張萬才，白瑩

滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)珠寶學(xué)院，騰沖 679100

前言

緬甸琥珀是亞洲琥珀的最重要來源，大約形成于6000 萬年至1.35 億年前[1]。它產(chǎn)自于緬甸北部克欽邦胡康河谷。早在我國(guó)《漢紀(jì)》（公元205～265 年）中就有對(duì)緬甸琥珀的記載。世界上最著名的白堊紀(jì)琥珀之一當(dāng)屬緬甸琥珀，緬甸琥珀蘊(yùn)藏著目前已知最豐富的白堊紀(jì)生物群。

琥珀是中生代白堊紀(jì)至新生代第三紀(jì)松柏科植物的樹脂，經(jīng)地質(zhì)作用而形成的有機(jī)混合物[2]。隨著緬甸琥珀市場(chǎng)的接受度逐步提高，越來越多的緬甸琥珀產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上。但由于緬甸琥珀顏色的差異，導(dǎo)致其價(jià)格也相去甚遠(yuǎn)[3]。市場(chǎng)上對(duì)緬甸不同品種琥珀的分類，僅僅只是依據(jù)緬甸琥珀的顏色。目前琥珀行業(yè)內(nèi)，沒有一套完整的基于色度學(xué)[4]的琥珀分類體系。本論文基于色度學(xué)原理，得出緬甸金珀、棕珀和血珀的RGB 參數(shù)，希望通過RGB 值的對(duì)比，能夠找到緬甸琥珀在顏色參數(shù)上的規(guī)律，為緬甸琥珀今后在色度學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)分類提供依據(jù)。

本文基于緬甸琥珀地標(biāo)，色度學(xué)基本原理，利用PS 軟件中的取色器工具和光纖光譜儀測(cè)量出的色品圖，獲得顏色三刺激值RGB 的參數(shù)值，將參數(shù)值代入PS 取色器中獲取顏色卡，將顏色卡與樣品自身顏色做對(duì)比，并且對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出的RGB 值進(jìn)行定量分析。

1 樣品基本情況及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 樣品基本情況

緬甸根珀和蜜蠟在顏色形狀等方面與緬甸金珀、棕珀、血珀和茶珀之間存在較大差異，很容易區(qū)分，故對(duì)其進(jìn)行顏色表征研究沒有意義。茶珀是緬甸琥珀中顏色廣度最大的一類琥珀，包含紅茶、綠茶、黃茶、血茶以及柳青等等[6]，因此不適合作為本文的實(shí)驗(yàn)樣品。本文選取緬甸金珀、棕珀和血珀作為實(shí)驗(yàn)樣品，對(duì)其顏色表征進(jìn)行研究，這將會(huì)為這三類琥珀與緬甸茶珀之間的區(qū)分提供重要參考依據(jù)。為了使各品種琥珀顏色表征實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)，選取金珀、棕珀和血珀三組琥珀，每組三顆實(shí)驗(yàn)樣品（樣品顏色深度：淺―中―深）[8]。將三組樣品按照顏色由淺到深依次編號(hào)為：JP1、JP2、JP3；ZP1、ZP2、ZP3；XP1、XP2、XP3（如圖1）。

圖1 緬甸金珀、棕珀和血珀樣品圖Fig.1 Photos of Myanmar gold amber, brown amber and blood amber sample

對(duì)九顆實(shí)驗(yàn)樣品，做常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1，測(cè)試結(jié)果表明，九顆實(shí)驗(yàn)樣品為天然琥珀。

表1 各組實(shí)驗(yàn)樣品常規(guī)寶石學(xué)特征測(cè)試結(jié)果（測(cè)試人：張萬才）Table.1 Test results of gemological characteristics of experimental samples in each group

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 PS取色法

利用PS 軟件中的取色器工具，直接對(duì)樣品圖進(jìn)行取樣,獲取顏色三刺激值RGB。具體操作步驟：在燈箱同一光源，同一位置，固定機(jī)位分別拍攝，獲得三組實(shí)驗(yàn)樣品的樣品圖，利用PS軟件中的取色器工具，在每個(gè)樣品圖上選取四個(gè)取樣點(diǎn)，此時(shí)我們將會(huì)獲得四組RGB 參數(shù)值，求出四組RGB 參數(shù)值的平均值（設(shè)金珀的平均值為JPAVG1、JPAVG2、JPAVG3。棕珀的平均值為ZPAVG1、ZPAVG2、ZPAVG3。血珀的平均值為XPAVG1、XPAVG2、XPAVG3）。作為樣品的RGB 值。

1.2.2 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法

用光纖光譜儀，獲取樣品的色品圖，并將色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成顏色三刺激值RGB。具體操作步驟：在光纖光譜儀下，采用透射法，獲取樣品的色品圖，此時(shí)，我們通過色品圖可以直接獲得樣品的色品坐標(biāo)。因?yàn)轭伾Ｐ椭g是可以相互轉(zhuǎn)換的，因此我們能夠通過轉(zhuǎn)換矩陣將XYZ 模型下的數(shù)值，轉(zhuǎn)換成RGB顏色模型[11]下的RGB 值。

轉(zhuǎn)換矩陣：CIE 1931xy 色彩空間色度圖是色彩空間CIE XYZ 在平面x+y+z=1 上的投影，因?yàn)橛?jì)算順序是:CIE RGB →CIE XYZ →CIE 1931xy。所以根據(jù)CIE 1931xy 計(jì)算X、Y、Z 的成分占比為A、B、1-A-B，X、Y、Z 數(shù)值分別為A*255、B*255、(1-AB)*255。（注意RGB 三個(gè)通道的值域可以是[0,1]、[0,255]、[0,65535]，此處認(rèn)為值域?yàn)閇0,255]）。得到 CIE XYZ 的值后，根據(jù)反變換矩陣[12]（1.1）求出RGB 的值：

2 緬甸金珀、棕珀和血珀的顏色表征實(shí)驗(yàn)

2.1 PS取色法

2.1.1 金珀組

在PS 軟件中，用取色器工具對(duì)金珀組三個(gè)樣品JP1、JP2、JP3 分別取四個(gè)樣點(diǎn)（如圖2）：

圖2 金珀樣品組PS取樣圖Fig.2 Gold amber sample group PS sampling chart

對(duì)JP1、JP2、JP3 四個(gè)樣點(diǎn)的三刺激值RGB 進(jìn)行記錄并求取平均值（如表2）：

表2 PS取色法下金珀樣品組的平均三刺激值Table.2 The average tristimulus value of gold amber sample group under PS color method

將JP1、JP2、JP3 的局部制作成色卡，分別命名為JPP1、JPP2、JPP3。把上表求出的三刺激值RGB的平均值代入取色器，此時(shí)我們能得到對(duì)應(yīng)的顏色，將對(duì)應(yīng)的顏色制成色卡，并分別命名為JPAVG1、JPAVG2、JPAVG3（如圖3）。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩組色卡顏色極其相近。

圖3 PS取色法下金珀組色卡對(duì)比圖Fig.3 Comparison chart of gold amber group color card under PS color picking method

2.1.2 棕珀組

在PS 軟件中，用取色器工具對(duì)棕珀組三個(gè)樣品ZP1、ZP2、ZP3 分別取四個(gè)樣點(diǎn)，如圖4：

圖4 棕珀樣品組PS取樣圖Fig.4 PS sampling map of brown amber sample group

對(duì)ZP1、ZP2、ZP3 四個(gè)樣點(diǎn)的三刺激值RGB值進(jìn)行記錄并求取平均值，如表3：

表3 PS取色法下棕珀樣品組的平均三刺激值Table.3 The average tristimulus value of the brown amber sample group under the PS color method

將ZP1、ZP2、ZP3 的局部制作成色卡，分別命名為ZPP1、ZPP2、ZPP3。把上表求出的三刺激值RGB 的平均值代入取色器，此時(shí)我們能得到對(duì)應(yīng)的顏色，將對(duì)應(yīng)的顏色制成色卡，并分別命名為ZPAVG1、ZPAVG2、ZPAVG3（如圖5）。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩組色卡顏色極其相近。

圖5 PS取色法下棕珀組色卡對(duì)比圖Fig.5 Comparison chart of brown amber group color card under PS color picking method

2.1.3 血珀組

在PS 軟件中，用取色器工具對(duì)血珀組三個(gè)樣品XP1、XP2、XP3 分別取四個(gè)樣點(diǎn)，如圖6：

圖6 血珀樣品組PS取樣圖Fig.6 PS sampling diagram of blood amber sample group

對(duì)XP1、XP2、XP3 四個(gè)樣點(diǎn)的三刺激值RGB值進(jìn)行記錄并求取平均值，如表4：

表4 PS取色法下血珀樣品組的平均三刺激值Table.4 The average tristimulus value of blood amber sample group under PS color method

將XP1、XP2、XP3 的局部制作成色卡，分別命名為XPP1、XPP2、XPP3。把上表求出的三刺激值RGB 的平均值代入取色器，此時(shí)我們能得到對(duì)應(yīng)的顏色，將對(duì)應(yīng)的顏色制成色卡，并分別命名為XPAVG1、XPAVG2、XPAVG3（如圖7）。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩組色卡顏色極其相近。

圖7 PS取色法下血珀組色卡對(duì)比圖Fig.7 Comparison chart of blood amber group color card under PS color picking method

2.2 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法

2.2.1 金珀組

如圖8 所示為金珀樣品組在光纖光譜儀下測(cè)得的色品圖，由圖可知JP1、JP2、JP3 的色品坐標(biāo)分別為(x1, y1, z1)=(0.5547, 0.4043, 0.0411); (x2, y2,z2)=(0.5541, 0.4017, 0.0442); (x3, y3, z3)=(0.5527,0.4157, 0.0316)。將坐標(biāo)乘以值域255，并代入反變換矩陣(1.1)。得JP1 的R=158，G=85，B=12。JP2的R=158，G=84，B=13。JP3 的R=156，G=90，B=9。

圖8 金珀組色品圖Fig.8 Gold amber group chromaticity diagram

把三個(gè)樣品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此時(shí)我們能得到對(duì)應(yīng)的顏色，將對(duì)應(yīng)的顏色制成色卡，并分別命名為JPSP1、JPSP2、JPSP3。此 時(shí) 將JPP1、JPP2、JPP3 與JPSP1、JPSP2、JPSP3 做對(duì)比（如圖9）。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩組色卡顏色匹配結(jié)果不佳。

圖9 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下金珀組色卡對(duì)比圖Fig.9 Comparison chart of gold amber group color card under chromaticity coordinate transformation method

2.2.2 棕珀組

如圖10 所示為棕珀樣品組在光纖光譜儀下測(cè)得的色品圖，由圖可知ZP1、ZP2、ZP3 的色品坐標(biāo)分別為（x1, y1, z1）=（0.5204, 0.4468, 0.0328）；（x2,y2, z2）=（0.5822, 0.4016, 0.0163）；（x3, y3, z3）=（0.5237,0.3185, 0.1578）。將坐標(biāo)乘以值域255，并代入反變換 矩 陣（1.1）。 得ZP1 的R=139，G=107，B=9。ZP2 的R=172，G=79，B=4。ZP3 的R=149，G=57，B=48。

圖10 棕珀組色品圖Fig.10 Brown amber chromaticity diagram

把三個(gè)樣品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此時(shí)我們能得到對(duì)應(yīng)的顏色，將對(duì)應(yīng)的顏色制成色卡，并分別命名為ZPSP1、ZPSP2、ZPSP3。此時(shí)將ZPP1、ZPP2、ZPP3 與ZPSP1、ZPSP2、ZPSP3 做對(duì)比（如圖11）。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩組色卡顏色匹配結(jié)果不佳。

圖11 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下棕珀組色卡對(duì)比圖Fig.11 The comparison chart of the brown amber group color card under the chromaticity coordinate conversion method

2.2.3 血珀組

如圖12 所示為血珀樣品組在光纖光譜儀下測(cè)得的色品圖，由圖可知XP1、XP2、XP3 的色品坐標(biāo) 分 別 為（x1, y1, z1）=（0.5237, 0.3185, 0.1578）；（x2, y2, z2）=（0.6290, 0.3319, 0.0391）；（x3, y3, z3）=（0.5934, 0.3098, 0.0968）。將坐標(biāo)乘以值域255，并代入反變換矩陣（1.1）。得XP1 的R=188，G=60，B=6。XP2 的R=199，G=44，B=12。XP3 的R=184，G=42，B=29。

圖12 血珀組色品圖Fig.12 Chromaticity diagram of blood amber group

把三個(gè)樣品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此時(shí)我們能得到對(duì)應(yīng)的顏色，將對(duì)應(yīng)的顏色制成色卡，并分別命名為XPSP1、XPSP2、XPSP3。此時(shí)將XPP1、XPP2、XPP3 與XPSP1、XPSP2、XPSP3 做對(duì)比（如圖13）。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩組色卡顏色匹配結(jié)果不佳。

圖13 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下血珀組色卡對(duì)比圖Fig.13 Color card comparison chart of blood amber group under chromaticity coordinate transformation method

3 顏色表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 PS取色法下三種琥珀參數(shù)對(duì)比

如表5 所示，在PS 取色法下，金珀組三個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品的三刺激值RGB 的值域?yàn)椋篟JP=[142,154];GJP=[137,164]; BJP=[50,62]。 棕 珀 組 三 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 樣品的三刺激值RGB 的值域?yàn)椋篟ZP=[49,139];GZP=[63,118]; BZP=[29,76]。 血 珀 組 三 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 樣品的三刺激值RGB 的值域?yàn)椋篟XP=[63,168];GXP=[46,132]; BXP=[33,62]。（由于實(shí)驗(yàn)樣品有限，本文兩種方法所測(cè)金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值值域僅為大致范圍）。

表5 PS取色法下三組實(shí)驗(yàn)樣品RGB值Table.5 RGB values of three groups of experimental samples under PS color method

如圖14 所示，在樣品顏色由淺到深的過程中，金珀組刺激值R 和G 在逐漸減小，刺激值B 呈現(xiàn)起伏波動(dòng)。棕珀組刺激值R 和G 在逐漸減小，刺激值B 在逐漸增大。血珀組刺激值R 和G 在逐漸減小，刺激值B 在逐漸增大。

圖14 PS取色法下三組實(shí)驗(yàn)樣品RGB值柱狀圖Fig.14 Histogram of RGB values of three groups of experimental samples under PS color picking method

對(duì)金珀組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值（取整并命名為AJP）， 得RAJP=149；GAJP=152；BAJP=56。 對(duì) 棕 珀組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值（取整并命名為AZP），得RAZP=103；GAZP=88；BAZP=48。對(duì)血珀組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值（取整并命名為AXP），得RAXP=119；GAXP=76；BAXP=46。將三組平均值，繪制成表。如圖15 所 示，有GAJP＞RAJP＞BAJP，即 在 金 珀 顏 色三刺激值中，綠色占比略高于紅色，紅色占比高于藍(lán)色。RAZP＞GAZP＞BAZP，即在棕珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍(lán)色。RAXP＞GAXP＞BAXP，即在血珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍(lán)色。

圖15 PS取色法下三組實(shí)驗(yàn)樣品平均RGB值柱狀圖Fig.15 The histogram of the average RGB value of the three groups of experimental samples under the PS color method

對(duì)三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，RAJP＞RAXP＞RAZP；GAJP＞GAZP＞GAXP；BAJP＞BAZP＞BAXP。也就是說，在金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值中，紅色（R）占比，金珀高于血珀高于棕珀。綠色（G）占比金珀高于棕珀高于血珀。藍(lán)色（B）占比金珀高于棕珀高于血珀。

3.2 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下三種琥珀參數(shù)對(duì)比

如表6 所示，在色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下，金珀組三個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品的三刺激值RGB 的值域?yàn)椋篟JP=[156,158];GJP=[84,90]; BJP=[9,13]。棕珀組三個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品的三刺激值RGB 的值域?yàn)椋篟ZP=[139,172]; GZP=[57,107];BZP=[4,48]。血珀組三個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品的三刺激值RGB 的值域?yàn)椋篟XP=[184,199]; GXP=[42,60]; BXP=[6,29]。

表6 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下三組實(shí)驗(yàn)樣品RGB值Table.6 RGB values of three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

如圖16 所示，在樣品顏色由淺到深的過程中，金珀組三刺激值RGB 基本保持不變。棕珀組刺激值G 在逐漸減小，刺激值R 和B 有波動(dòng)，但呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。血珀組刺激值R 基本保持不變，G 在逐漸減小，刺激值B 在逐漸增大。

圖16 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下三組實(shí)驗(yàn)樣品RGB值柱狀圖Fig.16 Histogram of the RGB values of three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

對(duì)金珀組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值（取整并命名為BJP）， 得RBJP=157；GBJP=86；BBJP=11。 對(duì) 棕 珀組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值（取整并命名為BZP），得RBZP=153；GBZP=81；BBZP=20。對(duì)血珀組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值（取整并命名為BXP），得RBXP=190；GBXP=49；BBXP=16。將三組平均值，繪制成表。如 圖17 所 示，有RBJP＞GBJP＞BBJP，即 在 金 珀 顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍(lán)色。RBZP＞GBZP＞BBZP，即在棕珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍(lán)色。RBXP＞GBXP＞BBXP，即在血珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍(lán)色。

圖17 色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下三組實(shí)驗(yàn)樣品平均RGB值柱狀圖Fig.17 The histogram of the average RGB values of the three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

對(duì)三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比， 可以發(fā)現(xiàn)，RBXP＞RBJP＞RBZP；GBJP＞GBZP＞GBXP；BBZP＞BBXP＞BBJP。也就是說，在金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值中，紅色（R）占比，血珀高于金珀高于棕珀。綠色（G）占比金珀高于棕珀高于血珀。藍(lán)色（B）占比棕珀高于血珀高于金珀。

4 結(jié)論

基于色度學(xué)基本原理和緬甸琥珀地標(biāo)。選用PS取色法和色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法對(duì)緬甸金珀、棕珀和血珀進(jìn)行顏色表征研究。以下為本文的主要結(jié)論：

（1）從與色卡匹配度的角度考慮，PS 取色法所表征的顏色要優(yōu)于色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)化法的，即PS 取色法比色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法更適合用于緬甸金珀、棕珀和血珀顏色表征研究。

（2）PS 取色法下測(cè)得緬甸金珀、棕珀和血珀三刺激值大致值域?yàn)椋篟JP=[142,154]; GJP=[137,164];BJP=[50,62]。RZP=[49,139]; GZP=[63,118]; BZP=[29,76]。RXP=[63,168]; GXP=[46,132]; BXP=[33,62]。

色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下測(cè)的緬甸金珀、棕珀和血珀三刺激值大致值域?yàn)椋篟JP=[156,158]; GJP=[84,90];BJP=[9,13]。RZP=[139,172]; GZP=[57,107]; BZP=[4,48]。RXP=[184,199]; GXP=[42,60]; BXP=[6,29]。

（3）PS 取色法下，緬甸金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值間的大小關(guān)系為：RAJP＞RAXP＞RAZP；GAJP＞GAZP＞GAXP；BAJP＞BAZP＞BAXP。

色品坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法下，緬甸金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值間的大小關(guān)系為：RBXP＞RBJP＞RBZP；GBJP＞GBZP＞GBXP；BBZP＞BBXP＞BBJP。

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