呂黃飛，田根林，楊淑敏，尚莉莉，劉杏娥

（國際竹藤中心 竹藤科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100102）

瑪瑙省藤材表面視覺物理量的分布特征

呂黃飛，田根林，楊淑敏，尚莉莉，劉杏娥*

（國際竹藤中心 竹藤科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100102）

采用色差儀和光澤度儀對(duì)瑪瑙省藤（Calamus manan）材表面物理量進(jìn)行測(cè)量，研究相應(yīng)參數(shù)的色空間分布特征。結(jié)果表明：瑪瑙省藤材的明度指數(shù)分布范圍較窄，其表色系參數(shù)米制明度L*為73.59～79.29、孟塞爾表色系參數(shù)明度V為6.25～6.78；色品指數(shù)和色調(diào)值參數(shù)分布范圍較窄，其表色系參數(shù)米制紅綠色品指數(shù)a*為5.82～6.45、米制黃藍(lán)色品指數(shù)b*為19.86～21.83、孟塞爾表色系色調(diào)標(biāo)號(hào)值H 為7.77～8.27，主要分布在黃橙色調(diào)系內(nèi)；飽和度范圍較窄，孟塞爾表色系飽和度C 為3.28～3.65，表色系參數(shù)飽和度C*為20.69～22.77。垂直紋理和平行紋理兩個(gè)方向?qū)λx材料表面光澤度（鏡面反射角60°）測(cè)試表明，瑪瑙省藤材平行紋理方向表面光澤度測(cè)量值大于垂直紋理方向的測(cè)量值。

瑪瑙省藤；藤材；材色；光澤度；分布特征

棕櫚藤材(rattan)是綠色生物質(zhì)材料，具有多孔特性，且表面具有天然的紋理圖案?，F(xiàn)代生活中人們?cè)絹碓蕉嗟氖褂锰俨难b飾室內(nèi)環(huán)境以及制作家具，是與其本身的視覺特性有著密切的關(guān)系。棕櫚藤材的視覺特性可以由表面視覺物理量與視覺心理量來描述，它主要由材色參數(shù)、紋理參數(shù)和光澤度參數(shù)組成[1]。

材色是表征材料表面視覺性質(zhì)的物理量之一，直接與材料本身的質(zhì)量評(píng)定有著密切的關(guān)系[2]，人們習(xí)慣用顏色的屬性即明度、色調(diào)和飽和度來描述材色。光澤是指光在物體表面正反射的程度，而正反射光占入射光的百分比被稱為光澤度[3]，材料光澤的強(qiáng)弱與自身的構(gòu)造、光線角度等因素有關(guān)，是材料表面視覺物理量的主要參數(shù)之一。

對(duì)于木質(zhì)材料表面視覺物理量的研究目前主要集中在木材方面。20世紀(jì)90年代，張翔等[4～6]開展了木材材色的相關(guān)研究；劉一星等[7]對(duì)我國110種木材的材色和表面光澤度參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量與分析，探討了我國主要商品材視覺物理量的分布特征，為木制品及裝飾用材表面的綜合評(píng)價(jià)、視覺環(huán)境學(xué)等方面的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)；John E.等[8～9]在早期也開展了有關(guān)木材材色定量測(cè)量的研究。但是，對(duì)于棕櫚藤材相關(guān)的材色及光澤度的研究尚未見報(bào)道。本文以瑪瑙省藤材（Calamus manan）為研究對(duì)象，在樣本上隨機(jī)取點(diǎn)，使用色差儀對(duì)試材表面物理量進(jìn)行測(cè)定，從而獲得瑪瑙省藤材表面視覺物理量的相關(guān)數(shù)據(jù)，以期為瑪瑙省藤材的進(jìn)一步加工利用和視覺特性的研究提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

材料采集于云南瑞麗，四年生，平均節(jié)長20 cm，平均直徑3.2 cm，采集后放在通風(fēng)處六個(gè)月自然干燥，然后按實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行加工。對(duì)所采集的瑪瑙省藤（Calamus manan）試材在較寬的材色范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，涵蓋接近白色的淺材到顏色較暗的深材變化，力求試樣材色的代表性。試樣基本尺寸為200 mm×30 mm×5 mm，重復(fù)樣30個(gè)，拋光被測(cè)面，再置于溫度為20℃，相對(duì)濕度為65%的環(huán)境中六周，調(diào)整含水率至12%。

1.2 材色的測(cè)量與計(jì)算

采用德國BYK-Gardner色差儀測(cè)定試樣材色。在選取的被測(cè)面上進(jìn)行多點(diǎn)多次測(cè)量。測(cè)量計(jì)算材色參數(shù)：①XYZ（CIE1964）為色系參數(shù)：三刺激值x、y、z，色度坐標(biāo)X、Y、Z；②L*a*b*（CIE1976）表色系參數(shù)：

米制明度L*，米制紅綠色品指數(shù)a*，米制黃藍(lán)色品指數(shù)b*，色調(diào)角，飽和度

式中：θ、r為轉(zhuǎn)換中使用的中間變量，其中：θ= arctan(a*/b*)，r = (a*2+b*2)/2。

1.3 表面光澤度的測(cè)量

采用KGZ-1B型光澤度儀測(cè)量試樣表面光澤度。試樣的選擇和測(cè)量與材色實(shí)驗(yàn)相同。測(cè)量的光學(xué)幾何條件為60°入射角，光源入射方向選擇平行于順紋理和垂直于順紋理兩個(gè)方向，光澤度測(cè)量值分別以GZL（%）和GZT（%）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 瑪瑙省藤材色空間分布特征

材色是評(píng)定材料環(huán)境學(xué)特性的重要質(zhì)量品定因子，供試瑪瑙省藤材材色測(cè)量結(jié)果及據(jù)此計(jì)算出的孟塞爾色空間參數(shù)值見表1所示。

表1 瑪瑙省藤材L*a*b*色空間和孟塞爾色空間參數(shù)值Table 1 Color space and parameters of C. manan

2.1.1 瑪瑙省藤材L*a*b*色空間分布

瑪瑙省藤材米制明度L*、色品指數(shù)b*、色調(diào)角Ag*、色飽和度C*的統(tǒng)計(jì)分布（表1）表明，其參數(shù)色空間分布特征為：L*為73.59～79.29，a*為5.82～6.45，b*為19.86～21.83，與劉一星等[7]對(duì)我國110樹種材色測(cè)量值相比較（L*為20～90， a*為-2～20， b*為-15～30），瑪瑙省藤材材色明度參數(shù)L*變化幅度較小，材色偏向于淺色，紅綠色品指數(shù)a*變化幅度小，材色呈淺紅色，黃藍(lán)色品指數(shù)b*變化較小，偏向于淺黃，即以暖色調(diào)為主，這表明瑪瑙省藤材的材色變化范圍較木材窄，可以選擇的色度空間較小。

2.1.2 瑪瑙省藤材孟塞爾色空間分布

由表1表明，瑪瑙省藤材材色在孟塞爾色空間的分布范圍較均勻，其中色調(diào)標(biāo)號(hào)值分布在8.04左右，在孟塞爾色空間中，8.04偏向于黃橙色調(diào)，根據(jù)V與L*的關(guān)系可計(jì)算得C為3.28～3.65，較木質(zhì)材料明度變化范圍小，且明度較低。說明瑪瑙省藤材材色以橙色或淡黃色為主，且分布范圍較均勻，明度較高時(shí)給人明亮、整潔的印象，明度低時(shí)會(huì)有穩(wěn)重、深沉的印象。

2.2 瑪瑙省藤材光澤度分析

光澤度是材料表面視覺物理量的主要參數(shù)之一，對(duì)其適用范圍有著重要影響?，旇√俨谋砻婀鉂啥葴y(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 瑪瑙省藤材表面光澤度測(cè)量值Table 2 Glossness of tested C. manan

由表2可知，GZL的變化范圍為3.31%～4.33%，GZT變化范圍為3.01%～3.53%，光澤度比GZB變化范圍為1.04～1.23。平行于紋理入射方向的光澤度測(cè)量值GZL均大于垂直于紋理?xiàng)l件下的測(cè)量值GZT，這是由瑪瑙省藤材自身構(gòu)造引起的?，旇√傧祮巫尤~植物，沒有橫向組織，藤材是由維管束和薄壁細(xì)胞構(gòu)成的二相結(jié)構(gòu)材料，當(dāng)縱向剖開時(shí)，表面有無數(shù)個(gè)狹長的凹痕（導(dǎo)管槽等細(xì)胞腔）。當(dāng)順紋入射時(shí)，一部分光線直接在胞腔內(nèi)壁表面發(fā)生折射，反射光的散射程度較??；當(dāng)光線垂直于紋理入射時(shí)，部分光線在內(nèi)壁受到阻擋，所以反射光的散射程度較大，在此方向的光線反射率降低，導(dǎo)致其光澤度測(cè)量值較低。

3 結(jié)論

（1）瑪瑙省藤材色參數(shù)的色空間分布特征為：表色系參數(shù)米制明度L*為73.59～79.29，米制紅綠色品指數(shù)a*為5.82～6.45，米制黃藍(lán)色品指數(shù)b*為19.86～21.83；孟塞爾表色系參數(shù)明度V為6.25～6.78，飽和度C為3.28～3.65，色調(diào)標(biāo)號(hào)值H為7.77～8.27。大部分以黃橙色調(diào)為主，明度的分布范圍較窄。

（2）試材平行于紋理入射條件下的光澤度GZL的變化范圍為3.31%～4.33%；垂直于紋理?xiàng)l件下的光澤度GZT的變化范圍為3.01%～3.53%。平行于紋理入射條件的光澤強(qiáng)于垂直紋理方向，差異百分率13.58%。

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The Distribution Characteristic of Rattan Surface Visual Physical Magnitude

LV Huang-fei，TIAN Gen-lin，YANG Shu-min，SHANG Li-li，LIU Xing-e*
( International Center for Bamboo and Rattan，Science and Technology Key Laboratory of bamboo and rattan ,Beijing 100102 )

In this article, using color difference meter, the parameters of rattan surface color were measured, and discussed the distribution characteristic of color space for those parameters. The results showed that the range of lightness index distribution is narrow (L*:73.59～79.29；V:6.25～6.78), the parameters distribution range of chromatically index and color tone visual is narrow （a*:5.82～6.45；b*:19.86～21.83；H:7.77～8.27，the most part distribution is within yellow color tone system），the range of saturation distribution is not wide (C:3.28～3.65；C*:20.69～22.77). The rattan surface gloss was measured in along and vertical grain, the gloss in along grain condition is bigger than that of in vertical.

rattan cane（Calamus manan）; rattan color; rattan gloss; distribution characteristic

S564+.1 中文標(biāo)識(shí)碼：A

1001-3776（2016）04-0050-04

2016-02-11；

2016-06-12

“十二五”科技支撐項(xiàng)目：綠色竹藤建筑材料制造技術(shù)研究與示范（2012BAD23B01）

呂黃飛（1986-），男，安徽淮北人，在讀博士生，主要研究方向：棕櫚藤材性質(zhì)與利用；*通訊作者。