緬甸金珀、棕珀和血珀顏色表征的研究

張萬才，白瑩

滇西應用技術大學珠寶學院，騰沖 679100

前言

緬甸琥珀是亞洲琥珀的最重要來源，大約形成于6000 萬年至1.35 億年前[1]。它產自于緬甸北部克欽邦胡康河谷。早在我國《漢紀》（公元205～265 年）中就有對緬甸琥珀的記載。世界上最著名的白堊紀琥珀之一當屬緬甸琥珀，緬甸琥珀蘊藏著目前已知最豐富的白堊紀生物群。

琥珀是中生代白堊紀至新生代第三紀松柏科植物的樹脂，經地質作用而形成的有機混合物[2]。隨著緬甸琥珀市場的接受度逐步提高，越來越多的緬甸琥珀產品出現在市場上。但由于緬甸琥珀顏色的差異，導致其價格也相去甚遠[3]。市場上對緬甸不同品種琥珀的分類，僅僅只是依據緬甸琥珀的顏色。目前琥珀行業內，沒有一套完整的基于色度學[4]的琥珀分類體系。本論文基于色度學原理，得出緬甸金珀、棕珀和血珀的RGB 參數，希望通過RGB 值的對比，能夠找到緬甸琥珀在顏色參數上的規律，為緬甸琥珀今后在色度學基礎上進行科學分類提供依據。

本文基于緬甸琥珀地標，色度學基本原理，利用PS 軟件中的取色器工具和光纖光譜儀測量出的色品圖，獲得顏色三刺激值RGB 的參數值，將參數值代入PS 取色器中獲取顏色卡，將顏色卡與樣品自身顏色做對比，并且對兩種實驗方法測出的RGB 值進行定量分析。

1 樣品基本情況及實驗方法

1.1 樣品基本情況

緬甸根珀和蜜蠟在顏色形狀等方面與緬甸金珀、棕珀、血珀和茶珀之間存在較大差異，很容易區分，故對其進行顏色表征研究沒有意義。茶珀是緬甸琥珀中顏色廣度最大的一類琥珀，包含紅茶、綠茶、黃茶、血茶以及柳青等等[6]，因此不適合作為本文的實驗樣品。本文選取緬甸金珀、棕珀和血珀作為實驗樣品，對其顏色表征進行研究，這將會為這三類琥珀與緬甸茶珀之間的區分提供重要參考依據。為了使各品種琥珀顏色表征實驗更嚴謹，選取金珀、棕珀和血珀三組琥珀，每組三顆實驗樣品（樣品顏色深度：淺―中―深）[8]。將三組樣品按照顏色由淺到深依次編號為：JP1、JP2、JP3；ZP1、ZP2、ZP3；XP1、XP2、XP3（如圖1）。

圖1 緬甸金珀、棕珀和血珀樣品圖Fig.1 Photos of Myanmar gold amber, brown amber and blood amber sample

對九顆實驗樣品，做常規寶石學測試，測試結果如表1，測試結果表明，九顆實驗樣品為天然琥珀。

表1 各組實驗樣品常規寶石學特征測試結果（測試人：張萬才）Table.1 Test results of gemological characteristics of experimental samples in each group

1.2 實驗方法

1.2.1 PS取色法

利用PS 軟件中的取色器工具，直接對樣品圖進行取樣,獲取顏色三刺激值RGB。具體操作步驟：在燈箱同一光源，同一位置，固定機位分別拍攝，獲得三組實驗樣品的樣品圖，利用PS軟件中的取色器工具，在每個樣品圖上選取四個取樣點，此時我們將會獲得四組RGB 參數值，求出四組RGB 參數值的平均值（設金珀的平均值為JPAVG1、JPAVG2、JPAVG3。棕珀的平均值為ZPAVG1、ZPAVG2、ZPAVG3。血珀的平均值為XPAVG1、XPAVG2、XPAVG3）。作為樣品的RGB 值。

1.2.2 色品坐標轉換法

用光纖光譜儀，獲取樣品的色品圖，并將色品坐標轉換成顏色三刺激值RGB。具體操作步驟：在光纖光譜儀下，采用透射法，獲取樣品的色品圖，此時，我們通過色品圖可以直接獲得樣品的色品坐標。因為顏色模型之間是可以相互轉換的，因此我們能夠通過轉換矩陣將XYZ 模型下的數值，轉換成RGB顏色模型[11]下的RGB 值。

轉換矩陣：CIE 1931xy 色彩空間色度圖是色彩空間CIE XYZ 在平面x+y+z=1 上的投影，因為計算順序是:CIE RGB →CIE XYZ →CIE 1931xy。所以根據CIE 1931xy 計算X、Y、Z 的成分占比為A、B、1-A-B，X、Y、Z 數值分別為A*255、B*255、(1-AB)*255。（注意RGB 三個通道的值域可以是[0,1]、[0,255]、[0,65535]，此處認為值域為[0,255]）。得到 CIE XYZ 的值后，根據反變換矩陣[12]（1.1）求出RGB 的值：

2 緬甸金珀、棕珀和血珀的顏色表征實驗

2.1 PS取色法

2.1.1 金珀組

在PS 軟件中，用取色器工具對金珀組三個樣品JP1、JP2、JP3 分別取四個樣點（如圖2）：

圖2 金珀樣品組PS取樣圖Fig.2 Gold amber sample group PS sampling chart

對JP1、JP2、JP3 四個樣點的三刺激值RGB 進行記錄并求取平均值（如表2）：

表2 PS取色法下金珀樣品組的平均三刺激值Table.2 The average tristimulus value of gold amber sample group under PS color method

將JP1、JP2、JP3 的局部制作成色卡，分別命名為JPP1、JPP2、JPP3。把上表求出的三刺激值RGB的平均值代入取色器，此時我們能得到對應的顏色，將對應的顏色制成色卡，并分別命名為JPAVG1、JPAVG2、JPAVG3（如圖3）。通過對比發現，兩組色卡顏色極其相近。

圖3 PS取色法下金珀組色卡對比圖Fig.3 Comparison chart of gold amber group color card under PS color picking method

2.1.2 棕珀組

在PS 軟件中，用取色器工具對棕珀組三個樣品ZP1、ZP2、ZP3 分別取四個樣點，如圖4：

圖4 棕珀樣品組PS取樣圖Fig.4 PS sampling map of brown amber sample group

對ZP1、ZP2、ZP3 四個樣點的三刺激值RGB值進行記錄并求取平均值，如表3：

表3 PS取色法下棕珀樣品組的平均三刺激值Table.3 The average tristimulus value of the brown amber sample group under the PS color method

將ZP1、ZP2、ZP3 的局部制作成色卡，分別命名為ZPP1、ZPP2、ZPP3。把上表求出的三刺激值RGB 的平均值代入取色器，此時我們能得到對應的顏色，將對應的顏色制成色卡，并分別命名為ZPAVG1、ZPAVG2、ZPAVG3（如圖5）。對比發現，兩組色卡顏色極其相近。

圖5 PS取色法下棕珀組色卡對比圖Fig.5 Comparison chart of brown amber group color card under PS color picking method

2.1.3 血珀組

在PS 軟件中，用取色器工具對血珀組三個樣品XP1、XP2、XP3 分別取四個樣點，如圖6：

圖6 血珀樣品組PS取樣圖Fig.6 PS sampling diagram of blood amber sample group

對XP1、XP2、XP3 四個樣點的三刺激值RGB值進行記錄并求取平均值，如表4：

表4 PS取色法下血珀樣品組的平均三刺激值Table.4 The average tristimulus value of blood amber sample group under PS color method

將XP1、XP2、XP3 的局部制作成色卡，分別命名為XPP1、XPP2、XPP3。把上表求出的三刺激值RGB 的平均值代入取色器，此時我們能得到對應的顏色，將對應的顏色制成色卡，并分別命名為XPAVG1、XPAVG2、XPAVG3（如圖7）。對比發現，兩組色卡顏色極其相近。

圖7 PS取色法下血珀組色卡對比圖Fig.7 Comparison chart of blood amber group color card under PS color picking method

2.2 色品坐標轉換法

2.2.1 金珀組

如圖8 所示為金珀樣品組在光纖光譜儀下測得的色品圖，由圖可知JP1、JP2、JP3 的色品坐標分別為(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)。將坐標乘以值域255，并代入反變換矩陣(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。

圖8 金珀組色品圖Fig.8 Gold amber group chromaticity diagram

把三個樣品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此時我們能得到對應的顏色，將對應的顏色制成色卡，并分別命名為JPSP1、JPSP2、JPSP3。此 時 將JPP1、JPP2、JPP3 與JPSP1、JPSP2、JPSP3 做對比（如圖9）。通過對比發現，兩組色卡顏色匹配結果不佳。

圖9 色品坐標轉換法下金珀組色卡對比圖Fig.9 Comparison chart of gold amber group color card under chromaticity coordinate transformation method

2.2.2 棕珀組

如圖10 所示為棕珀樣品組在光纖光譜儀下測得的色品圖，由圖可知ZP1、ZP2、ZP3 的色品坐標分別為（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）。將坐標乘以值域255，并代入反變換 矩 陣（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。

圖10 棕珀組色品圖Fig.10 Brown amber chromaticity diagram

把三個樣品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此時我們能得到對應的顏色，將對應的顏色制成色卡，并分別命名為ZPSP1、ZPSP2、ZPSP3。此時將ZPP1、ZPP2、ZPP3 與ZPSP1、ZPSP2、ZPSP3 做對比（如圖11）。通過對比發現，兩組色卡顏色匹配結果不佳。

圖11 色品坐標轉換法下棕珀組色卡對比圖Fig.11 The comparison chart of the brown amber group color card under the chromaticity coordinate conversion method

2.2.3 血珀組

如圖12 所示為血珀樣品組在光纖光譜儀下測得的色品圖，由圖可知XP1、XP2、XP3 的色品坐標 分 別 為（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）。將坐標乘以值域255，并代入反變換矩陣（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。

圖12 血珀組色品圖Fig.12 Chromaticity diagram of blood amber group

把三個樣品求出的三刺激值RGB 代入取色器，此時我們能得到對應的顏色，將對應的顏色制成色卡，并分別命名為XPSP1、XPSP2、XPSP3。此時將XPP1、XPP2、XPP3 與XPSP1、XPSP2、XPSP3 做對比（如圖13）。通過對比發現，兩組色卡顏色匹配結果不佳。

圖13 色品坐標轉換法下血珀組色卡對比圖Fig.13 Color card comparison chart of blood amber group under chromaticity coordinate transformation method

3 顏色表征實驗結果分析

3.1 PS取色法下三種琥珀參數對比

如表5 所示，在PS 取色法下，金珀組三個實驗樣品的三刺激值RGB 的值域為：RJP=[142,154];GJP=[137,164]; BJP=[50,62]。 棕 珀 組 三 個 實 驗 樣品的三刺激值RGB 的值域為：RZP=[49,139];GZP=[63,118]; BZP=[29,76]。 血 珀 組 三 個 實 驗 樣品的三刺激值RGB 的值域為：RXP=[63,168];GXP=[46,132]; BXP=[33,62]。（由于實驗樣品有限，本文兩種方法所測金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值值域僅為大致范圍）。

表5 PS取色法下三組實驗樣品RGB值Table.5 RGB values of three groups of experimental samples under PS color method

如圖14 所示，在樣品顏色由淺到深的過程中，金珀組刺激值R 和G 在逐漸減小，刺激值B 呈現起伏波動。棕珀組刺激值R 和G 在逐漸減小，刺激值B 在逐漸增大。血珀組刺激值R 和G 在逐漸減小，刺激值B 在逐漸增大。

圖14 PS取色法下三組實驗樣品RGB值柱狀圖Fig.14 Histogram of RGB values of three groups of experimental samples under PS color picking method

對金珀組實驗數據求平均值（取整并命名為AJP）， 得RAJP=149；GAJP=152；BAJP=56。 對 棕 珀組實驗數據求平均值（取整并命名為AZP），得RAZP=103；GAZP=88；BAZP=48。對血珀組實驗數據求平均值（取整并命名為AXP），得RAXP=119；GAXP=76；BAXP=46。將三組平均值，繪制成表。如圖15 所 示，有GAJP＞RAJP＞BAJP，即 在 金 珀 顏 色三刺激值中，綠色占比略高于紅色，紅色占比高于藍色。RAZP＞GAZP＞BAZP，即在棕珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍色。RAXP＞GAXP＞BAXP，即在血珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍色。

圖15 PS取色法下三組實驗樣品平均RGB值柱狀圖Fig.15 The histogram of the average RGB value of the three groups of experimental samples under the PS color method

對三組實驗數據進行對比，可以發現，RAJP＞RAXP＞RAZP；GAJP＞GAZP＞GAXP；BAJP＞BAZP＞BAXP。也就是說，在金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值中，紅色（R）占比，金珀高于血珀高于棕珀。綠色（G）占比金珀高于棕珀高于血珀。藍色（B）占比金珀高于棕珀高于血珀。

3.2 色品坐標轉換法下三種琥珀參數對比

如表6 所示，在色品坐標轉換法下，金珀組三個實驗樣品的三刺激值RGB 的值域為：RJP=[156,158];GJP=[84,90]; BJP=[9,13]。棕珀組三個實驗樣品的三刺激值RGB 的值域為：RZP=[139,172]; GZP=[57,107];BZP=[4,48]。血珀組三個實驗樣品的三刺激值RGB 的值域為：RXP=[184,199]; GXP=[42,60]; BXP=[6,29]。

表6 色品坐標轉換法下三組實驗樣品RGB值Table.6 RGB values of three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

如圖16 所示，在樣品顏色由淺到深的過程中，金珀組三刺激值RGB 基本保持不變。棕珀組刺激值G 在逐漸減小，刺激值R 和B 有波動，但呈增長趨勢。血珀組刺激值R 基本保持不變，G 在逐漸減小，刺激值B 在逐漸增大。

圖16 色品坐標轉換法下三組實驗樣品RGB值柱狀圖Fig.16 Histogram of the RGB values of three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

對金珀組實驗數據求平均值（取整并命名為BJP）， 得RBJP=157；GBJP=86；BBJP=11。 對 棕 珀組實驗數據求平均值（取整并命名為BZP），得RBZP=153；GBZP=81；BBZP=20。對血珀組實驗數據求平均值（取整并命名為BXP），得RBXP=190；GBXP=49；BBXP=16。將三組平均值，繪制成表。如 圖17 所 示，有RBJP＞GBJP＞BBJP，即 在 金 珀 顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍色。RBZP＞GBZP＞BBZP，即在棕珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍色。RBXP＞GBXP＞BBXP，即在血珀顏色三刺激值中，紅色占比高于綠色，綠色占比高于藍色。

圖17 色品坐標轉換法下三組實驗樣品平均RGB值柱狀圖Fig.17 The histogram of the average RGB values of the three groups of experimental samples under the chromaticity coordinate conversion method

對三組實驗數據進行對比， 可以發現，RBXP＞RBJP＞RBZP；GBJP＞GBZP＞GBXP；BBZP＞BBXP＞BBJP。也就是說，在金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值中，紅色（R）占比，血珀高于金珀高于棕珀。綠色（G）占比金珀高于棕珀高于血珀。藍色（B）占比棕珀高于血珀高于金珀。

4 結論

基于色度學基本原理和緬甸琥珀地標。選用PS取色法和色品坐標轉換法對緬甸金珀、棕珀和血珀進行顏色表征研究。以下為本文的主要結論：

（1）從與色卡匹配度的角度考慮，PS 取色法所表征的顏色要優于色品坐標轉化法的，即PS 取色法比色品坐標轉換法更適合用于緬甸金珀、棕珀和血珀顏色表征研究。

（2）PS 取色法下測得緬甸金珀、棕珀和血珀三刺激值大致值域為：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]。

色品坐標轉換法下測的緬甸金珀、棕珀和血珀三刺激值大致值域為：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，緬甸金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值間的大小關系為：RAJP＞RAXP＞RAZP；GAJP＞GAZP＞GAXP；BAJP＞BAZP＞BAXP。

色品坐標轉換法下，緬甸金珀、棕珀和血珀顏色三刺激值間的大小關系為：RBXP＞RBJP＞RBZP；GBJP＞GBZP＞GBXP；BBZP＞BBXP＞BBJP。

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