通过计算机的着色面料测配色得出染色处方配比，有色棉花经纺纱织造而成的面料的测配色系统至今世界范围尚未问世。国外在本领域的应用基础理论方面已有了一定的研究，但并未形成成熟的理论体系和获得有效实用的配色方法。

6）配色的应用

'计算机测配色不仅仅应用于色料加工业，也应用到了一些相关行业。例如Hamspeter Hermann介绍了应用新的配色技术处理废色料的方法，在保护了环境的同时又降低了成本。又如食品储存过程中的颜色变化的测定，可为食品储存技术的改进提供依据。