色差儀的顏色定量測(cè)試與評(píng)價(jià)主要用于印刷品、涂料、印染品、甚至液體等不同質(zhì)地的原料，但卻很少用于據(jù)高光澤、不透明~透明的寶石上。

寶石顏色的評(píng)價(jià)常以主管經(jīng)驗(yàn)為主，如最優(yōu)的紅寶石紅色被稱(chēng)為鴿血紅，最優(yōu)的托帕石黃色被稱(chēng)為威士忌黃等，雖然這些名稱(chēng)很好地符合了中國(guó)傳統(tǒng)文化，且十分有利于肉眼識(shí)別與商業(yè)流通，但由于過(guò)度強(qiáng)調(diào)了色知覺(jué)而忽略了寶石的客觀色，所以一方面造成了顏色之間比對(duì)困難，另一方面為構(gòu)建客觀的寶石顏色評(píng)價(jià)體系帶來(lái)了不可逾越的障礙。

隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的成熟與色度學(xué)在礦物學(xué)中的逐步應(yīng)用，解決了客觀定量分析翡翠顏色、制定與透明特征，及其對(duì)顏色評(píng)價(jià)的綜合貢獻(xiàn)的難題，實(shí)現(xiàn)了顏色的從依賴經(jīng)驗(yàn)的主觀定性評(píng)價(jià)到客觀定量評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)換。

儀器設(shè)置

寶石的顏色有三個(gè)因素決定，物體色、光源與觀察者。

1.物體色，有寶石反射光和透射光刺激人眼產(chǎn)生的色知覺(jué)的綜合效果；

2.光源，采用能滿足標(biāo)準(zhǔn)照明體光譜功率分布的CIE標(biāo)準(zhǔn)照明光源A、B、C、D，其中以色溫6504K組合日光光源D65為最常見(jiàn)測(cè)試光源；

3.觀察者，采用相同的市場(chǎng)如2°、4°與10°場(chǎng)等，根據(jù)樣品需要而定。

寶石學(xué)專(zhuān)業(yè)采用色相、亮度與飽和度的顏色表征體系三因素，并常以2°場(chǎng)的CIE1931色品圖表征量化的顏色。但因?yàn)檫@樣的二維色品平面是借壓縮了明度坐標(biāo)軸而形成的，所以在表達(dá)顏色綜合效果時(shí)只強(qiáng)調(diào)了明度為50時(shí)相對(duì)鮮艷的各種顏色，而不能切實(shí)涵蓋全部顏色范圍，更不能滿足對(duì)寶石顏色精確、細(xì)致分級(jí)的需要。

a.觀察者

色譜色差儀提供了2°或10°兩種觀察者市場(chǎng)寶石標(biāo)本由于其珍貴性，粒度往往較小，同時(shí)考慮到受琢形影響，即便是素面寶石也將散射掉相當(dāng)一部分投射光，因此選用最小的圓形6mm測(cè)量孔徑（反射）實(shí)測(cè)標(biāo)本以降低誤差，并選用2°市場(chǎng)。

測(cè)量范圍

測(cè)試光源波長(zhǎng)范圍分紫外模式與紫外排除模式?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)范圍380nm~780nm，考慮到很多寶石具有不同程度的熒光，雖然對(duì)顏色的直接貢獻(xiàn)很小，但人眼對(duì)熒光的色知覺(jué)很敏感，寶石在365nm處的長(zhǎng)波紫外光能量在420nm處可見(jiàn)光的形式釋放出來(lái)，致使該處反射可能會(huì)超過(guò)100%，即不可見(jiàn)的長(zhǎng)波紫外光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光。因此色譜色差儀的紫外模式采用360nm~380nm的測(cè)試范圍，目的在于模擬人眼感官的真實(shí)效果；對(duì)于幾乎沒(méi)有熒光的天然翡翠而言，色譜色差儀則仍可選擇紫外排除模式，即380nm~750nm測(cè)試范圍。

照明光源

雖然不同光源對(duì)人眼的色刺激明顯不同，但不同光源評(píng)價(jià)顏色的獨(dú)立體系的客觀性與一致性幾乎是無(wú)差異的，同時(shí)色譜色差儀的研發(fā)要考慮到需包括紫外線波長(zhǎng)區(qū)的模擬日光D系列光源（色溫5500K~7200K），及寶石鑒定、分級(jí)時(shí)必須以室外日光作為參考的實(shí)際情況，確定色譜色差儀相關(guān)色溫為6504K的正常日光模擬光源D65為測(cè)試照明光源。

照明模式

排除鏡面反射模式一般比較先進(jìn)的色譜色差儀都有透射和反射兩種照明方式，針對(duì)透明度較低甚至不透明的寶石，宜選取色譜色差儀的反射光測(cè)試模式，對(duì)透明度較高的甚至完全透明的寶石，宜選取色譜色差儀的透視光測(cè)試模式。兩種測(cè)試光源均需要垂直射入寶石內(nèi)部，以避免部分測(cè)試光被反射掉。寶石的摩氏硬度很高且光澤較強(qiáng)，如金剛石的金剛光澤、翡翠的玻璃光澤等，所以中較強(qiáng)的光澤所致的寶石表面的鏡面反光勢(shì)必對(duì)顏色造成明顯影響，因此選用排除鏡面反射模式SCE，以求獲得相對(duì)客觀并貼近視覺(jué)效果的寶石顏色測(cè)試結(jié)果。

重現(xiàn)性測(cè)試

色譜色差儀的臺(tái)間差一般在0.08 △E CIE Lab左右，儀器的穩(wěn)定性可以從測(cè)試結(jié)果一致性的精度與指與“正確值”符合程度的準(zhǔn)確度兩個(gè)方面來(lái)考證。對(duì)色譜色差儀精度和準(zhǔn)確度的側(cè)重性依賴于應(yīng)用。當(dāng)色譜色差儀用于檢驗(yàn)與其本身具有相同的光譜組成產(chǎn)品的一致性時(shí)，精度是十分重要的，而很高的準(zhǔn)確度是不必要的。所以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)采用連續(xù)多次重復(fù)測(cè)試并取平均值的方式校驗(yàn)。

均勻色空間與色差公式的選取

現(xiàn)代顏色科學(xué)將色相H*、明度L*、彩度C*三因素引入到CIE 1976 L*a*b*均勻色空間中都有唯一的位置與之相對(duì)，以任意兩點(diǎn)間的距離表示兩個(gè)不同顏色的差異，即色差；同時(shí)客服了Yxy色空間在xy色品圖上相等的距離不等同于客觀的相等色差的難題。此色空間采用了互補(bǔ)色理論，即L*代表明度，a*和b*為色品坐標(biāo)：a*為紅色方向，-a*為綠色方向，b*為黃色方向，-b*為藍(lán)色方向，中央為消色區(qū)；當(dāng)a*和b*值增大時(shí)，色點(diǎn)遠(yuǎn)離中心，色彩度增大；色相與彩度均可由色品值導(dǎo)出，即H*ab=tan-1（b*/a*）、C*ab=（（a*）2+（b*）2）1/2

相較于CIE 1976L*a*b*流行的CIE 1976LCH均勻色空間充分符合人眼在紅綠方向上的視覺(jué)色差尺度均小于黃藍(lán)方向的主觀特征，計(jì)算出樣品對(duì)的綠色差值非常接近實(shí)際人眼觀察到的顏色差異，對(duì)于單純的綠色來(lái)說(shuō)，有著很高的均勻性，但由于CIE LCH表色系是CIE1976L*a*b*色空間的極坐標(biāo)表示法，故仍選取CIE 1976L*a*b*均勻色空間與基于該空間的具較好明度差預(yù)測(cè)性能的基本公式CIE LAB。

翡翠顏色的評(píng)定步驟和分析方法

1. 適應(yīng)光源和環(huán)境

顏色評(píng)定師的視覺(jué)系統(tǒng)首先要適應(yīng)翡翠的評(píng)定光源和周?chē)沫h(huán)境，包括顏色適應(yīng)和光強(qiáng)適應(yīng)。顏色評(píng)定師應(yīng)在光源下觀察彩色和中性色圖案，然后觀察標(biāo)準(zhǔn)色卡的顏色。經(jīng)過(guò)視覺(jué)適應(yīng)后，顏色評(píng)定師觀察到的光源顏色應(yīng)為無(wú)色，且光源強(qiáng)度適中而沒(méi)有任何不舒適的視覺(jué)感覺(jué)。

2. 確定特征色

由于翡翠的重量、形狀和切工樣式千變?nèi)f化，特征色的分布也千變?nèi)f化。準(zhǔn)確確定特征色需要一定的經(jīng)驗(yàn)。確定特征色的照明和觀察條件是標(biāo)準(zhǔn)的0/45配置，臺(tái)面的顏色為所觀察的顏色。顏色評(píng)定師將翡翠臺(tái)面向上放入乳白色觀察槽內(nèi)，以45°角觀察臺(tái)面的顏色分布。一般情況下，在嚴(yán)格的0/45標(biāo)準(zhǔn)條件下顏色評(píng)定師可能觀察到臺(tái)面的鏡面反射。為盡量避免臺(tái)面的直接鏡面反射亮點(diǎn)影響特征色的確定，以及消光、窗口和色散的影響，允許稍微變化翡翠的臺(tái)面角度和觀察角，但最大的臺(tái)面角度和觀察角調(diào)整之和應(yīng)小于10度。下一步要根據(jù)翡翠臺(tái)面的顏色分布確定顏色區(qū)域。由于在翡翠的顏色區(qū)域內(nèi)的顏色分布不均勻，顏色評(píng)定師必須對(duì)整個(gè)顏色區(qū)域進(jìn)行腦力平均。最后由腦力平均而獲得的顏色為翡翠的特征色。

3. 比較顏色

確定特征色后，顏色評(píng)定師應(yīng)估計(jì)特征色的三元素色調(diào)、飽和度和亮度。根據(jù)特征色的色調(diào)首先找到孟塞爾色卡的相應(yīng)的色調(diào)面。將孟塞爾色卡的相應(yīng)的色調(diào)而置于標(biāo)準(zhǔn)光源下，與翡翠平行放置，然后與色調(diào)面內(nèi)的色卡比較翡翠的飽和度和亮度，確定特征色在孟塞爾色卡的相應(yīng)的色調(diào)面上的位置。

一般，特征色不可能與孟塞爾色卡的某一顏色完全相同。比較顏色時(shí)首先找到一個(gè)顏色與翡翠特征色的色調(diào)最為接近的色調(diào)面，并確定與特征色最為接近的孟塞爾色卡。然后再分別確定翡翠特征色的飽和度和亮度與此孟塞爾色卡的飽和度和亮度之間的差別，估計(jì)特征色在顏色空間所處的大約位置。

4. 決定顏色級(jí)別

如前所述，孟塞爾顏色空間被劃分為不同的顏色級(jí)別。對(duì)照特征顏色的顏色位置和在孟塞爾顏色空間相應(yīng)的顏色級(jí)別，即可獲得翡翠的顏色級(jí)別。