不同照明光源對(duì)彩色寶石顏色呈現(xiàn)的影響

毛秀梅，周青超,2*

1. 滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)珠寶學(xué)院，騰沖679100 2. 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）珠寶學(xué)院，武漢 430074

前言

彩色寶石的顏色是影響其價(jià)值的最主要因素。對(duì)于一顆顏色穩(wěn)定的寶石，被設(shè)計(jì)并切磨成特定的琢型后，顏色本身將不再發(fā)生變化。因此在寶石的銷售過程中，影響彩色寶石顏色呈現(xiàn)效果的最主要因素便是光源。珠寶店的光源種類不一，目的是為了吸引顧客的目光，增強(qiáng)顧客的消費(fèi)欲望，烘托店堂氣氛并給予視覺引導(dǎo)，促進(jìn)珠寶銷售。隨著時(shí)代的發(fā)展，光源在商業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都有運(yùn)用，其色溫、光源顯色性、照度都有相應(yīng)的規(guī)定，國內(nèi)外的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都有了相應(yīng)的推薦值[1]。同時(shí)，光源在珠寶品牌定位方面有著顯著的成效，科學(xué)的光源設(shè)計(jì)可以更好地展現(xiàn)珠寶的美感和價(jià)值感，從而更好地烘托珠寶品牌的文化。良好光源的照明能夠給消費(fèi)者產(chǎn)生積極的影響，刺激購物欲望。

影響最終觀察到的寶石顏色的因素有光源、寶石和觀察者。照射寶石的光源不同，其光譜能量分布也會(huì)不同，照射在寶石上就會(huì)產(chǎn)生有差異的顏色效果，因此運(yùn)用合適的光源能夠充分地展示每種寶石的質(zhì)感和特色。彩色寶石的顏色可以理論性地歸因于致色因子對(duì)不同波長(zhǎng)可見光的選擇性吸收，沒有被吸收的光經(jīng)過反射或者透射到達(dá)人眼，人眼所感知的剩余光的色彩即為寶石的顏色。寶石本身的光學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變，但是在現(xiàn)實(shí)中，同一塊寶石的顏色呈現(xiàn)卻經(jīng)常因?yàn)椴煌墓庠炊煌琜2]。

因此，光源在寶石的呈色方面起著重要作用，對(duì)寶石照明光源的選擇顯得尤為重要。光源的種類不合適會(huì)影響到寶石展現(xiàn)自身的美麗，從而影響其價(jià)值。對(duì)于顏色特別好的寶石而言，在不同光源下顏色的細(xì)微差別會(huì)對(duì)其商業(yè)價(jià)值產(chǎn)生更大的影響，在珠寶行業(yè)有“色差一等，價(jià)差十倍”的說法。對(duì)于彩色寶石來說，顏色是重中之重。本文選取了5種顏色（紅、黃、綠、藍(lán)、紫）的寶石作為研究對(duì)象，用相機(jī)采集各寶石在4 種光源下的顏色效果。4 種光源中，熒光燈和顯色指數(shù)為80 的LED 球形燈是目前生活中最常用的室內(nèi)照明光源，顯色指數(shù)為97 的LED 光源通常被用于博物館等對(duì)顏色呈現(xiàn)具有高要求的場(chǎng)合。在此基礎(chǔ)上，采用主觀評(píng)價(jià)的方法選出各顏色寶石的最優(yōu)照明光源，為消費(fèi)者以及研究人員在寶石顏色的評(píng)價(jià)方面提供數(shù)據(jù)支持。

1 光源對(duì)寶石顏色影響的研究現(xiàn)狀

前人對(duì)寶石的顏色和照射寶石的光源進(jìn)行了很多的研究。在人工光源方面，A 光源和CWF 光源適宜作為彩色寶石的商業(yè)照明光源，增強(qiáng)彩色寶石的色調(diào)飽和度，提高視覺效果，對(duì)于不同顏色的彩色寶石均有提升效果，例如，藍(lán)紫色的坦桑石[3]、黃色的葡萄石[4]、紅色的碧璽[5]。對(duì)于有熒光的寶石，例如紅寶石，A 光源中的紫外光可以激發(fā)紅色熒光發(fā)射使其展現(xiàn)出更飽和的紅色調(diào)[6]。此外，D65 光源能客觀地反映彩色寶石的真實(shí)顏色，可用于實(shí)驗(yàn)室中對(duì)彩色寶石的顏色分級(jí)[7-13]。

在自然光源方面，如太陽光，對(duì)顏色呈現(xiàn)的影響因素是其隨時(shí)間變化的色溫。色溫對(duì)寶石顏色呈現(xiàn)的影響是非常明顯的，例如鉆石在7000～10000K色溫下可以表現(xiàn)出最佳的顏色效果，翡翠、瑪瑙類寶石在4500～5500K 色溫可以表現(xiàn)出最佳的展示效果[14,15]。在陽光色溫較低的環(huán)境（陰天、清晨、傍晚），由于光線中黃色色調(diào)偏多，觀察寶石時(shí)會(huì)提高暖色寶石（黃色、紅色、紫色等）的色級(jí)，也會(huì)降低藍(lán)色、淡藍(lán)色、正綠色等寶石顏色的色級(jí)。有熒光的寶石在太陽光的照射下，會(huì)被太陽光中的紫外光激發(fā)出相應(yīng)波段的熒光提升寶石的顏色質(zhì)量，比如“絕地武士”尖晶石[16]。因此，在評(píng)估有色寶石顏色時(shí)，最好選用12 時(shí)至15 時(shí)的太陽光，此時(shí)段的色溫在5000～6000K。

2 不同照明光源下寶石顏色的呈現(xiàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品與常規(guī)寶石學(xué)特征

本文選取的8 顆顏色各不相同的彩色寶石樣品均為刻面琢型、玻璃光澤、完全透明、顏色均勻，無肉眼可見的深色包裹體。8 顆樣品的常規(guī)寶石學(xué)特征測(cè)試結(jié)果匯總于表1。

表1 文中選用的彩色寶石的參數(shù)Table 1 Parameters of color gemstones in this paper

2.2 實(shí)驗(yàn)記錄方法

本文采用的4 種光源分別是：太陽光、顯色指數(shù)為80 的LED 燈、顯色指數(shù)為97 的LED 燈、熒光燈。關(guān)于4 種光源的相關(guān)信息如表2 所示。為了保證太陽光的色溫與其它3 種光源的色溫在一個(gè)范圍內(nèi)，本文中拍攝圖片所選用的太陽光為晴天下午14: 00 時(shí)的室內(nèi)陽光。

表2 4 種光源的參數(shù)Table 2 Parameters of 4 light sources

對(duì)同一顆寶石樣品進(jìn)行變換光源拍攝。由于本文選用的彩色寶石均為透明的寶石，寶石的拍攝背景選用白色的PVC 背景板，通過白色背景板對(duì)光的反射，更好地記錄寶石的顏色。在拍攝過程中，照明光源位于寶石正上方30cm，寶石的亭部擺放于PVC 背景板上，相機(jī)鏡頭正對(duì)準(zhǔn)寶石的冠部，鏡頭與寶石的距離為10cm。在每次更換光源拍攝之前，基于標(biāo)準(zhǔn)灰度卡片調(diào)節(jié)相機(jī)的拍攝參數(shù)，使拍攝出的寶石在光源下具有最高的顏色還原度，即拍攝出來的彩色寶石的顏色與光源直接照射下人眼觀察的顏色一致。同一光源下拍攝不同顏色的寶石時(shí)，保持相機(jī)的參數(shù)不變。值得注意的是，LED 光源和熒光燈光源在剛開始點(diǎn)亮?xí)r會(huì)存在亮度逐漸升高的過程，因此，拍攝時(shí)均將光源提前點(diǎn)亮了半個(gè)小時(shí)，保證了亮度的穩(wěn)定。本文中涉及的照片采集除了在太陽光下之外，其余均是在暗室中進(jìn)行，在太陽光下進(jìn)行拍攝時(shí)，關(guān)閉室內(nèi)所有人工照明光源。

2.3 不同顏色的寶石顯色對(duì)比

人工照明光源的顯色性評(píng)價(jià)指標(biāo)通常使用顯色指數(shù)Ra 表示。Ra 沒有物理單位的數(shù)值，范圍從0～100。光源的顯色性越好，Ra 值就越高。太陽光的顯色指數(shù)定義為100，以太陽光作為參考，當(dāng)Ra≥80，光源的顯色性優(yōu)良；當(dāng)79≥Ra≥50，光源的顯色性一般；Ra＜50，光源的顯色性較差[17]。

圖1 到圖8 為采集到的不同顏色的寶石在不同照明光源下的圖片。在下面的圖片中，(a)為太陽光下采集的照片，(b)為Ra=80 的LED 光源下采集的照片，(c)為Ra=97 的LED 光源下采集的照片，(d)為熒光燈下采集的照片。

圖1 紅色石榴石樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.1 Color effect of the red garnet sample under different light sources

圖2 粉紅色碧璽樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.2 Color effect of the pink tourmaline sample under different light sources

圖3 淡粉色綠柱石樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.3 Color effect of the light pink beryl sample under different light sources

圖4 淡黃色金綠寶石樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.4 Color effect of the light yellow chrysoberyl sample under different light sources

圖5 綠色橄欖石樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.5 Color effect of the green peridot sample under different light sources

圖6 藍(lán)綠色磷灰石樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.6 Color effect of the blue green apatite sample under different light sources

圖7 藍(lán)色托帕石樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.7 Color effect of the blue topaz sample under different light sources

圖8 紫晶樣品不同光源下的顏色呈現(xiàn)效果Fig.8 Color effect of the amethyst sample under different light sources

2.4 寶石顏色的主觀評(píng)價(jià)法

主觀評(píng)價(jià)法主要是讓測(cè)試者對(duì)不同光源下寶石顏色的呈現(xiàn)效果進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，在測(cè)試者不知道對(duì)應(yīng)照明光源的前提下選擇出測(cè)試者認(rèn)為的寶石顏色呈現(xiàn)效果最好的圖片。主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)選取了22 名測(cè)試人員，均具有正常視力，無色弱色盲等眼疾。評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表3 所示。

從表3 的數(shù)據(jù)中可以看出，大多數(shù)測(cè)試者認(rèn)為太陽光下采集到的寶石圖片具有更好的顏色呈現(xiàn)效果。這一結(jié)果的獲得符合常理，因?yàn)樘柟獾娘@色指數(shù)為100，是所有光源中顯色指數(shù)最好的，各種顏色的寶石在太陽光的照射下都能夠達(dá)到非常好的顯色效果。

表3 寶石顏色呈現(xiàn)效果的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 Subjective evaluation results of gem color rendering effect

在不考慮太陽光的情況下，單獨(dú)分析其余3 種光源對(duì)寶石顏色呈現(xiàn)的影響。從表3 中的評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，對(duì)于紅色系的寶石（紅、粉紅、淡粉）而言，更多人認(rèn)為顯色指數(shù)為97 的LED 光源具有更好的顏色呈現(xiàn)效果；對(duì)于黃色的寶石，熒光燈具有更好的顏色呈現(xiàn)效果；對(duì)于綠色到藍(lán)色的寶石，則是顯色指數(shù)為80 的LED 光源具有更好的顏色呈現(xiàn)效果。

4 結(jié)論

本文利用相機(jī)采集了5 種顏色的寶石在不同光源下的照片，保證照片中寶石呈現(xiàn)的顏色效果與人眼直接觀察各光源照明下寶石的顏色效果相一致。基于最直觀的圖片素材，詳細(xì)地研究了不同顏色（紅、黃、綠、藍(lán)、紫）的寶石在太陽光、顯色指數(shù)97 的LED 光源、顯色指數(shù)為80 的LED 光源以及日光燈下的顏色效果。采用主觀評(píng)價(jià)的方法選出各顏色寶石的最優(yōu)照明光源，分析出不同顏色的寶石在哪種光源下更受消費(fèi)者的喜愛。對(duì)于紅色系的寶石（紅、粉紅、淡粉）而言，相對(duì)更多的人喜歡顯色指數(shù)為97 的LED 光源照射下的顏色呈現(xiàn)效果；對(duì)于黃色的寶石，喜歡熒光燈下的呈現(xiàn)效果；對(duì)于綠色到藍(lán)色的寶石，則是更喜歡顯色指數(shù)為80 的LED 光源下的顏色呈現(xiàn)效果。

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