与牙科比色相关的色彩学基本知识
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牙齿比色实训报告摘要:本文针对牙齿比色实训进行了详细研究和讨论。
首先介绍了牙齿比色的意义和应用,然后详细介绍了牙齿比色的原理和步骤。
接着,分析了牙齿比色的影响因素,并提出了一些优化方案。
最后,通过实际实训操作,总结了牙齿比色实训的经验和注意事项。
1. 引言牙齿比色是一项非常重要的临床技术,用于评估牙齿的颜色和色调。
牙齿的颜色是人们美观和自信的重要因素之一,因此牙齿比色技术在口腔修复和美容方面起着重要作用。
本实训旨在通过比色实验,培养学生对牙齿颜色的敏感度和判断能力,提高其临床操作能力。
2. 牙齿比色的原理和步骤牙齿比色的原理基于人眼对颜色的感知和色彩学的基本原理。
在比色过程中,需要使用比色环、比色杯和比色试剂等工具。
首先,将待比色的牙齿与比色环中的色板进行比较,找到与之相似的颜色。
然后,将比色试剂加入比色杯中,并与待比色的牙齿进行比色,直到找到与牙齿颜色相近的试剂颜色。
最后,根据比色试剂的颜色深浅来确定牙齿的颜色等级。
3. 牙齿比色的影响因素牙齿比色过程中,存在许多影响因素。
首先,光照条件对比色结果有很大影响,因此比色实验应在标准光照条件下进行。
其次,牙齿本身的颜色和状态也会影响比色结果,如牙齿的色素沉积、龋齿和牙釉质缺损等。
此外,比色试剂的质量和稳定性也会对比色结果产生影响。
4. 优化方案为了提高牙齿比色的准确性和稳定性,可以考虑以下优化方案。
首先,使用专业的比色工具和试剂,确保其质量和稳定性。
其次,建立标准的比色操作流程,培养学生的比色技能和经验。
另外,加强对光照条件的控制,避免因光线差异导致比色结果的误差。
5. 实训操作总结通过实际实训操作,我们发现牙齿比色实训是一项需要技巧和经验的工作。
在实训中,我们需要仔细观察牙齿的颜色和状态,并选择合适的比色试剂进行比色。
同时,还需注意控制光照条件和比色环境,确保比色结果的准确性。
此外,及时记录实训结果和经验,有助于提高比色技术和操作水平。
结论:牙齿比色是一项重要的临床技术,对于口腔修复和美容具有重要意义。
牙科专家教你如何掌握牙科比色颜色的世界是神奇的,也是美妙的。
颜色通常被看作是一种艺术形式,但在颜色理论后面其实隐藏着真实的科学。
虽然说牙齿的颜色只占有很小的一席之地,但在多年的研究中,人们发现,牙齿颜色的排布,也是有一定的规律的。
作为一名口腔临床医生,曾经以为比色只是口腔修复的很小一部分,认为可有可无,并不重视。
但在临床的实践过程中,吃了几次亏之后,让我终于明白其重要性,从新开始对牙齿颜色理论知识的学习。
在之后的烤瓷牙选色过程,总能够得到满意的颜色效果,患者也觉得十分的适合,这也使我觉得有了那么一点点自信和自豪。
接下来我想大家分享一下我的一点点学习心得。
在比色的过程中,常常会有人觉得自己选的颜色很合适,为什么做出来的烤瓷牙却和天然的牙齿颜色差别这么大呢?引起颜色差错的原因很多:首先,周围环境的因素对于比色有着一定的影响,例如:患者穿鲜艳的衣服,涂口红,口腔诊所墙壁的颜色等等。
其次,口腔医生拥有的比色板存在颜色的缺陷,现在临床上存在的比色板种类很多,但绝大多数医生使用的是vita公司的比色板,其中以经典16色比色板居多。
而vita公司近几年推出的一款26色比色板是对经典比色板的一个改进,其特点为使得比色过程变成一个有科学性的简而易懂的步骤,它也囊括了所有的牙齿颜色。
再次,光线的强弱对于比色过程也具有一定的影响,太强太弱得出来的结果都不是很理想,只有在柔和的自然光线中,才能够得到十分满意的结果。
最后,每位医生的状态也是很重要的,比色的过程尽量短,长时间的看一种颜色会出现审美疲劳,所以比色的时间不宜过长,15秒较合适。
在多次比色之后,最好休息一下下。
比色板的选择:我向大家推荐一款vita 3D-master比色板。
由于3D颜色空间的系统性,使得较难的比色第一次变得如此简单,只要大家掌握比色的步骤,比色的过程就显得如此的轻松,对于得到的烤瓷牙,也会使自己感到十分满意。
比较经典比色板与3D-master比色板,经典比色板首先考虑的是色相,其次是饱和对,对于明亮度基本上是忽视的,然而3D-master比色板则首先分析的是比较重要的明亮度,再次是饱和度,较难区分的色相则排在第三位。
牙科比色:影响视觉辨色的因素关于牙科比色几个色彩学方面的基本知识,包括光与色彩、感知色彩的三要素(光源、被观察物体、观察者的感知系统)、色彩的三个属性(色相、明度、饱和度)、表色系统(孟塞尔表色系统、L*a*b*表色系统、L*C*h表色系统)。
临床上的比色板牙科比色本质是采用特殊的色板进行视觉牙科比色的过程,本讲将在以上基本知识的基础上,和大家一起分析影响视觉辨色的几个因素。
一、光源没有光线就根本无法看到物体;在光线不足的条件下,虽然可以看到物体的轮廓形态,但无法感知颜色;相同的物体,在不同的光源条件下,人眼所感知到的颜色可能不同,这称之为同物异色现象。
因此,光源的种类、强度对于正确的视觉辨色有着重要作用。
在牙科比色中使用正确的光源,也是达到良好颜色效果的重要因素。
理想的视觉辨色光源的基本要求包括适宜的色温、足够的显色指数、适宜的照度,为牙科比色创造良好的牙科比色光源条件。
1、色温:环境光源的平均波长叫做色温,其单位是开尔文(K)。
标准的阳光的色温为5500K-6500K,物体在这样的太阳光照射下所体现的颜色是最真实、最自然的颜色。
并不是任何时间的太阳光都是标准的阳光。
清晨和黄昏的阳光中红色光占优势,色温偏低;正中午或在高山、极地的阳光蓝色光占优势,色温偏高。
在这样的阳光下,我们看到的颜色都不准确。
很多人工光源的色温不是5500k-6500k。
有些光源只用人的肉眼就可以感受到不是白光,很多光源发出的光线通过光谱分析可以看到与理想太阳光谱的区别(图1-3)。
图1:太阳光谱图2:荧光灯光谱图3:白炽灯光谱2、显色性:光源对物体的显色能力称为显色性。
光谱内容决定光源的光色,但相同光色的光源可能会有相异的光谱组成。
相比较而言,光谱组成较广的光源有可能提供较佳的显色品质。
除适宜的色温即光源的平均波长外,光源包含各种波长的光谱而没有缺漏是非常重要的。
具体来说,如果光源发出的光中缺少某种波长的光,那么物体就不可能反射出这个波长的光,因此,即使物体具有这种颜色,人的眼睛也不可能感知到。
在口腔修复中,口腔医师是否能够准确的确定牙齿的颜色,并且将其清楚的表达传递给口腔技师,对最终修复体的美观性影响很大。
接下来,我们可以一起分享一下关于牙齿比色的有关知识。
在这个图中,可以看到从左到右,牙齿变得越来越暗,也就是牙齿的亮度逐渐下降。
在这幅图中,从左到右,牙齿的颜色变得越来越深,也就是说牙齿颜色的饱和度逐渐变大。
我们都知道三原色的概念,在美学中,红、黄、蓝被定义为三种最基本的颜色,我们肉眼所见的不同颜色是由这三种原色不同比例混合所形成的。
在这幅图中,从左到右,牙齿的主要色彩由蓝色、逐渐向黄色、红色变化。
这就是说,牙齿的各种原色的组成发生了变化,即色相发生了变化。
综上,我们可以得知,一颗牙的颜色三要素为:亮度、饱和度、色相。
那我们要怎么确定一颗牙齿的颜色呢?科学家将人类天然牙的各种可能的颜色在色彩空间中找出,得到这么一个长梭形的、类似于“香蕉”的立体空间。
同样,我们把传统的 VITA16色线性比色板所标示的颜色也在色彩空间中找出,可以看到这 16个颜色在牙色空间里排布的并不十分整齐,有的地方较为集中,有的地方却很稀疏,甚至于有 2个颜色位于牙色空间外。
可见,传统的 16的比色板具它的局限性。
现在,VITA已经推出了3D-MASTER比色板,即上图所示。
可见其按照亮度将样本牙分为了五个区域,在每个区域内,从上到下,饱和度逐渐增加,其中在2、3、4三个区域,左边一列较偏黄,右边一列较偏红。
上图所示, VITA 3D-MASTER比色板所标示出来的牙色在牙色空间中排列整齐,并且分布均匀,几乎囊括了天然牙所有的颜色。
使用VITA 3D-MASTER比色板的主要步骤是,首先选择正确的亮度组别。
每个小组包括了一颗中央样本假牙,按与越来越亮的次序快速地以对比方式比放在牙齿上,任何错误的亮度对比就几乎会被排除。
在这个病例中,我们选择了第二个区域。
接下来,就是决定该组别内的饱和度。
首先, 比较口腔内的牙与选择的亮度组别的中央样本M2。
《色彩学知识与牙科比色》系列讲座之一与牙科比色相关的色彩学基本知识刘峰北京大学口腔医学院·口腔医院·门诊部LIU FengOutpatient Dental Centre , School & Hospital of Stomatology, PekjingUniversity与牙科比色相关的色彩学基本知识色彩学知识一直是口腔医学生、口腔临床医生培养中比较欠缺的内容。
很多医生比色时仅仅是凭感觉,或者说眼睛的直觉,致使比色“没有把握”、“比不准”。
一些非专门研究色彩问题修复专业的硕士、博士研究生,也经常对色彩学知识一知半解。
然而色彩问题是在美学修复过程中医生、患者高度关注的问题,仿真修复时首先考虑的就是怎样把颜色描述、再现准确。
天然牙齿的颜色千差万别,文献报道需要有400多种容颜可以分辨的颜色才能全面描述正常天然牙的各种颜色。
牙科比色不应是一项盲目的工作,而应该是在色彩学知识的指导下科学的进行。
本系列讲座希望通过通俗的语言,向大家简要介绍与牙科比色相关的色彩学基本知识,以及这些知识与临床比色工作之间的关系,促进修复专业医生科学的运用比色工具、比色系统及比色方法,掌握科学的思路解决修复中的颜色问题。
本讲座分为四讲,分别为与牙科比色相关的色彩学基本知识、影响牙科比色的因素、正确的牙科比色方法、与色彩学有关的科研问题。
一、色彩的感知色彩与光密不可分,没有光的空间人看不到颜色。
光波是电磁波中的一部分,光波作用到人的视杆细胞、视锥细胞,会使人产生色觉,辨别出各种颜色。
人眼可感知的可见光波长在380nm-780nm之间,波长从长到短分别为赤橙黄绿蓝靛紫等不同彩色光(图1)。
物体的颜色可想象为经过物体透射或反射出来的“光”的颜色。
经过透明或半透明物体透射出来的光刺激到人眼,人感受到的颜色叫做物体的“体积色”;经过不透明或半透明物体表面反射出来的光刺激到人眼,人感受到的颜色叫做物体的“表面色”。
浅谈口腔医学中的色彩学色彩学在我们口腔科特别是修复治疗中很重要,口腔医师有必要了解有关颜色的基本理论,提高辨色能力。
一、色彩的基本理论色彩来源于光,建立在牛顿的三棱镜透光实验基础上,色和光的关系:光以波长和振幅来表达,光在一定波长下表现出不同颜色。
色彩依赖三个因素:观察者,物体,光源。
1、观察者:人类对于色彩的感知是通过眼底视细胞中视紫红质实现,视网膜上的视锥细胞含有三种对红、绿、蓝光谱敏感的视色素。
光线刺激而引起不同的敏感视细胞的兴奋,产生不同色觉。
当人眼接受不同光线或处于视神经不同功能状态,兴奋程度等都会影响色彩色彩感知准确性。
视觉比色法的观察者必须具有正常的色觉。
视敏感与视疲劳:人类对色彩的第一次注视往往在头几秒内感知最准确而灵敏,一直注视,敏感性下降。
女性对色彩的敏感性优于男性,视力好优于视力差。
同色异谱现象:由于无患牙与修复材料间存在理化性质的差异,光谱也不尽相当,要使修复体与天然牙的颜色在不同光线条件下匹配十分困难。
色彩的感知由不同医生记录,冠制作中色彩再现受不同技师及其照明条件的影响,因此,要求同一工作单位或工作组之间长期的相互习惯、适应,校正,建立稳定的协作关系,减少色彩再现的误差。
色差强调现象:颜色对比而引起的色差比实际色差的感知更强烈。
天然牙以红色牙龈为背景,黄牙会产生一定绿的印象。
2、光源:不同的光源产生不同的色彩,太阳是最主要光源。
诊室中有三种光源:自然光、白炽灯和荧光灯。
色彩三要素:任何色彩都具备三个基本的重要性质:色相、明度、彩度。
(1)色相(H):区分色彩的名称,比如,红、黄、蓝、紫等。
(2)明度(V):色彩的明度程度,光线强时,感觉比较明亮,光线弱时,则感觉较暗,最低为黑色,之间有许多不同深浅的灰色调。
(3)彩度(C):也称饱和度或纯度,以某种色彩中含有同色相纯色所占的比例来分辨彩度的高低。
大多数情况下不容易做出正确的判断,因为在分辨彩度时易受到明度变化的干扰。
色彩的错觉:生理学家证实,肌肉功能和血液循环在不同的照射下会发生变化,蓝光最弱,随着色光变为绿、黄、橙和红而依次地增强。
牙体制备微学堂丨比色当我们将修复体戴入患者口内时,患者的第一印象就是修复体颜色和周边牙齿是否匹配。
这个第一印象决定了患者的满意度。
很多时候患者是满意的,但是医生会觉得稍有遗憾(理想很丰满现实太骨感)。
很多时候却因为修复体的颜色留下缺憾,下面我们一起来寻找精确比色的途径。
首先来分析一下会影响到比色精确度的各种原因:1主观因素1、色盲。
2、年龄眼睛中的角膜和晶状体随着年龄的增长而变黄,会造成比色时棕黄色误差(30岁开始出现)。
3、视觉疲劳。
4、营养黄斑变性被证实与摄入过高饱和脂肪食物有关。
5、情绪情绪可以导致睫状体收缩或扩张从而影响瞳孔的直径,会直接影响色彩的辨别。
6、药物酒精和咖啡因会影响对颜色的判断能力。
7、两眼差异两只眼睛视力不一样的时候,这种差异会比较明显。
2客观因素1、照明情况。
2、比色时机。
3、对修复体材料的选择。
为了应对以上三种客观原因造成的颜色误差,我们需要这样做:1、口腔科比色的最佳色温是5500k,接近于晴天的早上10点或下午两点时的阳光。
所以比色时最好选择在这两个时间段左右。
当自然光不准确时,需要使用5500k的颜色校正灯管。
并定期用色温表测试灯管色温。
2、一定要在备牙之前比色,因为牙体在预备和取模后会脱水,与治疗之前湿润状态的牙齿产生色差。
并且在备牙之后眼睛处于疲劳状态,影响颜色的感知能力。
3、不同材料的光学特性不同。
同样是全瓷材料,氧化锆的遮色能力较强,适合基牙颜色较深的情况。
而铸瓷的通透性更好,适合于活髓基牙需要体现牙齿通透美感的情况。
牙齿比色的常规步骤如下1.自然光下病人擦去口红或者其他影响比色的化妆,如病人穿着明亮的衣服,应该用中性色的治疗巾覆盖。
2.评估将要制作修复体的尚存天然牙结构(是活髓牙还是死髓牙或其他方式引起的变色牙)。
这会影响到备牙的量和材料的选择。
3.确定病人健康天然邻牙的透明情况,以便修复体材料的选择。
4.病人刚开始就诊就开始比色,比色时间要短,最好不超过7s,同时比色时要在牙齿湿润的状态下进行。
《色彩学知识与牙科比色》系列讲座之三牙科比色方法及颜色信息传递刘峰北京大学口腔医学院·口腔医院·门诊部LIU FengOutpatient Dental Centre , School & Hospital of Stomatology, Pekjing University比色方法及颜色信息传递本讲座的前两讲已经分别介绍了色彩学基本知识及影响比色的因素,本期将介绍视觉比色方法,并探讨仪器测色及颜色信息传递等问题。
一、视觉比色基本方法人眼对明度差异的敏感度显著高于同等程度的色相差异或饱和度差异,因此修复体与天然牙的明度一致性是修复体制作过程中最重要的问题。
进一步讲,比色过程中要重点考虑明度确定的准确性,比色时应首先在柔和的光线下,对天然牙进行明度的判断,然后再在较高的照度下进行饱和度与色相的选择,合理的比色顺序有利于降低比色难度。
理想的自然光源为上午9点到11点或者下午1点到4点、晴朗少云天气、北面窗口的自然阳光,其色温在5500~6500K之间。
普通荧光灯光的优势波长光是黄绿光及蓝色光,而红色光和紫色光成分很少,在这种光源下比色会使选出来的牙色比实际偏蓝绿、饱和度偏低、明度偏高;牙科椅上的手术灯的优势波长一般为红黄色光,色温只有3800k左右,同时显色指数低,这种光源下进行比色会使选出来的牙色比实际偏红、饱和度偏高、明度偏低。
临床比色的理想人工光源应符合色温稳定在5500K~6500K、具有较高的显色性(CRI>93)、足够的照度(约175英尺烛光)的条件。
二、颜色分布和颜色层次牙齿的颜色信息是非常复杂的,很少有牙齿的颜色象比色板那样均一过渡、质地均匀。
很多天然牙粗略地看上去颜色是均一一致的,如果没有进一步仔细观察、而是被这种假象所蒙蔽,仅用一个比色板的色号表达的牙齿的颜色,技工只能按照最基本的方式构建瓷层结构,修复体就会失去个性,不能和口腔内的天然牙和谐的融合在一起。
牙齿颜色“剖析”——最全面的五维度牙齿颜色理论!引言:牙科比色一直是困扰美容修复的难题,意大利Dr. Vanini和Prof. Mangani两位大师根据长期的临床经验和丰富的观察研究实践构建了牙齿颜色五维度理论来指导美容牙科牙齿颜色的确定。
受到如何正确决定牙齿颜色的困扰,牙科从业人员对于美容牙科的认识是肤浅的、商业化的。
1931年,Clark提出,“我们根本不能解决牙齿颜色问题”,1979年,Lemire 断言“牙齿颜色的选择和确定是上个世纪牙科医生心头的痛”。
几年后这些话的含义被Preton归纳为“多年来按照传统比色程序确定修复体颜色的方法被证明是失败的,不令人满意的”。
Miller也试图找出确定牙齿颜色的方法,“传统的牙科比色方法是基于色相的,每一种颜色被描述成一个字母或一个数字亦或是字母和数字的组合。
”图1、Munsell三维颜色理论(色相、饱和度、明度)1898年,美国艺术家Munsel构建了三维度色彩理论(图1),牙科领域讨论并沿用这套理论(色相、饱和度、明度)已经长达一个多世纪。
1982年,Muia 为这套理论增加了一个维度(个性化),把牙科色彩理论从三维度拓展到四维度。
在过去的这些年里,临床医生一直延用Vita比色板来确定牙齿颜色。
如此一来,牙齿颜色的确定只关注到色相和饱和度(例如A2,B2,C1),而没有考虑明度方面。
导致修复体色彩非常单调。
没有明度,修复体不够生动也没有立体感。
一些研究人员也尝试用刚刚商业化的比色计来测量牙色,然而取得的效果也是令人失望的。
事实上,这些昂贵的设备很难准确分析色相和饱和度,并且得出的许多数据和结论也是有争议的。
即使能够得出正确的颜色结论,也只是色相和饱和度这方面的数据。
而这两项数据,临床医生凭借经验就可以很轻松确定,根本用不到这种设备。
因此这种设备和方法在实践中很难得以推广。
当仔细研究天然牙齿颜色的时候,我们会发现,除了色相、饱和度和明度以外,呈现牙齿颜色还有其他因素。
作为一名一线临床修复医生,如何才能让我们的每一位患者都拥有色彩自然、和谐、美观的义齿?(没有比色仪的情况下)如何才能正确的把医生所获取的颜色信息用各种方法传达给技师们?最近临床上因比色出现的问题也比较多,通过查阅资料和自己所思,说说比色分享给大家,希望大家有所收获,有所感悟。
比色无论多么重要,首先要搞清楚的是患者所想到到的效果是什么,临床上可大致分三大类:第一类. 凑合着能用就行(Alfred E Newman)。
第二类.想要做的白一些(好莱坞牙)。
第三类.与其它牙顺下来,看不出是假牙就行(自然效果)。
对于我们临床修复医生而言,要求最高的就是这第三类型的患者,同时多数医生所追求的也就是第三类比色要求,下面就说说这第三类型患者的比色方法。
首先就是色彩学的基础理论:颜色的一些基本术语1.色调用于表述牙齿或修复体的颜色,如红、黄或蓝色等。
2.明度色彩相对明亮或暗的程度,反光越多,明度值越高。
明度分级从纯黑色最低值“0”到纯白色最高值“10”。
3.饱和度色彩的强度或饱和程度和纯度。
某种特定色彩波长的光反射越多,这种色彩饱和度越高即色彩更深更纯。
4.透明性光线穿透的程度。
牙齿有三个重要的光学要素:荧光,乳光和透光性1.荧光牙齿(特别是牙本质)具有在紫外线照射下发出可见光的特性,现在市面上大部分瓷粉都有荧光效果,可以使修复体显示出自然的状态。
2.乳光是指某些具有透光性材料反射光呈蓝色而透射光呈红-橙色的特性。
3.透光性牙齿的生动程度主要是靠透光性来表达的。
开始比色前要排除主观和客观可能影响比色的因素。
主观因素1.色盲;2.年龄眼睛中的角膜和晶状体随着年龄的增长而变黄,会造成比色时棕黄色误差(30岁开始出现);3.视觉疲劳;4.营养黄斑变性被证实与摄入过高饱和脂肪食物有关;5.情绪情绪可以导致睫状体收缩或扩张从而影响瞳孔的直径,会直接影响色彩的辨别;6.药物酒精或吗啡对红橙黄的判断会变浅,对蓝绿紫的判断会加深。
《色彩学知识与牙科比色》系列讲座之四牙科比色相关的研究方法及进展刘峰北京大学口腔医学院·口腔医院·门诊部LIU FengOutpatient Dental Centre , School & Hospital of Stomatology, Pekjing University色彩学知识与牙科比色讲座IV牙科比色相关的研究方法及进展口腔色彩学研究是口腔医学科研领域的重要组成部分。
口腔色彩学研究主要包括天然牙颜色研究、牙科色彩识别方法研究以及口腔材料光学特性研究。
本节讲座将向大家介绍与牙科色彩识别相关的科学研究方法及进展,以利于更多对口腔色彩研究感兴趣的医生深入到这个领域中。
一对比色板的研究视觉比色的比色工具是比色板,每套比色板都是由一系列不同颜色的比色片组成的色彩定位系统,用以比对、确定天然牙的颜色,其作用与孟赛尔颜色系统中用来标定颜色的色卡类似。
制作修复体时,临床医生使用比色板与目标牙齿相比较,选取最接近的色号,用于和技师的交流。
作为比色标准的比色板需要满足以下几个要求:比色片颜色范围应包括大部分天然牙的颜色,即所覆盖的颜色空间与天然牙齿的颜色空间一致;比色片数目要适当,便于医生和技师选取颜色;比色片在颜色空间内的分布与排列应具有一定的系统性和逻辑型,设计应符合辨别颜色的基本原理,便于理解和掌握。
早在1931年,基于对6000多颗牙齿的测量,Clark医生就提出需要400多种牙齿颜色和300多种牙龈颜色的比色片才能覆盖全部天然牙齿和牙龈的颜色空间。
目前临床常用比色板包括Vita Classical比色板、Vita3D-Master比色板、Dentsply 比色板、Shofu Halo 比色板及Ivoclor Chromascop比色板等,这些比色板一般包括16-30个比色片,很难完全覆盖千差万别的牙齿颜色,因此比色板成为一些学者们研究的对象。
有些学者对各种比色板覆盖的色彩空间进行了测定与比较,以评价各种比色板颜色范围的全面性。
《色彩学知识与牙科比色》系列讲座之一
与牙科比色相关的
色彩学基本知识
刘峰
北京大学口腔医学院·口腔医院·门诊部
LIU Feng
Outpatient Dental Centre , School & Hospital of Stomatology, Pekjing
University
与牙科比色相关的色彩学基本知识
色彩学知识一直是口腔医学生、口腔临床医生培养中比较欠缺的内容。
很多医生比色时仅仅是凭感觉,或者说眼睛的直觉,致使比色“没有把握”、“比不准”。
一些非专门研究色彩问题修复专业的硕士、博士研究生,也经常对色彩学知识一知半解。
然而色彩问题是在美学修复过程中医生、患者高度关注的问题,仿真修复时首先考虑的就是怎样把颜色描述、再现准确。
天然牙齿的颜色千差万别,文献报道需要有400多种容颜可以分辨的颜色才能全面描述正常天然牙的各种颜色。
牙科比色不应是一项盲目的工作,而应该是在色彩学知识的指导下科学的进行。
本系列讲座希望通过通俗的语言,向大家简要介绍与牙科比色相关的色彩学基本知识,以及这些知识与临床比色工作之间的关系,促进修复专业医生科学的运用比色工具、比色系统及比色方法,掌握科学的思路解决修复中的颜色问题。
本讲座分为四讲,分别为与牙科比色相关的色彩学基本知识、影响牙科比色的因素、正确的牙科比色方法、与色彩学有关的科研问题。
一、色彩的感知
色彩与光密不可分,没有光的空间人看不到颜色。
光波是电磁波中的一部分,光波作用到人的视杆细胞、视锥细胞,会使人产生色觉,辨别出各种颜色。
人眼可感知的可见光波长在380nm-780nm之间,波长从长到短分别为赤橙黄绿蓝靛紫等不同彩色光(图1)。
物体的颜色可想象为经过物体透射或反射出来的“光”的颜色。
经过透明或半透明物体透射出来的光刺激到人眼,人感受到的颜色叫做物体的“体积色”;经过不透明或半透明物体表面反射出来的光刺激到人眼,人感受到的颜色叫做物体的“表面色”。
临床比色时一般关注的是牙齿的“表面色”,即牙齿表面反射的光的颜色;由于牙齿及修复材料都具有一定的半透明性,因此透射也是色彩学研究的重要内容。
人对色彩感知、判断的过程与光源、被观察物体、观察者感知系统三个要素相关。
光源是人感知色彩最基本的要素;光照射到物体上,哪部分波长的光被吸收、透射或反射,取决于物体本身的性质,是物体颜色的本质;光波进入观察者的眼睛,刺激视网膜的视杆细胞或视锥细胞,形成神经生物电脉冲讯号,通过视神经传入大脑,形成对颜色的感觉、判断,感知系统决定对色彩感知的准确性。
任何要素发生改变都会影响感知结果,在临床比色中需要注意避免各要素变化给颜色识别带来的不利影响。
图1:太阳光谱及可见光谱
二、色彩的三个属性
准确定位色彩需要描述色相、明度、饱和度三个属性,这也是探讨牙科比色中各种色彩问题的基础。
1、色相(hue):又称色调,是不同色彩之间彼此区分的本质特性,取决于光的主波长。
物体的色相决定于反射或透射的光的主波长,牙齿的色相由牙齿表面反射光的主波长决定。
2、明度(value):又称亮度,是指色彩由明到暗的变化,取决于物体反射或透射光线的能力。
物体能够反射或透射光线的比率高,物体的明度就高,反之明度就低。
物体“表面色”的明度取决于光的反射率(反射率=反射光的强度/入射光的强度)。
明度可通过黑、白、灰一系列的梯度变化来理解。
白色可以将所有光线反射,明度最高;黑色吸收所有光线,明度最低;按照对光吸收和反射所占的比例将各种灰色分为若干梯度,这些梯度就代表了不同的明度(图2)。
各种色相都存在不同的明度梯度(图3)。
同色相、不同明度的颜色,可想象为在中间色里掺入黑或白所得到的效果,掺入白色减少光吸收、增加光反射、明度升高,掺入黑色增加光吸收、减少光反射或透射、明度降低。
3、饱和度(chroma):又称为彩度、浓度、纯度,指色彩的浓淡、纯净程度,即色彩的鲜艳或黯淡的性质。
同色相、不同饱和度的颜色,可想象为把水逐渐加入到纯色的液体中,随着水的不断加入色彩浓度逐渐降低;同色相、同明度的颜色,饱和度的变化可想象为在纯色中加入同明度的灰色,由于没有改变反射光的主波长及反射率,因此色相、明度没有改变,只是饱和度逐渐降低,颜色越来越黯淡(图4)。
三、表色系统
通过领悟表色系统的结构原理,可以科学的理解各种颜色之间的关系,对牙科比色能够发挥重要的指导作用。
常用的表色系统包括孟塞尔表色系统、La*b*表色系统、LCH表色系统等,各个表色系统具有不同的特点。
1、孟塞尔(Munsell)表色系统:美国艺术家 Munsell于1898年发明,1905年正式确立。
孟塞尔表色系统用3000多张色卡组成色彩空间,直接表达色彩三要素(图5),至今仍然是色彩学界广泛应用的、指导视觉比色的表色体系。
孟塞尔表色系统的色彩空间的垂直轴表示明度,最上为白色,最下为黑色,中间为一系列的中性灰色,同明度平面的颜色明度相同;每明度平面上,按照角度逐渐变化的是色相,其极坐标角度可以表示该位置的色相;色彩到垂直轴之间的距离代表的是饱和度,越靠近垂直轴饱和度越低,越靠近周边饱和度越高。
(图6)
2、 L *a *b *表色系统:1976年由国际照明协会(CIE )确认,用假想球形三维立体结构表示
色彩(图7),是用于仪器测色的表色系统,可以测定连续的、精确的色度值。
L *轴(纵轴)
代表明度,意义与孟塞尔表色系统相同;色相、饱和度水平截面上利用假象的a *b *轴表达,
a *表示从绿(-a *)到红(+a *)的变化,
b *表示从黄(+b *)到蓝(-b *)的变化(图8)。
L *a *b *表色系统中可以计算出两种色彩的色差ΔE *ab ,目前包括口腔色彩学研究在内的学
术界都广泛采用L *a *b *表色系统。
但也很多文献认为,总色差ΔE *ab 并不能准确的表达两种色
彩给人带来的心理差距,在评价颜色差距时仅依据ΔE *ab 并不完全科学。
常用的色差计算的
方法如下:
ΔL*=L1-L2
Δa *= a *1-a *2
Δb *= b *1-b *2 *ab = (ΔL *2+Δa *2+Δb *2)1/2
3、 L*C*h 表色系统:由于L *a *b *表色系统中的a *和b *
不能单独、明确表达彩度及色相,为
此CIE 又制定了L *C *h 表色系统。
L *C *h 表色系统也是针对仪器测色的表色系统,采用与L *a *b
*表色系统相同的色彩空间,可以定位连续的色度值。
L *、C *、h 三个参数与孟塞尔表色系统结构相似,可反映色彩给人的心理感受。
L *同样代
表明度;C *ab 称为计量心理量饱和度(metric chroma),表现为对象的坐标点与纵轴之间的垂直距离,用以表示饱和度;H oab 称为计量心理量色相角(Metric Hue Angle),表现为对象的
坐标点与原点连结成的直线与a *轴(红色方向)之间的夹角,用以表示不同的色相。
(图9)
根据三角函数,L *C *h 表色系统的色度值与L *a *b *表色系统的色度值可互相换算:
C *ab =(a *2+b *2)1/2
H oab =tan-1(b */a *)
在L *C *h 表色系统内可以计算明度L *和彩度C *ab 的差异:
ΔL*=L*1-L*2
ΔC*ab =C*ab 1-C*ab 2
色相的差异ΔHoab需通过L*a*b*表色系统计算出的总色差ΔE*ab间接计算得出,即:ΔHoab=(ΔE*ab2-ΔL*2-ΔC*ab2)1/2
正是由于L*C*h表色系统不能直接计算总色差,因此不能被科研工作采用;但由于L*C*h 表色系统的结构与指导视觉比色的孟塞尔系统一致,因此其色度值更容易被口腔临床医生和技师所理解。
对于临床应用比色板进行视觉比色、理解颜色差异等工作,L*C*h表色系统的色度值更有指导意义。
参考资料来自Vita丰达牙科:。