色彩学与齿科色彩学[郭天文]

一、色彩学基础
    (一)感知色彩的条件
    人们几乎到处可以看到五颜六色的物体,可以说人类正是生活在一个五彩绽纷的空间里。但是人们要能感知到这些颜色必须具备三个条件,即可见光、物体和人的视觉系统(眼、视神经、脑),三者缺一不可。
    (二)色彩的本质
    色彩的本质是电磁波。电磁波由于波长的不同可分为通讯波、红外线、可见光、紫外线、X线、r线和宇宙线等。其中波长为380?780nm的电磁波为可见光。可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。红色光波最长,640?780nm;紫色光波最短,380?430nm。
    (三)色彩的三要素
    色彩的三要素是色相、明度和彩度。认识了色彩的三要素才能理解为什么上述的7种基本颜色可以形成千变万化,丰富多彩的各种颜色。
    1、色相(色调)Hue
    色相是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的总称。
    2、明度(亮度)Value(lightness)
    明度是各种色彩由明到暗的变化程度,决定于物体表面对光的反射率。在无彩色中,最亮的是白色,最暗的是黑色。黑色中加入不同量的白色,便可形成暗灰、中灰、浅灰等不同的灰色。各种彩色也有不同的明暗度,如绿色加白色或加黑色可成为浅绿、中绿、深绿。越接近高明度区的色彩越亮,如柠檬黄、浅黄、中黄;越接近低明度区的色彩越暗,如墨绿、深蓝、深绿等。
    3、彩度(纯度、饱和度)chroma
    彩度是指色彩的鲜艳程度,各种颜色的纯色,其纯度最高。在彩色中,同一色相明度的颜色,可有纯度的差异,在无彩色中没有纯度的区别。
    (四)光源Light source
    发出照明光的物体称为光源。光源有二大类:太阳光和灯光。
    太阳光的稳定性差,常受地域、季节、气候、时间、场所、方向等因素的影响。因此采用太阳光作为光源,应选择上午10时至午后14时,北面窗户射入室内的太阳光相对比较稳定。此时光的色温约为5000?6000K,“K”是表示色温的单位。
    灯光有白炽灯、日光灯等多种多样。其中标准光是特制的一种光源,色温为6500K简称D65。标准光是由国际照明委员会规定的,稳定性好,不受季节、时间、气候等因素的影响,是进行色彩学研究的必备装置。
    (五)影响测色、比色的因素人们在观察、测定、比较颜色时有时会出现误差,下面是造成误差的可能原因:
    1、光源的种类
    同一种颜色的物体在日光下和在灯光下呈现出不同的颜色,在白炽灯和在荧光灯下也有不小的差异。
    2、光源的颜色
    同一物体在红光照射下显示偏红的颜色,在蓝光照射下呈现偏蓝的颜色。
    3、物体的背景
    在不同颜色背景下,同一物体也会呈现出不同的颜色。
    4、照射光的角度
    照射光到达物体表面的角度也会影响颜色的效果。
    5、观察物体的距离、角度
    观察物体的颜色时,人眼至物体表面的距离和角度也都是影响颜色的因素。
    6、观察者对颜色的感受性
    人们对色彩的感受性差异较大,经过训练和未经过训练的都不一样。
    (六)测色、比色的条件
    为减少测色、比色的误差应注意如下三个条件。
    1、统一的光源
    有条件者最好使用标准光源(D65)。没有标准光源时使用太阳光,要求在白天10?14时,室内北窗旁。
    2、照明光的角度
    照明光的角度应选45°角
    3、观察者的角度和距离
    人眼至物体距离为25?30mm,角度为90°。

二、表色系统
    人们最早传递有关色彩的信息只使用了色相,后来才知道相同的色相还有明度和彩度的区别,为了准确地表达色彩的色相、明度和彩度就必须将对色彩的定性认识上升到定量认识的水平上,于是出现了表色系统等。常用的表色系统有L*、a*、b*表色系统、Munsell表色系统、XYZ表色系统等。
    (一)L*、a*、b*表色系统
    这是物体颜色表达领域中最常用的表色法,1976年被国际照明委员会(CIE)认定。
    Lab表色系统用一个假想的球形三维立体结构不描述色彩的三个基本参数。
    1、色相的变化表现在球形横截面上,a表示红色方向,-a表示绿色方向,b是黄色方向,-b是蓝色方向。
    2、彩度变化表现在色相方向上距离纵轴的远近,数值越大,越向周边,彩度越大,颜色越鲜明;数值越小,越靠近纵轴,彩度越小,颜色越模糊。
    3、明度则表现在纵轴上,越向上明度越高,越向下明度越低。
    根据物体颜色的三个基本参数,可在彩色球形结构中精确定位,从而能够准确地描述、表达。
    (二)Munsell表色系统
    这个表色系统于1905年由美国人Munsell发明,其特点是使用色相环和色票表现物体的色相、彩度、明度三要素。
    Munsell色相环上的各种颜色分别编为5Y(黄色)、5YR(黄红色)、5R(红色、5RP(粉红色)……等记号。 Munsell色票的纵轴表示明度,横轴表示彩度。
    (三)XYZ表色系
    该表色系统1931年提出,是以三原色(R=XA,G=绿,B=蓝)混色原理为基础发展而来的。Y表示光的反射率,即明度。XY表示色度(色相和彩度)。横轴方向为X,纵轴方向是Y。整图形状似一个圆的1/6。图的中心彩色,彩度低,越往周边彩度越高。
   上述三种表色系统各具特点,其共性是都可以量化物体颜色的色相、彩度和明度,为全面、准确地反映、传递色彩信息打下了基础。此外还有Lch表色系统。

三、齿科色彩学的进展
    (一)Vita比色板的改进
    Vita色板是国际是通用的牙科材料和牙齿比色标准,临床医师以此为依据为制作烤瓷冠时作比色,但许多医师反映,以此比色制作的烤瓷冠与口内邻牙颜色常出现不一致的现象。除医师比色能力差别之外,还与比色板本身的缺陷有关。
    1、Vita比色板的不足

Vita比色板 烤瓷冠
用高熔瓷制作 用低熔瓷制作
瓷层厚2.45?4.93mm 瓷层厚0.8?1.2mm
无金属背 有金属基底冠
入射光几乎全被吸收 入射光在遮色层几乎全被扩散或反射
舌侧有入射光 舌侧无入射光
只有16种颜色 需要模拟的人牙颜色应有800余种

  
    2、新型Vitapan比色板(Vitapan 3D MASTER 5HADE SYSTEM)
    1998年Vita公司推出了新型Vitapan比色板。共有26个牙板,分5组,各组分别有2、7、7、7、3个牙板。1?5组由左向右为明度顺序,1组明度最高,5组最低。中间一行的3个牙板表现彩度顺序,最上面一个为1号,彩度最低,最下面一个为3号,彩度最高,中间者为2号,彩度适中。 2、3、4组各有3行,为色相差别,左侧一行为偏黄色,右侧一行为偏红色。用Vitapan比色板比色时,先按1?3排中选出彩度牙板,最后选出色相,将比色结果填入特制的表中,作为医师、技师问传递牙齿颜色信息的依据,用Vitapan比色板提高了比色的精确度。
    (二)Vintage Halo比色板
    Vintage Halo基础比色板是松风公司新开发的一种比色板,在原基础上增加了三种新色阶一根面色:RootA、RootB、RootC,共19种颜色。
    传统Vita比色板中缺少偏红的色阶,松风公司又开发了一种Vintage Halo Red Shift偏红比色板,共10种,扩大了适用范围。
    (三)牙龈色板Gumy
    临床比色时,自然牙周环境的颜色对比色有明显的影响,特别是牙龈距离牙齿最近,牙龈颜色与牙齿颜色反差较大,面上下牙列间的口腔是较暗的背影,这样影响比色的准确性。松风公司推出的牙龈色板,与比色板配合可以减少牙龈、口腔背景对比色的影响。牙龈色板有浅、中、深三种色度。
    电脑比色仪Shade Eye
    色彩表色系统的发展、比色板的改进都为提高比色效果创造了重要条件,但每个医师、技师对色彩的感受不同,也影响了色彩的正确测定和信息的准确传递,仍会造成误差。电脑比色仪较好的解决了这一问题。电脑比色仪由工作头、微电脑、打印机构成。工作头内配有小型标准光源。比色时医师手持工作头体部,让探闲接触被测牙的唇面靠近牙龈2mm处,接动开关3?5次,1秒钟后年可打印出处方来,内容包合被测牙的色相、彩度、明度,以及应选用的遮色瓷、体瓷、釉瓷的型号。应用电脑比色仪排除了人为因素对比色效果的影响。


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