不同照明光源對彩色寶石顏色呈現的影響

毛秀梅，周青超,2*

1. 滇西應用技術大學珠寶學院，騰沖679100 2. 中國地質大學（武漢）珠寶學院，武漢 430074

前言

彩色寶石的顏色是影響其價值的最主要因素。對于一顆顏色穩定的寶石，被設計并切磨成特定的琢型后，顏色本身將不再發生變化。因此在寶石的銷售過程中，影響彩色寶石顏色呈現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，增強顧客的消費欲望，烘托店堂氣氛并給予視覺引導，促進珠寶銷售。隨著時代的發展，光源在商業的各個領域都有運用，其色溫、光源顯色性、照度都有相應的規定，國內外的照明設計標準都有了相應的推薦值[1]。同時，光源在珠寶品牌定位方面有著顯著的成效，科學的光源設計可以更好地展現珠寶的美感和價值感，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者產生積極的影響，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不同，照射在寶石上就會產生有差異的顏色效果，因此運用合適的光源能夠充分地展示每種寶石的質感和特色。彩色寶石的顏色可以理論性地歸因于致色因子對不同波長可見光的選擇性吸收，沒有被吸收的光經過反射或者透射到達人眼，人眼所感知的剩余光的色彩即為寶石的顏色。寶石本身的光學性質不會發生改變，但是在現實中，同一塊寶石的顏色呈現卻經常因為不同的光源而不同[2]。

因此，光源在寶石的呈色方面起著重要作用，對寶石照明光源的選擇顯得尤為重要。光源的種類不合適會影響到寶石展現自身的美麗，從而影響其價值。對于顏色特別好的寶石而言，在不同光源下顏色的細微差別會對其商業價值產生更大的影響，在珠寶行業有“色差一等，價差十倍”的說法。對于彩色寶石來說，顏色是重中之重。本文選取了5種顏色（紅、黃、綠、藍、紫）的寶石作為研究對象，用相機采集各寶石在4 種光源下的顏色效果。4 種光源中，熒光燈和顯色指數為80 的LED 球形燈是目前生活中最常用的室內照明光源，顯色指數為97 的LED 光源通常被用于博物館等對顏色呈現具有高要求的場合。在此基礎上，采用主觀評價的方法選出各顏色寶石的最優照明光源，為消費者以及研究人員在寶石顏色的評價方面提供數據支持。

1 光源對寶石顏色影響的研究現狀

前人對寶石的顏色和照射寶石的光源進行了很多的研究。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照明光源，增強彩色寶石的色調飽和度，提高視覺效果，對于不同顏色的彩色寶石均有提升效果，例如，藍紫色的坦桑石[3]、黃色的葡萄石[4]、紅色的碧璽[5]。對于有熒光的寶石，例如紅寶石，A 光源中的紫外光可以激發紅色熒光發射使其展現出更飽和的紅色調[6]。此外，D65 光源能客觀地反映彩色寶石的真實顏色，可用于實驗室中對彩色寶石的顏色分級[7-13]。

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

2 不同照明光源下寶石顏色的呈現

2.1 實驗樣品與常規寶石學特征

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 顆樣品的常規寶石學特征測試結果匯總于表1。

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

2.2 實驗記錄方法

本文采用的4 種光源分別是：太陽光、顯色指數為80 的LED 燈、顯色指數為97 的LED 燈、熒光燈。關于4 種光源的相關信息如表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范圍內，本文中拍攝圖片所選用的太陽光為晴天下午14: 00 時的室內陽光。

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

對同一顆寶石樣品進行變換光源拍攝。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，相機鏡頭正對準寶石的冠部，鏡頭與寶石的距離為10cm。在每次更換光源拍攝之前，基于標準灰度卡片調節相機的拍攝參數，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，保持相機的參數不變。值得注意的是，LED 光源和熒光燈光源在剛開始點亮時會存在亮度逐漸升高的過程，因此，拍攝時均將光源提前點亮了半個小時，保證了亮度的穩定。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行，在太陽光下進行拍攝時，關閉室內所有人工照明光源。

2.3 不同顏色的寶石顯色對比

人工照明光源的顯色性評價指標通常使用顯色指數Ra 表示。Ra 沒有物理單位的數值，范圍從0～100。光源的顯色性越好，Ra 值就越高。太陽光的顯色指數定義為100，以太陽光作為參考，當Ra≥80，光源的顯色性優良；當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效果Fig.5 Color effect of the green peridot sample under different light sources

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

圖7 藍色托帕石樣品不同光源下的顏色呈現效果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效果Fig.8 Color effect of the amethyst sample under different light sources

2.4 寶石顏色的主觀評價法

主觀評價法主要是讓測試者對不同光源下寶石顏色的呈現效果進行主觀評價，在測試者不知道對應照明光源的前提下選擇出測試者認為的寶石顏色呈現效果最好的圖片。主觀評價實驗選取了22 名測試人員，均具有正常視力，無色弱色盲等眼疾。評價結果統計如表3 所示。

從表3 的數據中可以看出，大多數測試者認為太陽光下采集到的寶石圖片具有更好的顏色呈現效果。這一結果的獲得符合常理，因為太陽光的顯色指數為100，是所有光源中顯色指數最好的，各種顏色的寶石在太陽光的照射下都能夠達到非常好的顯色效果。

表3 寶石顏色呈現效果的主觀評價結果Table 3 Subjective evaluation results of gem color rendering effect

在不考慮太陽光的情況下，單獨分析其余3 種光源對寶石顏色呈現的影響。從表3 中的評價結果可以看出，對于紅色系的寶石（紅、粉紅、淡粉）而言，更多人認為顯色指數為97 的LED 光源具有更好的顏色呈現效果；對于黃色的寶石，熒光燈具有更好的顏色呈現效果；對于綠色到藍色的寶石，則是顯色指數為80 的LED 光源具有更好的顏色呈現效果。

4 結論

本文利用相機采集了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，詳細地研究了不同顏色（紅、黃、綠、藍、紫）的寶石在太陽光、顯色指數97 的LED 光源、顯色指數為80 的LED 光源以及日光燈下的顏色效果。采用主觀評價的方法選出各顏色寶石的最優照明光源，分析出不同顏色的寶石在哪種光源下更受消費者的喜愛。對于紅色系的寶石（紅、粉紅、淡粉）而言，相對更多的人喜歡顯色指數為97 的LED 光源照射下的顏色呈現效果；對于黃色的寶石，喜歡熒光燈下的呈現效果；對于綠色到藍色的寶石，則是更喜歡顯色指數為80 的LED 光源下的顏色呈現效果。

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