红色碧玺的色度学研究

杨 莉，祖恩东

(1. 云南国土资源职业学院 珠宝玉石学院，云南 昆明 650217； 2. 昆明理工大学 材料科学与工程学院，云南 昆明 650093)

0 前 言

优质红色碧玺目前已成为人们购买和收藏的高档宝石中的一员，在其他品质要素(净度、重量、切工)相同的情况下，颜色成为评价碧玺价值的重要因素[1-4]。因此，红色碧玺颜色评定成为珠宝学者研究的重要课题，评定大多采用定性或半定量的方法，国际上目前也无统一标准，如品质最好的红色碧玺在商业上被称为特级鸽血红[5-7]。目前采用的评定方法过度强调了色知觉而忽略了宝石的客观色，由于人眼对颜色的敏感度不同，观测颜色时会带有很大的主观性，因此，不管是从宝石交易的角度看还是从理论研究看，这样的评价方式都是不够完善的。

色度学是研究颜色度量和评价的学科，以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科领域为基础，研究人的颜色视觉规律、颜色测量的理论与技术，为客观、定量地描述颜色提供科学依据和统一标准[8]。随着色度学日趋发展，形成了一套颜色测量的基本原理和色度参数的计算方法，把样品颜色的三刺激值(色度坐标、彩度和明度)等参数指标量化，形成色度图和颜色空间，对其进行准确地定量与定性描述[9-14]。根据色度学的CIE1976均匀色理论作为本文的研究基本依据，进行颜色度量和评价的定量方法，同时在对红色碧玺的当中的颜色来进行分析，这时候就能够得到颜色与碧玺之间的基本关系。本文旨在探索出一套完善的颜色评价体系，客观准确地评价红色碧玺。

1 样品与实验方法

实验选择17颗不同色调的红色碧玺标本，肉眼观察样品色调为浅粉红色至深紫红色。

实验采用美国OceanOptics公司的USB2000光纤光谱仪进行测试。测量的波长范围为380～1 000 nm，常温测试，照明光源为为D65，视场为2，波长间隔为0.12 nm，采集积分时间为1 600 s。

2 实验结果与分析

17颗红色碧玺样品的色度学参数见表1。

根据表1中各样品的色度坐标x、y、z在CIE1931色品图上进行投点，并用作图法得出各点的主波长或补色波长(图1)。

观察表1和图1可知，17个样品的补色波长都十分地接近，说明颜色相差不大，除11、14和17号样品有主波长以外，其余样品均投点在紫区内，故可用补色波长表示红色碧玺的颜色。补色波长都在490～530 nm之间，即补色波长在绿色的波长范围内，由颜色互补定律可知样品的反射光色调为不同比例的红色和蓝色的混合色。

表1 红色碧玺样品的色度学参数

图1 CIE1931色品图

颜色色调是通过色调角hab*表示，它是指从正横坐标开始，以逆时针的方向偏转的角度。同时将一个周角分为20份，每一份18，即分为20种基本颜色。从表1可以得出下面结论。当色调角在[0(°)，18(°)]的范围内，对应的是红色调；当色调角在[342(°)，360(°)]对应为粉紫红色；当色调角在[324(°)，342(°)]内，对应为红紫色；当色调角在[73(°)，90(°)]时，对应为褐红色。

样品的主波长反映的色调与人眼实际观察的视觉效果一致，但由于测量碧玺样品或多或少带一些紫色调，因此在色度图上的投影点大都落在不具有主波长的三角形区域内，故用补色波长来表示，而在特定的标准照明体下,颜色的补色波长是被致色元素吸收的主要波长的综合体现,它比主波长值更能直接反映“减法”原色的色相特征，再根据颜色的互补原理，便可得到样品的反射光色调。可见，由主波长或者补色波长值能确定红色碧玺颜色的主色调。

3 结 论

通过对17个样品的色度学分析研究，可知红色碧玺样品普遍仅具有补色波长，且补色波长的波长范围通常在490～530 nm的波长波长范围内，且得出了以下的结论：

1)当色调角hab*在[0(°)，18(°)]，补色波长c为490～496 nm时，色调为红色；当色调角hab*在[342(°)，360(°)]，补色波长c为497～509 nm时，色调为粉紫红色；当色调角hab*在[324(°)，342(°)]，补色波长c为509～542 nm时，色调为紫红色。

2)随着补色波长的逐渐增大，相应的色调角却逐渐减小，即补色波长与色调角呈负相关。

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