缅甸金珀、棕珀和血珀颜色表征的研究

张万才，白莹

滇西应用技术大学珠宝学院，腾冲 679100

前言

缅甸琥珀是亚洲琥珀的最重要来源，大约形成于6000 万年至1.35 亿年前[1]。它产自于缅甸北部克钦邦胡康河谷。早在我国《汉纪》（公元205～265 年）中就有对缅甸琥珀的记载。世界上最著名的白垩纪琥珀之一当属缅甸琥珀，缅甸琥珀蕴藏着目前已知最丰富的白垩纪生物群。

琥珀是中生代白垩纪至新生代第三纪松柏科植物的树脂，经地质作用而形成的有机混合物[2]。随着缅甸琥珀市场的接受度逐步提高，越来越多的缅甸琥珀产品出现在市场上。但由于缅甸琥珀颜色的差异，导致其价格也相去甚远[3]。市场上对缅甸不同品种琥珀的分类，仅仅只是依据缅甸琥珀的颜色。目前琥珀行业内，没有一套完整的基于色度学[4]的琥珀分类体系。本论文基于色度学原理，得出缅甸金珀、棕珀和血珀的RGB 参数，希望通过RGB 值的对比，能够找到缅甸琥珀在颜色参数上的规律，为缅甸琥珀今后在色度学基础上进行科学分类提供依据。

本文基于缅甸琥珀地标，色度学基本原理，利用PS 软件中的取色器工具和光纤光谱仪测量出的色品图，获得颜色三刺激值RGB 的参数值，将参数值代入PS 取色器中获取颜色卡，将颜色卡与样品自身颜色做对比，并且对两种实验方法测出的RGB 值进行定量分析。

1 样品基本情况及实验方法

1.1 样品基本情况

缅甸根珀和蜜蜡在颜色形状等方面与缅甸金珀、棕珀、血珀和茶珀之间存在较大差异，很容易区分，故对其进行颜色表征研究没有意义。茶珀是缅甸琥珀中颜色广度最大的一类琥珀，包含红茶、绿茶、黄茶、血茶以及柳青等等[6]，因此不适合作为本文的实验样品。本文选取缅甸金珀、棕珀和血珀作为实验样品，对其颜色表征进行研究，这将会为这三类琥珀与缅甸茶珀之间的区分提供重要参考依据。为了使各品种琥珀颜色表征实验更严谨，选取金珀、棕珀和血珀三组琥珀，每组三颗实验样品（样品颜色深度：浅―中―深）[8]。将三组样品按照颜色由浅到深依次编号为：JP1、JP2、JP3；ZP1、ZP2、ZP3；XP1、XP2、XP3（如图1）。

图1 缅甸金珀、棕珀和血珀样品图Fig.1 Photos of Myanmar gold amber, brown amber and blood amber sample

对九颗实验样品，做常规宝石学测试，测试结果如表1，测试结果表明，九颗实验样品为天然琥珀。

表1 各组实验样品常规宝石学特征测试结果（测试人：张万才）Table.1 Test results of gemological characteristics of experimental samples in each group

1.2 实验方法

1.2.1 PS取色法

利用PS 软件中的取色器工具，直接对样品图进行取样,获取颜色三刺激值RGB。具体操作步骤：在灯箱同一光源，同一位置，固定机位分别拍摄，获得三组实验样品的样品图，利用PS软件中的取色器工具，在每个样品图上选取四个取样点，此时我们将会获得四组RGB 参数值，求出四组RGB 参数值的平均值（设金珀的平均值为JPAVG1、JPAVG2、JPAVG3。棕珀的平均值为ZPAVG1、ZPAVG2、ZPAVG3。血珀的平均值为XPAVG1、XPAVG2、XPAVG3）。作为样品的RGB 值。

1.2.2 色品坐标转换法

用光纤光谱仪，获取样品的色品图，并将色品坐标转换成颜色三刺激值RGB。具体操作步骤：在光纤光谱仪下，采用透射法，获取样品的色品图，此时，我们通过色品图可以直接获得样品的色品坐标。因为颜色模型之间是可以相互转换的，因此我们能够通过转换矩阵将XYZ 模型下的数值，转换成RGB颜色模型[11]下的RGB 值。

转换矩阵：CIE 1931xy 色彩空间色度图是色彩空间CIE XYZ 在平面x+y+z=1 上的投影，因为计算顺序是:CIE RGB →CIE XYZ →CIE 1931xy。所以根据CIE 1931xy 计算X、Y、Z 的成分占比为A、B、1-A-B，X、Y、Z 数值分别为A*255、B*255、(1-AB)*255。（注意RGB 三个通道的值域可以是[0,1]、[0,255]、[0,65535]，此处认为值域为[0,255]）。得到 CIE XYZ 的值后，根据反变换矩阵[12]（1.1）求出RGB 的值：

2 缅甸金珀、棕珀和血珀的颜色表征实验

2.1 PS取色法

2.1.1 金珀组

在PS 软件中，用取色器工具对金珀组三个样品JP1、JP2、JP3 分别取四个样点（如图2）：

图2 金珀样品组PS取样图Fig.2 Gold amber sample group PS sampling chart

对JP1、JP2、JP3 四个样点的三刺激值RGB 进行记录并求取平均值（如表2）：

表2 PS取色法下金珀样品组的平均三刺激值Table.2 The average tristimulus value of gold amber sample group under PS color method

将JP1、JP2、JP3 的局部制作成色卡，分别命名为JPP1、JPP2、JPP3。把上表求出的三刺激值RGB的平均值代入取色器，此时我们能得到对应的颜色，将对应的颜色制成色卡，并分别命名为JPAVG1、JPAVG2、JPAVG3（如图3）。通过对比发现，两组色卡颜色极其相近。

图3 PS取色法下金珀组色卡对比图Fig.3 Comparison chart of gold amber group color card under PS color picking method

2.1.2 棕珀组

在PS 软件中，用取色器工具对棕珀组三个样品ZP1、ZP2、ZP3 分别取四个样点，如图4：

图4 棕珀样品组PS取样图Fig.4 PS sampling map of brown amber sample group

对ZP1、ZP2、ZP3 四个样点的三刺激值RGB值进行记录并求取平均值，如表3：

表3 PS取色法下棕珀样品组的平均三刺激值Table.3 The average tristimulus value of the brown amber sample group under the PS color method

将ZP1、ZP2、ZP3 的局部制作成色卡，分别命名为ZPP1、ZPP2、ZPP3。把上表求出的三刺激值RGB 的平均值代入取色器，此时我们能得到对应的颜色，将对应的颜色制成色卡，并分别命名为ZPAVG1、ZPAVG2、ZPAVG3（如图5）。对比发现，两组色卡颜色极其相近。

图5 PS取色法下棕珀组色卡对比图Fig.5 Comparison chart of brown amber group color card under PS color picking method

2.1.3 血珀组

在PS 软件中，用取色器工具对血珀组三个样品XP1、XP2、XP3 分别取四个样点，如图6：

图6 血珀样品组PS取样图Fig.6 PS sampling diagram of blood amber sample group

对XP1、XP2、XP3 四个样点的三刺激值RGB值进行记录并求取平均值，如表4：

表4 PS取色法下血珀样品组的平均三刺激值Table.4 The average tristimulus value of blood amber sample group under PS color method

将XP1、XP2、XP3 的局部制作成色卡，分别命名为XPP1、XPP2、XPP3。把上表求出的三刺激值RGB 的平均值代入取色器，此时我们能得到对应的颜色，将对应的颜色制成色卡，并分别命名为XPAVG1、XPAVG2、XPAVG3（如图7）。对比发现，两组色卡颜色极其相近。

图7 PS取色法下血珀组色卡对比图Fig.7 Comparison chart of blood amber group color card under PS color picking method

2.2 色品坐标转换法

2.2.1 金珀组

如图8 所示为金珀样品组在光纤光谱仪下测得的色品图，由图可知JP1、JP2、JP3 的色品坐标分别为(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)。将坐标乘以值域255，并代入反变换矩阵(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。

图8 金珀组色品图Fig.8 Gold amber group chromaticity diagram

把三个样品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此时我们能得到对应的颜色，将对应的颜色制成色卡，并分别命名为JPSP1、JPSP2、JPSP3。此 时 将JPP1、JPP2、JPP3 与JPSP1、JPSP2、JPSP3 做对比（如图9）。通过对比发现，两组色卡颜色匹配结果不佳。

图9 色品坐标转换法下金珀组色卡对比图Fig.9 Comparison chart of gold amber group color card under chromaticity coordinate transformation method

2.2.2 棕珀组

如图10 所示为棕珀样品组在光纤光谱仪下测得的色品图，由图可知ZP1、ZP2、ZP3 的色品坐标分别为（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）。将坐标乘以值域255，并代入反变换 矩 阵（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。

图10 棕珀组色品图Fig.10 Brown amber chromaticity diagram

把三个样品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此时我们能得到对应的颜色，将对应的颜色制成色卡，并分别命名为ZPSP1、ZPSP2、ZPSP3。此时将ZPP1、ZPP2、ZPP3 与ZPSP1、ZPSP2、ZPSP3 做对比（如图11）。通过对比发现，两组色卡颜色匹配结果不佳。

图11 色品坐标转换法下棕珀组色卡对比图Fig.11 The comparison chart of the brown amber group color card under the chromaticity coordinate conversion method

2.2.3 血珀组

如图12 所示为血珀样品组在光纤光谱仪下测得的色品图，由图可知XP1、XP2、XP3 的色品坐标 分 别 为（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）。将坐标乘以值域255，并代入反变换矩阵（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。

图12 血珀组色品图Fig.12 Chromaticity diagram of blood amber group

把三个样品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此时我们能得到对应的颜色，将对应的颜色制成色卡，并分别命名为XPSP1、XPSP2、XPSP3。此时将XPP1、XPP2、XPP3 与XPSP1、XPSP2、XPSP3 做对比（如图13）。通过对比发现，两组色卡颜色匹配结果不佳。

图13 色品坐标转换法下血珀组色卡对比图Fig.13 Color card comparison chart of blood amber group under chromaticity coordinate transformation method

3 颜色表征实验结果分析

3.1 PS取色法下三种琥珀参数对比

如表5 所示，在PS 取色法下，金珀组三个实验样品的三刺激值RGB 的值域为：RJP=[142,154];GJP=[137,164]; BJP=[50,62]。 棕 珀 组 三 个 实 验 样品的三刺激值RGB 的值域为：RZP=[49,139];GZP=[63,118]; BZP=[29,76]。 血 珀 组 三 个 实 验 样品的三刺激值RGB 的值域为：RXP=[63,168];GXP=[46,132]; BXP=[33,62]。（由于实验样品有限，本文两种方法所测金珀、棕珀和血珀颜色三刺激值值域仅为大致范围）。

表5 PS取色法下三组实验样品RGB值Table.5 RGB values of three groups of experimental samples under PS color method

如图14 所示，在样品颜色由浅到深的过程中，金珀组刺激值R 和G 在逐渐减小，刺激值B 呈现起伏波动。棕珀组刺激值R 和G 在逐渐减小，刺激值B 在逐渐增大。血珀组刺激值R 和G 在逐渐减小，刺激值B 在逐渐增大。

图14 PS取色法下三组实验样品RGB值柱状图Fig.14 Histogram of RGB values of three groups of experimental samples under PS color picking method

对金珀组实验数据求平均值（取整并命名为AJP）， 得RAJP=149；GAJP=152；BAJP=56。 对 棕 珀组实验数据求平均值（取整并命名为AZP），得RAZP=103；GAZP=88；BAZP=48。对血珀组实验数据求平均值（取整并命名为AXP），得RAXP=119；GAXP=76；BAXP=46。将三组平均值，绘制成表。如图15 所 示，有GAJP＞RAJP＞BAJP，即 在 金 珀 颜 色三刺激值中，绿色占比略高于红色，红色占比高于蓝色。RAZP＞GAZP＞BAZP，即在棕珀颜色三刺激值中，红色占比高于绿色，绿色占比高于蓝色。RAXP＞GAXP＞BAXP，即在血珀颜色三刺激值中，红色占比高于绿色，绿色占比高于蓝色。

图15 PS取色法下三组实验样品平均RGB值柱状图Fig.15 The histogram of the average RGB value of the three groups of experimental samples under the PS color method

对三组实验数据进行对比，可以发现，RAJP＞RAXP＞RAZP；GAJP＞GAZP＞GAXP；BAJP＞BAZP＞BAXP。也就是说，在金珀、棕珀和血珀颜色三刺激值中，红色（R）占比，金珀高于血珀高于棕珀。绿色（G）占比金珀高于棕珀高于血珀。蓝色（B）占比金珀高于棕珀高于血珀。

3.2 色品坐标转换法下三种琥珀参数对比

如表6 所示，在色品坐标转换法下，金珀组三个实验样品的三刺激值RGB 的值域为：RJP=[156,158];GJP=[84,90]; BJP=[9,13]。棕珀组三个实验样品的三刺激值RGB 的值域为：RZP=[139,172]; GZP=[57,107];BZP=[4,48]。血珀组三个实验样品的三刺激值RGB 的值域为：RXP=[184,199]; GXP=[42,60]; BXP=[6,29]。

表6 色品坐标转换法下三组实验样品RGB值Table.6 RGB values of three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

如图16 所示，在样品颜色由浅到深的过程中，金珀组三刺激值RGB 基本保持不变。棕珀组刺激值G 在逐渐减小，刺激值R 和B 有波动，但呈增长趋势。血珀组刺激值R 基本保持不变，G 在逐渐减小，刺激值B 在逐渐增大。

图16 色品坐标转换法下三组实验样品RGB值柱状图Fig.16 Histogram of the RGB values of three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

对金珀组实验数据求平均值（取整并命名为BJP）， 得RBJP=157；GBJP=86；BBJP=11。 对 棕 珀组实验数据求平均值（取整并命名为BZP），得RBZP=153；GBZP=81；BBZP=20。对血珀组实验数据求平均值（取整并命名为BXP），得RBXP=190；GBXP=49；BBXP=16。将三组平均值，绘制成表。如 图17 所 示，有RBJP＞GBJP＞BBJP，即 在 金 珀 颜色三刺激值中，红色占比高于绿色，绿色占比高于蓝色。RBZP＞GBZP＞BBZP，即在棕珀颜色三刺激值中，红色占比高于绿色，绿色占比高于蓝色。RBXP＞GBXP＞BBXP，即在血珀颜色三刺激值中，红色占比高于绿色，绿色占比高于蓝色。

图17 色品坐标转换法下三组实验样品平均RGB值柱状图Fig.17 The histogram of the average RGB values of the three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

对三组实验数据进行对比， 可以发现，RBXP＞RBJP＞RBZP；GBJP＞GBZP＞GBXP；BBZP＞BBXP＞BBJP。也就是说，在金珀、棕珀和血珀颜色三刺激值中，红色（R）占比，血珀高于金珀高于棕珀。绿色（G）占比金珀高于棕珀高于血珀。蓝色（B）占比棕珀高于血珀高于金珀。

4 结论

基于色度学基本原理和缅甸琥珀地标。选用PS取色法和色品坐标转换法对缅甸金珀、棕珀和血珀进行颜色表征研究。以下为本文的主要结论：

（1）从与色卡匹配度的角度考虑，PS 取色法所表征的颜色要优于色品坐标转化法的，即PS 取色法比色品坐标转换法更适合用于缅甸金珀、棕珀和血珀颜色表征研究。

（2）PS 取色法下测得缅甸金珀、棕珀和血珀三刺激值大致值域为：RJP=[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]。

色品坐标转换法下测的缅甸金珀、棕珀和血珀三刺激值大致值域为：RJP=[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，缅甸金珀、棕珀和血珀颜色三刺激值间的大小关系为：RAJP＞RAXP＞RAZP；GAJP＞GAZP＞GAXP；BAJP＞BAZP＞BAXP。

色品坐标转换法下，缅甸金珀、棕珀和血珀颜色三刺激值间的大小关系为：RBXP＞RBJP＞RBZP；GBJP＞GBZP＞GBXP；BBZP＞BBXP＞BBJP。

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