摘要:顏色是彩色寶石質量評價的重要因素.彩色寶石的顏色評價主要依賴于人眼主觀判斷，南紅瑪瑙的顏色評價主觀性較強，本文以色度學為理論基礎，利用USB2000+微型光纖光譜儀，采集55塊南紅瑪瑙樣品的表面漫反射信號，量化其顏色參數，初步將南紅瑪瑙顏色按三要素定量劃分為:色調集中于橙黃色-橙紅色-紅色;彩度整體為中等;明度以4級中明度為主;大部分顏色視覺綜合表現具有暖感和偏重感，少部分高明度、高彩度的南紅瑪瑙華美感較為強烈.

　　關鍵詞:南紅瑪瑙;色度學;色調;彩度;明度

　　0引言

　　南紅瑪瑙屬于隱晶質石英巖玉，由二氧化硅膠體溶液沉淀而形成，其成分中含有氧化鐵，使顏色呈現出如柿子紅、玫瑰紅、櫻桃紅等不同顏色感覺的紅色[1].

　　南紅瑪瑙具有符合中國人傳統審美的“中國紅”以及溫潤的質地，深受人們喜愛，市場交易繁榮.與其他彩色寶石一樣，南紅瑪瑙的品質評價是其價值評估的基礎[2].目前南紅瑪瑙的品質評價主觀性較強，主要由經驗豐富的人員從顏色、質量及工藝三方面進行考量，而顏色是決定其價值的關鍵因素.

　　目前，國際上對彩色寶石顏色的描述和分級主要采用的是Gem-Set和Gem-Dialogue顏色系統[3].自1999年以來，寶石研究人員開始以色度學為理論，進行彩色寶石的顏色研究:田莉等[4]將紅寶石顏色在均勻顏色空間中進行了定量劃分，綜合顏色三要素將紅寶石顏色分為I至VIII八個等級.乜東晶等[5]對綠色翡翠的色調進行了劃分.范文莉等[6]將20顆四川涼山“九口料”南紅瑪瑙的紅色進行分級，雖缺乏普遍性意義，但是證實了用CIEDE2000色差公式對寶石顏色分級的可行性.

　　本文采用USB2000+微型光纖光譜儀，對55塊南紅瑪瑙的顏色參數進行采集，分析相關參數，旨在量化南紅瑪瑙的顏色，為南紅瑪瑙的顏色評價提供客觀依據.

　　1實驗原理及方法

　　1.1實驗原理

　　色度學是以格拉斯曼定律為基礎，在國際照明委員會CIE制定的標準下，采用視覺顏色匹配實驗建立起來的學科，主要研究顏色度量及評價[7].

　　1.2實驗方法

　　1.2.1實驗樣品

　　涼山南紅瑪瑙35塊，保山南紅瑪瑙20塊.由于部分瑪瑙樣品具有條帶狀構造，在采集樣品參數時選取顏色較為均勻的區域，并進行3～5次測量取平均值.

　　1.2.2實驗條件

　　實驗采用美國OceanOptics公司生產的USB2000+微型光纖光譜儀，積分時間2482μs，平均次數100，平滑寬度3nm，波段380～1100nm，間隔和波長修正為0，觸發闕值1000，暗室，室溫18℃，采用光導纖維收集樣品表面的漫反射信號，再將數據讀入寶石顏色自動化系統計算程序，量化實驗樣品的顏色參數.

　　1.2.3實驗數據表示

　　本文采用CIE1931色品圖(色度圖)直接表征南紅瑪瑙樣品的色調及彩度，結合主波長與色純度的具體參數，對南紅瑪瑙的顏色進行客觀表示.同時采用國標規定的CIE1976L*a*b*，均勻顏色空間中的相關參數作圖，進而對樣品顏色進行綜合表示.

　　2.1色品分析

　　彩色的色調及彩度統稱為色品，色品圖可以對某一種顏色進行定量描述，并且用客觀的物理方法代替主觀的人眼進行顏色評定.實驗測得55塊南紅瑪瑙樣品的色度學參數，計算得出它們的色坐標，在色品圖中進行坐標描繪，如圖1.該圖中橫、縱坐標分別表示紅、綠色的比例.

　　2.1.1色調

　　從實驗樣品的色品圖中可以看出，涼山、保山南紅瑪瑙的顏色均集中于橙黃色-橙紅色-紅色，與肉眼觀察一致，對應的主波長位于588nm至623nm之間.

　　顏色的主波長相當于人眼觀測到的顏色色調.色調是彩色彼此區分的特性，色度學用h*ab表示，它從正橫坐標開始，以逆時針方向偏轉，按照每份18°，將一個圓周角分為20份[12].

　　由實測數據計算可知南紅瑪瑙的色調角h*ab集中于18°到54°，綜合色品圖(圖1)分析可得表2:從18°至36°、36°至48°、48°至54°變化過程中，色調由橙紅色過渡到橙色，直至橙黃色.

　　2.1.2彩度

　　在色度學中，描述顏色心理屬性時，彩度和飽和度所代表的意義相同，故通過儀器測量所得樣品顏色參數中，用彩度C*來表征.色品圖中，位于舌形曲線上的所有單色光，其顏色具有最大彩度，即樣品的色坐標投點越接近舌形曲線軌跡，則顏色彩度越高.從圖1可知南紅瑪瑙顏色的色坐標多集中于舌形曲線中間偏軌跡邊緣部分，彩度中等.

　　國標中規定顏色的彩度可進行分度，在1～100變化范圍內，具體量化55塊南紅瑪瑙樣品的彩度并作圖2，其數值介于6.918至55.904之間，大多數樣品彩度為中等，極少數的彩度偏低.

　　3實驗結果討論

　　本文通過測試55塊南紅瑪瑙樣品，計算并分析數據，得出以下結果:

　　1)涼山、保山南紅瑪瑙的顏色均集中于橙黃色-橙紅色-紅色，對應的主波長介于588nm到623nm之間.

　　2)南紅瑪瑙的顏色色調角分布于18°到54°，隨著色調角度數上升，顏色色調由紅色向橙黃色過渡，具體色調角與顏色對應關系為:(18°，24°)紅色;(24°，30°)橙紅色;(30°，36°)淺橙紅色;(36°，42°)橙色;(42°，48°)淺橙色;(48°，54°)橙黃色.

　　3)南紅瑪瑙的彩度范圍為(6.918，55.904)，整體彩度中等，極少數的彩度偏低.

　　4)南紅瑪瑙的明度以4級中明度為主，占比60%;低明度和高明度樣品僅占9%.

　　5)南紅瑪瑙的主體顏色主要為彩度中等的橙紅色，結合肉眼觀察細分后，與市場交易中劃分的錦紅、玫瑰紅、櫻桃紅等描述基本一致.其中色調接近紅色、彩度較高的一般被認為是最佳顏色“柿子紅”.

　　6)大部分的南紅瑪瑙顏色視覺綜合表現為具有暖感和偏重感，少部分高明度、高彩度的南紅瑪瑙華美感較為強烈.