基于色差分析的中国淡彩绘画保护性照明光源

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ

发　光　学　报

Ｖｏｌ􀆰３９

Ｍａｙꎬ２０１８

Ｎｏ􀆰５

文章编号:１０００￣７０３２(２０１８)０５￣０７２３￣０７

基于色差分析的中国淡彩绘画保护性照明光源

(１.天津大学建筑学院ꎬ天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室ꎬ天津　３０００７２ꎻ

２.重庆大学建筑城规学院ꎬ重庆　４０００４４)

党　睿１ꎬ刘　杰１ꎬ刘　刚１ꎬ张海滨２∗

摘要:为得到博物馆照明光源对中国传统淡彩绘画的色彩影响规律ꎬ并确定不同类型中国传统淡彩绘画的

最低损害光源ꎬ以３种博物馆典型照明光源作为实验光源ꎬ分组照射中国传统淡彩绘画模型试件ꎬ对模型试件的ＣＩＥＬＡＢ色度数据进行周期性测量ꎮ基于实验数据计算不同周期色差变化值ꎬ并绘制色差随曝光量的周期性衰变曲线ꎮ进而对色差值变化数据进行回归分析ꎬ拟合得到不同光源对４种淡彩绘画颜料的相对影响函数公式ꎬ提出不同光源对各类型淡彩绘画的相对影响系数ꎮ结果表明:３种照明光源对工笔淡彩绘画的影响１.７１∶１.６５ꎻ对水墨淡彩绘画的影响系数为Ｋ金卤灯∶Ｋ卤钨灯∶ＫＷＬＥＤ＝１.１７∶０.９４∶０.９１ꎮ在淡彩绘画照明保护性照明光源选择时ꎬ应选择ＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ光源ꎮ

系数为Ｋ金卤灯∶Ｋ卤钨灯∶ＫＷＬＥＤ＝１.００∶０.９２∶０.８４ꎻ对小青绿淡彩绘画的影响系数为Ｋ金卤灯∶Ｋ卤钨灯∶ＫＷＬＥＤ＝２.０５∶

关　键　词:中国传统绘画ꎻＷＬＥＤꎻ色彩衰变ꎻ光照保护

中图分类号:Ｏ４３２　　　文献标识码:Ａ　　　ＤＯＩ:１０.３７８８/ｆｇｘｂ２０１８３９０５.０７２３

ＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅｆｏｒＣｈｉｎｅｓｅＬｉｇｈｔＣｏｌｏｒＰａｉｎｔｉｎｇ

ＢａｓｅｄｏｎＣｏｌｏｒＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ

ＤＡＮＧＲｕｉ１ꎬＬＩＵＪｉｅ１ꎬＬＩＵＧａｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧＨａｉ￣ｂｉｎ２∗

ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＴｉａｎｊｉｎ３０００７２ꎬＣｈｉｎａꎻ

∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｊａｓｏｎ０３７４＠１６３.ｃｏｍ

(１.ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ

２.ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４ꎬＣｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｒｕｌｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓｏｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐａｉｎｔｉｎｇｓａｎｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｄａｍａｇｅｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐａｉｎｔｉｎｇｓꎬｗｅｕｔｉｌｉｚｅｄａｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ(ＷＬＥＤ)ａｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅꎬａｍｅｔａｌｈａｌｉｄｅｌａｍｐ(ＭＨＬ)ꎬａｎｄａｔｕｎｇｓｔｅｎｈａｌｏｇｅｎｌａｍｐ(ＴＨＬ)ａｓｃｏｎｔｒａｓｔｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓｔｏｉｌｌｕｍｉｎａｔｅＣｈｉｎｅｓｅｐａｉｎｔｉｎｇｓꎬｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｍｅａｓｕｒｉｎｇＣＩＥＬＡＢｃｏｌｏｒｄａｔａ.Ｆｉｒｓｔꎬｗｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄａｔａａｎｄｐｌｏｔ￣ｔｅｄｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｇａｉｎｓｔｅｘｐｏｓｕｒｅ.Ｔｈｅｎꎬｗｅｐｌｏｔｔｅｄｆｉｔｔｉｎｇｃｕｒｖｅｓｏｆｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｇａｉｎｓｔｅｘ￣ｆｉｎｅｂｒｕｓｈｗｏｒｋｌｉｇｈｔｃｏｌｏｒｐａｉｎｔｉｎｇｓꎬｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｆｆｅｃｔｉｓＫＭＨＬ∶ＫＴＨＬ∶ＫＷＬＥＤ＝１.００∶０.９２∶ｐｏｓｕｒｅｆｏｒｆｏｕｒｐｉｇｍｅｎｔｓꎬａｎｄｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓｏｎ０.８４ꎻｆｏｒｓｍａｌｌｇｒｅｅｎｌｉｇｈｔｃｏｌｏｒｐａｉｎｔｉｎｇｓꎬｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｆｆｅｃｔｉｓＫＭＨＬ∶ＫＴＨＬ∶ＫＷＬＥＤ＝２.０５∶１.７１∶１.６５ꎻｆｏｒｉｎｋｌｉｇｈｔｃｏｌｏｒｐａｉｎｔｉｎｇｓꎬｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｆｆｅｃｔｉｓＫＭＨＬ∶ＫＴＨＬ∶ＫＷＬＥＤ＝１.１７∶０.９４∶０.９１.ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｂｏｖｅｒｅｓｕｌｔｓꎬｆｏｒｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｉｇｈｔｃｏｌｏｒｐａｉｎｔｉｎｇｓꎬ

　　收稿日期:２０１７￣０９￣１４ꎻ修订日期:２０１７￣１２￣０５

　　基金项目:“十三五”国家重点研发计划课题(２０１６ＹＦＢ０６０１７０２)ꎻ天津市自然科学基金(１７ＪＣＹＢＪＣ２２４００)资助项目

ＳｕｐｐｏｒｔｂｙＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍ(２０１６ＹＦＢ０６０１７０２)ꎻＴｉａｎｊｉｎＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｕｎｄ(１７ＪＣＹＢＪＣ２２４００)

ｆｏｕｒｏｒｇａｎｉｃｐｉｇｍｅｎｔｓｖｉａａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ.Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓꎬｆｏｒ

　７２４发　　光　　学　　报第３９卷

ｔｈｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｄａｍａｇｅｆｒｏｍＲＹＧＢ￣ｔｙｐｅＷＬＥＤｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｍｅｔａｌｈａｌｉｄｅｌａｍｐａｎｄｔｕｎｇｓｔｅｎｈａｌｏｇｅｎｌａｍｐ.ＴｈｅＲＹＧＢ￣ｔｙｐｅＷＬＥＤｉｓｔｈｅｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｌｅａｓｔｄａｍａｇｅｔｏｔｈｅｐａｉｎｔｉｎｇｃｏｌｏｒｓ.

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＣｈｉｎｅｓｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐａｉｎｔｉｎｇꎻＷＬＥＤꎻｃｏｌｏｒｄｅｃａｙꎻｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

１　引　　言

中国传统绘画是中华民族的艺术瑰宝ꎮ目前

４我国拥有保存绘画类展品的历史、艺术类博物馆

中传统０００余座绘画ꎬ且以年均藏品逾７０７.６％万余的建设速度增长件ꎬ有着极大存ꎮ其世量[１]和艺术价值极高ꎮ同时千百年来留存下海量绘画珍品ꎬ是世界文化遗产的重要组成ꎬ历史部分ꎮ

但由于保护方面存在的问题ꎬ我国５０.６６％的馆藏传统绘画存在不同程度的损坏量是文物受损的影响因素光照ꎬ但在博物馆环境中、温度、湿度ꎬ且均为不可逆的永久性损伤[２]ꎮ、空气质ꎬ温度、湿度、空气质量均可通过相关技术手段调节至绘画保存所需的最适宜状态ꎬ而任何光照都会对绘画产生影响ꎮ同时在世界各个国家和国际组织的相关标准中ꎬ中国传统绘画的光敏感度均为最高等级[３￣６]造成绘画受损的最重要因素ꎬ因此展陈照明光源中的光学辐射是ꎬ导致展品褪色、变色、甚至颜色消失[７]等严重破坏ꎮ

中国传统绘画可分为淡彩画和重彩画:其中淡彩画使用有机颜料作画ꎬ重彩画以使用无机颜料为主[８]光照辐射而发生物理化学反应ꎮ由于有机颜料比无机颜料更易受到ꎬ敏感性更高ꎬ因此本文主要研究中国传统淡彩绘画ꎮ

关于绘画光照保护方面的研究ꎬ国外学者开展的较多ꎬ但研究样本均为西方绘画类型ꎬ研究结论对中国传统绘画并不适用[９￣１４]国传统绘画的光照保护研究主要是定性描述照明ꎮ我国学者对中对绘画的影响ꎬ量化结论较为缺失ꎬ实际适用性不强[１５￣１７]本课题组对多座著名博物馆进行了调研ꎮ

ꎬ调

研结果显示ꎬ绘画照明所采用的主要光源类型是金卤灯ｄｉｏｄｅｓꎬＷＬＥＤ)、卤钨灯和白光ＬＥＤ(Ｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇ[１８](Ｓｐｅｃｔｒａｌ光照损伤存在差异ｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎꎬＳＰＤ)ꎮ但上述光源的光谱功率分布ꎬ因此如何根据绘画类型选择不同ꎬ对绘画的最低损伤光源进行照明尚不明确ꎻ此外ꎬ目前满足

中国传统绘画照明要求的低色温(ＴＫ)、高显色性主要成(ＲＣＣＴ≤３３００

分ａ≥９０)均为ＷＬＥＤ[３￣６]均为ＲＹＧＢ型ꎬ其光谱红、黄、绿、蓝４种单色光[１９]彩的损伤尚未得到验证ꎬ但该类光源的出现时间较短ꎬ了其在绘画照明中ꎬ其对绘画色的应用ꎮ

综上所述ꎬ通过实验方法得到博物馆典型光源对中国传统淡彩绘画的量化影响规律ꎬ提出不同光源对各类淡彩绘画的相对损伤系数ꎬ可为绘画照明的光源选择提供依据ꎬ为博物馆照明标准的修订提供参考ꎬ从而更好地保护文物原真性ꎮ

２　２.１　实模型试件

　　验

实验所用模型试件由天津大学美术研究所制作:首先ꎬ选用中国传统淡彩绘画所使用的胭脂、藤黄、花青、松墨４种典型有机颜料ꎬ通过严格配比颜料浓度进行均匀绘制ꎬ确保颜料在基材上各部分的浓度相同ꎻ其次ꎬ将绘制完成的红、黄、青、３黑组４ꎬ色样本分别切割为作为３３等份ꎬ然后重新组合成

色ꎬ见图１ꎮ

种光源的照射对象ꎬ每组包括４种颜图１　实验模型试件

Ｆｉｇ.１　Ｍｏｄｅｌｓｐｅｃｉｍｅｎｆｏｒｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

２.２　实验光源

以博物馆专用金卤灯(ＴＣＣＴ＝２７００ＫꎬＲａ＝

　第５期党　睿ꎬ等:基于色差分析的中国淡彩绘画保护性照明光源　７２５

９５ꎬ３５除其红外光谱Ｗ)、专用卤钨灯并结合使用红外滤光片滤(Ｔ及ＣＣＴ＝２７００ＫꎬＲａ＝９７ꎬ５０Ｗ)、Ｗ)ＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ(Ｔ２７００ＫꎬＲ以ＣＣＴ＝ａ＝９２ꎬ１３.３光辐射亮度计测量金卤灯作为实验光源ꎮ采用Ｐｈｏｔｏ、卤钨灯Ｒｅｓｅａｒｃｈ、ＷＬＥＤＰＲ６７０的光源分光谱分布ꎬ见图２ꎮ同时对光源参数进行周期性检测ꎬ一旦发现光源有光衰现象马上进行更换ꎬ保证实验精度ꎮ

）2-m16（a）c12m·8W·n4滋（0/300400

500

600

700

800

P）姿/nm

2-m12（b）cm·8W·n4滋（0/P300400

500

600

700

800

姿/nm

）2-12m（c）cm·8n4W·滋0（/300

400

500

600

700

800

P姿/nm

图２　金卤灯(ａ)、卤钨灯(ｂ)、ＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ(ｃ)的光谱

功率分布ꎮ

Ｆｉｇ.２　Ｓｐｅｃｔｒａｌ(ａ)ꎬｉｒｒａｄｉａｎｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌＷＬＥＤ(ｃ)ꎬｔｕｎｇｓｔｅｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.

ｈａｌｏｇｅｎｌａｍｐ(ｂ)ꎬａｎｄｈａｌｉｄｅＲＹＧＢ￣ｔｙｐｅｌａｍｐ

为保证各个周期实验测试的科学一致性ꎬ测试均选择在标准光源Ｄ６５的照射条件下进行ꎮＤ光源是国际照明委员会ｏｎｄｅＬ􀆳ＥｃｌａｉｒａｇｅꎬＣＩＥ)ＮＯ５１(ＴＣ￣１.(Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ３)文件推荐使Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ６５用的人工日光标准光源ꎬ其色温为(６５００±２００)果近似在太阳光下观测效果Ｋꎬ显色指数大于９６ꎬ可保证测试时试件的颜色效

[２０]

２.３　实验方案

ꎮ

实验在天津大学全暗光学实验室中进行ꎬ按光源种类分为３个照射组同时开展:首先ꎬ设置３台具有相同环境参数控制指标的照明实验箱ꎬ按照标准对箱内的温度、湿度、空气质量进行调节ꎬ使其满足标准要求并在实验过程中保持恒定[２１]分隔ꎬ保证各试验箱之间不产生干扰ꎻ其次ꎬ使用遮光帘对３台实验箱进行ꎻ第三ꎬ将绘画试件置于光源下方进行垂直照射ꎬ并通过

调整光源照射时距离试件的高度使每组试件表面辐照度相等ꎮ各绘画模型试件表面辐照度均为１７.５Ｗ/ｍ２ꎮ图３为实验方案示意图ꎮ

图３　实验方案示意图

Ｆｉｇ.３　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｇｒａｍ

实验共进行２０个周期ꎬ每个周期照射６ｄꎬ每天１２ｈꎮ随着总曝光量累加ꎬ色彩参数随之发生变化ꎮ以周期为单位测量试件的色彩参数:首先ꎬ在Ｄ６５标准光源下ꎬ采用ＴｏｐｃｏｎＢＭ￣５Ａ型色彩亮度计对绘画模型试件的ＣＩＥＬＡＢ色坐标(ａꎬｂ)和米制亮度值Ｌ∗进行测量ꎬ对测量的数据进行整理ꎬ并利用公式ΔＥ∗ａｂ２计算４

种颜色的色差值ꎬ绘制色差随曝光量的变化曲线＝

ΔＬ∗２＋Δａ２＋Δｂ图ꎮ然后对不同周期色差值随曝光量变化数据进行回归分析ꎬ拟合得到不同光源对４种淡彩绘画色彩的相对影响函数公式及不同光源对４种颜料的相对影响系数ꎬ研究技术路线见图４ꎮ

实验方案

金卤灯

卤钨灯RYGB型WLED

照

射

红、黄、青、黑淡彩绘画模型试件

数据分析

以周期为单位进行参数值测量

BM鄄５色彩亮度计

测试CIELAB

计算色差

拟合4种颜料色差衰变曲线及色差衰变函数

不同光源对4种颜料的相对影响系数

为基于最低损伤的不同类型淡彩绘画照明光源选择提供支持

图４　研究技术路线Ｆｉｇ.４　Ｒｅｓｅａｒｃｈｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｏｕｔｅ

３　３.１　结果与讨论

色差变化曲线

根据实验测得的ＣＩＥＬＡＢ基础数据ꎬ计算胭

　７２６发　　光　　学　　报第３９卷

脂(红色)、藤黄(黄色)、花青(青色)、松墨(黑色)４种颜色在金卤灯、卤钨灯、ＷＬＥＤ３种光源照射下ΔＥꎬ各个周期相对于初始状态的色差值∗ａｂｉꎬ计算公式如下:

Ｌ∗ｉ

－ＬΔＥ∗ａｂｉ＝

(∗０)２

＋(ａｉ－ａ０)２＋(ｂｉ－ｂ０)２ꎬ其中ꎬｉ＝１~２０ꎮ

(１)

2018胭脂（a）

1614藤黄12花青差色10松墨

820

0000062800000000000000004257062840628406284001233580368136914692567801235678011235111111122222曝光量/（Wh·m-2）

2018胭脂（b）

16藤黄14花青差12色10松墨

820

0000062000080000000000004256284700628406284008031233568136914692567801235678011235111111122222曝光量/（Wh·m-2）

2018胭脂（c）

1614藤黄12花青差10松墨

色820

00000000000628000000400006225706284084060284081123358036369169267801235678011123511111122222曝光量/（Wh·m-2）

图５　在金卤灯(ａ)、卤钨灯(ｂ)、ＷＬＥＤ(ｃ)照射下ꎬ４种

颜料色差随曝光量变化的实验结果ꎮＦｉｇ.５　

Ｐｌｏｔｐｉｇｍｅｎｔｓｏｆｃｏｌｏｒｈａｌｏｇｅｎｌａｍｐｔｏｌｉｇｈｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｂ)ꎬｏｆｍｅｔａｌａｇａｉｎｓｔａｎｄｈａｌｉｄｅＲＹＧＢ￣ｔｙｐｅｌａｍｐ(ａ)ꎬｅｘｐｏｓｕｒｅｆｏｒｆｏｕｒＷＬＥＤｔｕｎｇｓｔｅｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.　

(ｃ)ꎬ

　为纵坐标　根据计算结果ꎬ绘制各个周期色差随曝光量变化的实ꎬ以曝光量为横坐标ꎬ以色差值验结果折线图(图５)ꎮ３.２　色差变化函数

观察颜料色差变化折线图可以发现ꎬ不同光源照射下４种颜料色差随曝光量变化基本符合对数函数关系ꎬ因此对各光源影响下４种颜料色差随曝光量变化数据进行回归分析ꎬ拟合颜料色差随曝光量变化对数曲线(图６)ꎮ

20

18胭脂（a）

16藤黄1412花青差10松墨

色820

0000000062800000000000004284257060628406284008031233568136914692567801235678011235111111122222曝光量/（Wh·m-2）

2018胭脂（b）

1614藤黄12花青差10松墨

色820

0000062000080000000000004225847060628406284001233580368136914692567801235678012351111111122222曝光量/（Wh·m-2）

2018胭脂（c）

1614藤黄花青差12松墨

色10820

00000628000000000000400002570628406284060284012335803681369169267801235678011123511111122222曝光量/（Wh·m-2）

图６　在金卤灯(ａ)、卤钨灯(ｂ)、ＷＬＥＤ(ｃ)照射下ꎬ４种

Ｆｉｇ.６　颜料色差衰变函数曲线图Ｌｏｇａｒｉｔｈｍꎮ

ｆｏｒ(ａ)ꎬｆｏｕｒｐｉｇｍｅｎｔｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｏｃｏｌｏｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｇａｉｎｓｔｅｘｐｏｓｕｒｅ

ＷＬＥＤ(ｃ)ꎬｔｕｎｇｓｔｅｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.

ｈａｌｏｇｅｎｌａｍｐ(ｂ)ꎬｏｆｍｅｔａｌａｎｄｈａｌｉｄｅＲＹＧＢ￣ｔｙｐｅｌａｍｐ　第５期党　睿ꎬ等:基于色差分析的中国淡彩绘画保护性照明光源　７２７

根据色差变化函数曲线ꎬ各光源照射下４种颜料色差ΔＥ∗ａｂ随曝光量Ｈｄｍ的变化曲线符合对数函数关系ꎮ实验过程中为得到不同光源的量化影１７.５Ｗ/ｍ２ꎬ因此根据公式(２):

响ꎬ控制各书画试件表面辐照度Ｅｄｍ相同ꎬ均为

ΔＥ∗ａｂ＝ｆ(Ｈｄｍ)ꎬＨｄｍ＝Ｅｄｍｔꎬ

(２)

可拟合得到各光源照射下４种颜料色差随曝光量的函数关系式(表１)ꎮ其中ꎬ拟合优度(Ｒ２)是指回归线对观测值的拟合程度ꎬＲ２的值越接近１ꎬ说０.８ꎬ说明拟合效果较好ꎬ该函数关系式可应用于推理得到任何曝光量值下的色差变化值ꎮ明拟合程度越好ꎮ表１中函数公式的Ｒ２均大于

表１　各光源对４种颜料的色差影响函数

拟合优度(Ｒ２)

０.８８７０.８４７０.８３４０.９０９０.８８６０.９３００.９０７０.９２１０.８４２０.８８７０.８５８０.９２６

Ｔａｂ.１　Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｇａｉｎｓｔｅｘｐｏｓｕｒｅ

光源类型金卤灯

颜料胭脂藤黄花青松墨

卤钨灯

胭脂藤黄花青松墨

ＷＬＥＤ

胭脂藤黄花青松墨

函数关系

ΔＥ∗ａｂ＝５.３４６ｌｎ(ｔ＋１０２)－２４.６８４ΔＥ∗ａｂ＝４.６８４ｌｎ(ｔ＋１１０)－２１.９８０ΔＥ∗ａｂ＝５.２２６ｌｎ(ｔ＋１００)－２４.０４１ΔＥ∗ａｂ＝４.１１６ｌｎ(ｔ＋８８)－１８.３８８ΔＥ∗ａｂ＝４.５０６ｌｎ(ｔ＋１１２)－２１.２５８ΔＥ∗ａｂ＝３.９３４ｌｎ(ｔ＋１０１)－１８.１４４ΔＥ∗ａｂ＝４.８４２ｌｎ(ｔ＋９９)－２２.２１５ΔＥ∗ａｂ＝４.５８８ｌｎ(ｔ＋８５)－２０.３６４ΔＥ∗ａｂ＝４.９７３ｌｎ(ｔ＋８４)－２２.０１９ΔＥ∗ａｂ＝５.６２３ｌｎ(ｔ＋８４)－２４.８７６ΔＥ∗ａｂ＝６.２１０ｌｎ(ｔ＋９９)－２８.４８９ΔＥ∗ａｂ＝４.９９７ｌｎ(ｔ＋９３)－２２.６２０

３.３　不同光源影响系数

通过观察图６色差变化曲线可以发现ꎬ在各光源照射下ꎬ４种颜料色差呈现出先快后慢并逐渐趋缓的变化趋势ꎬ最终随曝光量的不断增加将趋于稳定ꎮ因此可以认为ꎬ当曝光量增加到无穷大时ꎬ颜料色差将趋于某一稳定值不再变化ꎮ为了确定不同光源对颜料的最终影响ꎬ当照射时间ｔ足够长时ꎬ将４种颜料在各光源照射下色差的变化函数关系式求比值ꎬ可得到各光源照射下４种颜料的相对影响系数ꎮ

现定义４种颜料在金卤灯照射下的最终色差平均值为１.００ꎬ按该系数对各光源最终照射结果

表２　不同光源对４种颜料的相对影响程度Ｔａｂ.２　Ｒｅｌａｔｉｖｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓｏｎ

ｆｏｕｒｐｉｇｍｅｎｔｓ胭脂

０.９４０.９８０.８５

进行折减ꎬ可得到各光源照射下４种颜料的相对影响系数ꎬ用来评价各光源对４种颜料色彩的相对影响程度(表２)ꎮ

４　结　　论

由于使用有机颜料绘制的中国传统淡彩绘画

主要有３种类型ꎬ不同类型所采用的颜料也有差异ꎬ因此不同类型绘画所采用的照明光源应根据表２结果进行选择:

(１)工笔淡彩的画面色彩丰富ꎬ胭脂(红色)、

藤黄(黄色)、花青(青色)、松墨(黑色)４种颜料均会使用ꎮ因此对工笔淡彩绘画照明光源进行选择时ꎬ应考虑光源对４种颜料的综合影响ꎮ３种照明光源对４种颜料的综合影响系数为Ｋ金卤灯∶笔淡彩绘画时ꎬ应选择ＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ光源ꎮＫ卤钨灯∶ＫＷＬＥＤ＝１.００∶０.９２∶０.８４ꎮ因此ꎬ在照射工

(２)小青绿淡彩的画面以使用花青颜料的青

光源

金卤灯卤钨灯ＷＬＥＤ

藤黄

１.０１０.９９０.８６

花青

０.８８０.７７０.７４

松墨

１.１７０.９４０.９１

平均值

１.０００.９２０.８４

色和松墨颜料的黑色为主ꎬ因此对小青绿淡彩绘画照明光源进行选择时ꎬ应考虑光源对这两种颜料的综合影响ꎮ３种照明光源对两种颜料的综合

　７２８发　　光　　学　　报第３９卷

影响系数为Ｋ金卤灯∶Ｋ卤钨灯∶ＫＷＬＥＤ＝(０.８８＋１.１７)∶１.６５ꎮ因此ꎬ在照射小青绿淡彩绘画时ꎬ应选择ＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ光源ꎮ

(３)水墨淡彩的画面主要以松墨颜料的黑色(０.７７＋０.９４)∶(０.７４＋０.９１)＝２.０５∶１.７１∶

１.１７∶０.９４∶０.９１ꎮ因此ꎬ在照射工笔淡彩绘画时ꎬ应选择ＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ光源ꎮ

根据上述结果ꎬ在照射３种类型中国传统淡彩绘画时ꎬＲＹＧＢ型ＷＬＥＤ对画面色彩造成的损伤均小于金卤灯和卤钨灯ꎬ该类型光源在中国传统淡彩绘画照明中有着广泛的应用前景ꎮ

松墨颜料的影响系数为Ｋ金卤灯∶Ｋ卤钨灯∶ＫＷＬＥＤ＝

为主ꎬ因此对水墨淡彩绘画照明光源进行选择时ꎬ应考虑光源对松墨颜料的影响ꎮ３种照明光源对

参　考　文　献:

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　第５期党　睿ꎬ等:基于色差分析的中国淡彩绘画保护性照明光源　７２９

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ＤＡＮＧＲꎬＺＨＡＮＧＭＹꎬＬＩＵＧꎬｅｔａｌ..Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｉｓｐｌａｙｌｉｇｈｔｉｎｇｉｎｍｕｓｅｕｍｂａｓｅｄｏｎｐｒｏｔｅｃｔｅｄｈｉｓ￣

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党睿(１９８１－)ꎬ男ꎬ河北唐山人ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ博士研究生导师ꎬ２０１０年于天津大学获得博士学位ꎬ主要从事建筑技术的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｄｒ＿ｔｊｕ＠１６３.ｃｏｍ

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ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＨｏｕｓｉｎｇａｎｄＵｒｂａｎ￣ＲｕｒａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＴｈｅＰｅｏｐｌｅ􀆳ｓＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａ.ＪＧＪ６６￣２０１５ＳｔａｎｄａｒｄｏｆＭｕｓｅｕｍ

张海滨(１９８４－)ꎬ男ꎬ山西运城人ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ２０１２年于天津大学获得博士学位ꎬ主要从事建筑技术的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｊａｓｏｎ０３７４＠１６３.ｃｏｍ