彰化縣 108 年第 59 屆中小學科學展覽會

作品說明書

科 別：生活與應用科學科(一)(機電與資訊)

組 別：國中組

作品名稱：有夠逼真

～以色彩三原色分析不同影印機的色彩表現性

關 鍵 詞：影印機、色差、複印

編 號：國中應一 001

2

目錄

摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1

壹、研究動機 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1

貳、研究目的 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1

參、研究設備及器材 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2

肆、研究過程或方法 -------------------------------------------------------------------------------------------- 3

一、參考文獻----------------------------------------------------------------------------------------------- 3

二、研究過程----------------------------------------------------------------------------------------------- 7

伍、結果 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11

一、直接掃描與影印後掃描的分析 ------------------------------------------------------------------ 11

二、單一影印機色彩表現性分析 ---------------------------------------------------------------------- 13

三、標準值與影印機的差異 ---------------------------------------------------------------------------- 17

陸、討論 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 22

柒、結論 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

捌、參考資料及其它 -------------------------------------------------------------------------------------------- 24

1

摘要

影印機製品與原本顏色本來就會有色差，但不同的顏色又有不同差異，觀察到這個的

本組被引起了興趣。本作品主要探討影印機影印出的顏色與物品原本顏色之差異性，並順帶

分析單一影印機在三原色中的色彩表現性，首先定義出色彩表現性的觀念後以掃描方式得到

做為標準值的數值，依序影印下掃描過後的檔案後再次做掃描，將檔案處理過後用電腦的程

式語言指令分析出真正的數字，與標準值對比後便可得出其相似度。而結果可知，本研究所

使用的影印機的色彩表現性都相當出色，而單一影印機的影印結果其變異係數都極小，所以

影印機的穩定性是很高的這點無庸置疑，且不同顏色的色彩表現性也有不同的差異。

壹、研究動機

常常在想，為什麼人們無法將眼睛看到的顏色清楚地給表達出來？之前就有研究過影印

製品的本組，時常看到注意事項上寫著「有些微色差屬正常現象」這樣子的句子。明明就是

從影印機印出來的東西，為何會與電腦上所看到的顏色不一樣呢？人的眼睛感覺到的是顏色，

根據肉眼的感覺，只能夠初步判斷顏色的種類。很難精密的描述各種不同色彩表現的差異，

因此本組是採用彩色掃瞄器代替人眼作為偵測器，並把掃瞄器偵測的結果輸入電腦，精確地

找出多種顏色的數據差距，加以進行分析。

貳、研究目的

一、直接掃描與影印後掃描的分析

二、單一影印機色彩表現性分析結果

（一）、直接掃描色票的色彩表現性變異係數分析

（二）、影印 156 種色票的穩定性分析

（三）、R 牌-1 影印機直接掃描色票與 4 種影印機影印色票後再掃描的比較

三、探討三原色各種顏色的色彩表現性的差異

（一）、 紅色值比較

2

（二）、 綠色值比較

（三）、 藍色值比較

四、影印機影印結果的內部一致性統計

五、各影印機的相似度比較

參、研究設備及器材

圖 1-1

Double A

８０gsm 影印紙

圖 1-2

北星色票

圖 1-3

標籤紙

圖 1-4

【RICOH】MP-C

３５０３影印機

圖 1-5

FUJI XEROX

ApeosPortIV C５

５７５影印機

圖 1-6

KONICA

MINOLTA bizhub

C６５０影印機

圖 1-7

RICOH MP C５

５０１影印機

＊圖內的影印機之簡介

1、RICOH MP-C3503 影印機

輸出：每分鐘黑白 35 頁、彩色 35 頁，最大解析度：1200×1200dpi

3

2、RICOH MP-C5501 影印機

輸出：每分鐘黑白 55 頁、彩色 55 頁 解析度：600×600dpi

3、KONICA MINOLTA bizhub C650 影印機

輸出：因現在在網路上已無 KONICA MINOLTA bizhub C650 的型錄，故以其相近產

品影印機 KONICA MINOLTA bizhub C658 做簡介，KONICA MINOLTA bizhub C658

的輸出為每分鐘黑白 55 頁、彩色 55 頁。

4、FUJI XEROXApeosPortIV C5575 影印機

輸出：每分鐘黑白 55 頁、彩色 50 頁，最大解析度：1200×1200dpi

肆、研究過程或方法

一、參考文獻

（一）、色彩表現性

影印機的色彩表現性，很少有相關文獻加以討論，經小組討論之後，決定參

考有甚多文獻討論的演色性方法做為研究影印機的色彩表現性的方法，何謂演色性：

演色性是評估照明光源品質好壞的依據，或稱為演色性指數。由國際照明協會

（International Commission on Illumination，簡稱 CIE）

演色性的評估方式是利用國際照明協會，在 1995 年訂定 Munsell 中八個低飽和

度、幾乎涵蓋所有色相的顏色作為標準色樣（如圖 1）的基礎，再以該光源照射，經

由測量得知該光源的色溫 ，透過公式 1 計算出此光源下與同色溫的日光光源照射下

八種顏色的接近程度 Ri。並取此八個顏色的 Ri 數值，計算其平均，即可得到該照明

光的演色性，如公式 2。

4

（二）、JPEG 格式

因彩色影印機影印後，必需進行掃描，方能進行電腦分析，而掃描後的檔案格

式為 JPEG 格式，經查維基百科，所得訊息如下：JPEG 是由國際標準組織（ISO）

和國際電話電報諮詢委員會（CCITT）為靜態圖像所建立的第一個國際數位影像壓

縮標準，也是至今一直在使用的、應用最廣的圖像壓縮標準。

圖 2 國際照明協會訂定的八個標準色樣（R１至 R８）

在了解演色性的文獻之後，本組決定採用色彩三原色的分法，來決定影印機的

色彩表現性。

（三）、光的三原色－RGB 色彩空間

一般來說以光源投射時所使用的色彩是屬於「疊加型」的原系統，此系統中包含

了紅、綠、藍三種原色，亦稱為「三原色」。使用這三種原色可以產生其他顏色，例

如紅色與綠色混合可產生黃色或橙色，綠色與藍色混合可以產生青色（Cyan），藍與

紅色混合可以產生紫色或品紅色（Magenta）。當這三種原色以等比例疊加在一起時，

會變成灰色；若將此三原色的強度均至最大並且等量重疊時，則會呈現白色。

公式 1 公式 2

5

這套原色系統常被稱為

「RGB 色彩空間」，亦即由

紅（R）綠（G）藍（B）

所組合出的色彩系統。 圖 3 三原色

本組採用這套系統，以影印機直接掃描北星色票，以此訂為標準，再跟其他影印

機的彩印能力比較，決定該影印機的色彩表現性，需注意的是北星色票有１６７色，但

最後１１色為灰階色只呈現黑白灰階，不呈現彩色，不在吾人的研究範圍之內，故際研

究為１５６色。

（四）、程式設計－MATLAB 數學軟體

一款由美國 The MathWorks 公司出品的商業數學軟體。

MATLAB 是一種用於演算法開發、資料視覺化、資料分析

以及數值計算的進階技術計算語言和互動式環境。除了矩

陣運算、繪製函數/資料圖像等常用功能外，MATLAB 還可

以用來建立使用者介面及與呼叫其它語言編寫的程式

（五）、孟賽爾顏色系統（Munsell Color System）

是色度學（或比色法）裡透過明度

（value）、色相（hue）及色度（chroma）三個

維度來描述顏色的方法。這個顏色描述系統是由

美國藝術家阿爾伯特·孟塞爾（Albert H. Munsell，

1858－1918）在 1898 年創製的，在 1930 年代為

USDA 採納為泥土研究的官方顏色描述系統。至

今仍是比較色法的標準。

6

（六）、內部一致性信度的相關意義

「內部一致性信度」是指一項問卷測驗的結果與其同一面向的題目間的相關或

一致性。判斷其好壞的標準是採用「克隆巴赫係數」（英語：Cronbach's alpha），其

與內部一致性的參考表如圖 6，計算方式如圖 7：

＊圖７ 中α為估計的

信度（測量結果的一致性、

穩定性及可靠性），n 為

測驗總題數， 在題目 i

之分數的變異數， 總

分變異數。

二、研究過程

(一)、研究流程

實驗研究流程圖:

圖 7 係數計算公式

圖 6 克隆巴赫係數對照表

紅色值

藍色值

綠色值

綠色值

紅色值

藍色值

以掃描為標準

由標準比較出 4 台影印機的色彩表現性

討論 結論

直接掃描北星色帖

以四種不同影印機彩色影印北星

色帖，再掃描

影印機的色彩表現性

色彩三原色

7

(二)、色票先掃描後影印

1、直接以 RICOH MP-C3503 影印機掃描北星 167 色實用色票中的彩色色帖，共 156

張。

2、將北星 167 色實用色票中的彩色色帖，共 156 張，放於四種不同影印機下進行彩

色影印，所採用的影印紙一律為 Double A 80gsm 影印紙，雖然有影印店的老闆想

採用他們店家自己的影印紙，但我們均委婉向他們說明，基於研究的需要，我們

希望以 Double A 80gsm 影印紙進行影印。

3、影印完成後，再用 RICOH MP-C3503 影印機進行掃描。

（三）、色票的掃描後處理

1、掃描之後，標準色票位於左下角，其餘部分為空白部分（如圖 3）

2、因目標區為色票部分，且 RICOH MP-C3503 影印機解析度極強，檔案甚大，因為

決定採用切割法取出待分析部分。（如圖 4）

3、切割的主要目的為取出待分析區的部分，採用 photoscape 軟體切割，以編號 aa003

色票為例

圖 8 掃描示意圖

圖 9 切割示意圖

4.隨機從截圖採取三片，做為待分析樣品，分析色票 156 色

8

圖 10 待分析樣品

（四）、電腦影像處理

數位影像在電腦裏是以陣列的方式來儲存，而 Matlab 又是陣列運算的翹楚（洪

維恩，民 97），因此我們選擇以 Matlab 來處理數位影像。處理的目標為將彩色影

像轉為以數字代表的三原色：

1. 彩色影色處理：以處理東亞省電黃光為光源對標準色票拍照結果 JPG 的

Matlab 程式為例，加以說明：

1 clear all;

2 fw1=fopen('rR1BAA1.txt','a');

3 fw2=fopen('gR1BAA1.txt','a');

4 fw3=fopen('bR1BAA1.txt','a');

5 for i1=1:156

6 prefix = 'R1BAA';

7 f=imread(['R1BAA',num2str(i1),'.jpg']);

8 k1=0;

建立一個迴圈供讀入 156色票相片檔

開三個可寫入的檔案

清除記憶體中的變數與函數

讀入 156色的相片檔

9

9 k2=0;

10 k3=0;

11 m1=0;

12 m2=0;

13 m3=0;

14 fred=f(:,:,1);

15 fgreen=f(:,:,2);

16 fblue=f(:,:,3);

17 fprintf(fw1,'%d,',i1);

18 fprintf(fw2,'%d,',i1);

19 fprintf(fw3,'%d,',i1);

20 for x=1:100

21 for y=1:100

22 k1=fred(x,y);

23 m1=double(k1);

24 fprintf(fw1,'%d,',m1);

25 k2=fgreen(x,y);

26 m2=double(k2);

27 fprintf(fw2,'%d,',m2);

28 k3=fblue(x,y);

29 m3=double(k3);

30 fprintf(fw3,'%d,',m3);

31 end

32 end

把 156色色票編號寫入各顏色

（紅、綠、藍）待寫檔案第 1行

建立迴圈以便讀讀

及寫入色票相片值

將紅、綠色值寫入

綠色檔案

10

33 fprintf(fw1,'%d\n',i1);

34 fprintf(fw2,'%d\n',i1);

35 fprintf(fw3,'%d\n',i1);

36 end

37 fclose(fw1);

38 fclose(fw2);

39 fclose(fw3);

伍、結果

一、直接掃描與影印後掃描的分析

（一）、北星 167 色票，因最後 11 張為黑白灰階值，不在研究範圍之內，其餘 156 張彩

色色票節錄至表１。

表 1 部份顏色節錄

編碼 內編 色名 曼色 曼色碼 C M Y K

AA001 v1 鮮紅 10RP 4/12 0 100 60 0

AA002 v2 鮮紅色 4R 4.5/14 0 100 70 0

AA003 b2 明紅色 4R 6/12 0 80 50 0

AA004 s2 強紅色 4R 4.5/12 20 95 70 0

AA005 dp2 深紅色 4R 3.5/12 10 100 50 30

AA006 lt2 淺紅色 4R 7.5/8 0 55 30 0

AA007 sf2 軟紅色 4R 20 60 40 0

AA008 d2 濁紅色 4R 5/7.5 40 70 50 0

AA009 dk2 暗紅色 4R 2/6 40 70 55 35

AA010 p2 淡紅色 4R 8.5/3.5 10 30 10 0

AA011 ltg 淺灰紅 4R 8.5/3.5 10 30 10 10

把 156色色票編號寫入紅、

綠、藍色待寫入檔案最後 1行

關閉紅、綠、藍色值檔案

11

實際上北星色票含 12 色相（紅、紅橙、黃橙、黃、黃綠綠、青綠、青、藍、青紫、

紫、紅紫）及 12 色調（鮮 v、明 b、淺 lt、淡 p、強 s、深 dp、暗 dk、軟 sf、濁 d、淺灰

ltg、灰 g、暗灰 dkg）

可見北星色票涵蓋日常生活中絕大多數顏色，以此為被照明標的，非常具有代表性。

左方上圖為 RICOH MP-C3503 影印機

對 aa003 號色票直接掃描的情形，下圖為

RICOH MP-C3503 影印機對 aa003 號色票

先進行影印，再進行掃描的情形。

如果以肉眼來分辦，其實很難明確形容出兩者之間的差

異，如果以 Matlab 程式分析，則很容易區辨，下圖 7 為 RICOH

MP-C3503 影印機對 aa003 號色票直接掃描的紅色值分析，右圖為右圖為 RICOH MP-C3503

影印機對 aa003 號色票先進行影印，再進行掃描的紅色值分析

圖 12-1 直接掃描的紅色值分析 圖 12-2 先印後掃描的紅色值分析

發現兩值的值有所不同，且將顏色數值化，非常方便計算其中的差異並做統計。

以此基礎，進行各種統計分析。

圖 11 比較差別圖

12

二、單一影印機色彩表現性分析

（一）、R 牌-1 影印機直接掃描色票的色彩表現性變異係數分析：

R 牌-1 影印機直接掃描色票之色彩表現性將做為標準色彩表現性，也就是

色彩表現性訂為 100，但前題是必需其穩定性需高，才能訂為標準，分析其穩

定性如下

1. R 牌-1 影印機直接掃描之紅色值的穩定性

表 2 為 R 牌-1 影印機直接掃描 156 色色票，每片色票切片後隨機取 3

片的紅色值平均及標準差，因變異係數均極小（小於 0.4%）可見其穩定性

相當高。

表 2 R 牌之一影印機直接掃描色票之紅色值之統計（節錄）

編號 aa001 aa002 aa003 aa004 aa005 aa006 aa007

R 牌-1

直接掃

描平均

值

205.9331 245.7500 254.9636 235.3117 200.2406 254.9308 253.9876

標準差 0.2158 0.0000 0.0365 0.2969 0.6516 0.0607 0.8630

變異係

數

0.1048% 0.0000% 0.0143% 0.1262% 0.3254% 0.0238% 0.3398%

2. R 牌-1 影印機直接掃描色票之綠色值的穩定性

表 3 為 R 牌-1 影印機直接掃描 156 色色票，每片色票切片後隨機

取 3 片的綠色值平均及標準差，因變異係數均極小（小於 4%）可見其

穩定性相當高。

13

表 3 R 牌-1 影印機直接掃描色票之綠色值之統計（節錄）

編號 aa001 aa002 aa003 aa004 aa005 aa006 aa007

R 牌-1

直接掃

描平均

值

2.1473 2.3879 129.0761 57.8722 4.6576 172.2882 158.9028

標準差 0.0841 0.3521 0.1805 0.4165 0.0918 1.2433 1.1619

變異係

數

3.9168% 14.7452

%

0.1398% 0.7196% 1.9712% 0.7216% 0.7312%

3. R 牌-1 影印機直接掃描色票之藍色值的穩定性

表 4 為 R 牌-1 影印機直接掃描 156 色色票，每片色票切片後隨機

取 3 片的藍色值平均及標準差，因變異係數均極小（小於 6%）可見其

穩定性相當高。

表 4 R 牌-1 影印機直接掃描色票之藍色值統計（節錄）

編號 aa001 aa002 aa003 aa004 aa005 aa006 aa007

R 牌-1

直接掃

描平均

值

36.9717 49.6052 95.7067 73.6940 21.7548 145.3318 136.1146

標準差 1.1997 2.5209 0.4404 0.3779 0.8500 0.8230 1.1456

變異係

數

3.2449% 5.0820% 0.4601% 0.5128% 3.9073% 0.5663% 0.8417%

4. R 牌-1 影印機直接掃描色票小結

掃描後圖形無論紅色值、綠色值或藍色值，其變異係數均極小，因此

穩定性極高，此一操作的再現性很高。

（二）、各種影印機影印 156 種色票的穩定性分析：

14

各種影印機仍需做穩定性分析，若變異係數低，則穩定性就高，我們

以 R 牌-1 影印機為例

1. R 牌-1 影印機影印色票後再掃描之紅色值的穩定性

表 5 為 R 牌-1 影印機影印色票後再掃描，每片色票切片後隨機取 3

片的紅色值統計分析，因變異係數均極小（小於 2%）可見其穩定性相當

高。

表 5 R 牌-1 影印機影印各色票再掃描之紅色值統計（節錄）

編號 aa001 aa002 aa003 aa004 aa005 aa006 aa007

R 牌-1 208.3864 234.3075 241.7884 238.2010 203.6895 250.0811 250.9097

標準差 2.6371 0.2536 1.1270 0.8851 3.8552 0.3039 1.1212

變異係

數

1.2655% 0.1082% 0.4661% 0.3716% 1.8927% 0.1215% 0.4469%

2. R 牌-1 影印機影印色票後再掃描之綠色值的穩定性

表 6 為 R 牌-1 影印機影印色票後再掃描，每片色票切片後隨機取 3 片

的統計分析，因變異係數均小（小於 28%）可見其穩定性相當高。

表 6 R 牌-1 影印機影印各色票再掃描之綠色值統計節錄）

編號 aa001 aa002 aa003 aa004 aa005 aa006 aa007

R 牌-1 22.5170 18.7027 118.7115 41.0516 25.2312 177.5281 165.8103

標準差 5.2607 5.2243 2.0671 5.7605 4.4407 0.4210 3.4558

變異係

數

23.3631

%

27.9335

%

1.7413% 14.0323

%

17.6000

%

0.2371% 2.0842%

3. R 牌-1 影印機影印色票後再掃描之藍色值的穩定性

表七為 R 牌-1 影印機影印色票後再掃描，每片色票切片後隨機取 3 片

的統計分析，因變異係數均很小（小於 6%）可見其穩定性相當高。

15

表 7 R 牌-1 影印機影印各色票再掃描之藍色值統計（節錄）

編號 aa001 aa002 aa003 aa004 aa005 aa006 aa007

R 牌-1 47.3723 52.2489 79.4428 63.2095 40.1963 155.8504 145.1246

標準差 1.8806 3.3489 0.5859 0.6458 0.7328 2.4193 1.4582

變異係

數

3.9697% 6.4094% 0.7375% 1.0217% 1.8230% 1.5523% 1.0048%

4. R 牌-1 影印機影印機及其他廠牌的穩定性小結

因影印後掃描圖樣無論紅色值、綠色值或藍色值，其變異係數均很

小，因此內部一致性極高。可見 R 牌-1 影印機的影印的穩定性很高，亦即

影印的再現性極佳。實驗證實，其他三種影印機（K 牌、F 牌、R 牌之二）

亦是如此。

（三）、R 牌-1 影印機直接掃描色票與 4 種影印機影印色票後再掃描的紅色值比較，

以 K 牌影印機影為例

藍色表示 R 牌-1 影印

機，直接掃描色票的紅色值，

橙色表示 K 牌影印機影印色票

後再掃描的紅色值，可見兩者

重合度很高，K 牌影印機的紅

色影印力極佳。

圖 13

各色票影印機 R 牌-1 影印機直接掃描（橙色）

與 K 牌影印後掃描（藍色）之比較。

（橫軸表示 156 種不同色票，縱軸表示紅色值）

16

三、標準值與影印機的差異

（一）、色票直接掃描之色彩表現性內部一致性統計分析：

色票直接掃描之色彩表現性將做為標準色彩表現性，也就是色彩表現性訂為 100，

但前題是必需其內部一致性需高，才能訂為標準，分析其內部一致性如圖 8

圖 13－1

影印機紅色值掃描與影印內部一致性

(縱座標為標準差，橫座標為色票)

圖 13－2

影印機綠色值掃描與影印內部一致性

(縱座標為標準差，橫座標為色票)

圖 13－3

影印機藍色值掃描與影印內部一致性

(縱座標為標準差，橫座標為色票)

圖 13 藍色部分為直接掃描 156

色色票，每片色票切片後隨機取 3

片的各顏色數值平均，橙色部分為

標準差，可見其內部一致性相當高。

（二）、其他各種影印機影印 156 種色票的內部一致性統計分析：

其他各種影印機仍需做內部一致性的分析，最簡單的分析方法為比較平均值

及標準差，下面圖 14、圖 15 即是 R 牌-1 影印機內部一致性的分析，本組用長條圖

來顯示結果：

17

圖 14-1

R 牌-1 紅色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸紅色值）

圖 14-2

R 牌-2 紅色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸紅色值）

圖 14-3

K 牌紅色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸紅色值）

圖 14-4

F 牌紅色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸紅色值）

圖 14 4 種影印機影印 156 種色票紅色值的統計分析

圖 14 中，藍色表示平均紅色值，橙色表示紅色值的標準差，可見標準差與平均值相差

甚大，內部一致性很高。

三原色中紅色值在影印製品的顯色性算是很不錯的，比對圖 14 便可知道，其標準值與

平均值的差是三原色中最大的，由此可知其內部一致性在各影印機中都極高。

18

圖 15-1

R 牌-1 藍色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸藍色值）

圖 15-2

R 牌-2 藍色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸藍色值）

圖 15-3

K 牌藍色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸藍色值）

圖 15-4

F 牌藍色值與內部一致性

（橫軸代表色票編號，縱軸藍色值）

圖 15 為 4 種影印機影印 156 種色票藍色值的統計分析

圖 15 中，藍色表示平均藍色值，橙色表示藍色值的標準差，可見標準差與平均值

相差甚大，內部一致性很高

三原色中藍色值在影印製品的顯色性是普通的，比對圖 15 便可知道，其標準值與

平均值的差是三原色中算中等的，由此可知其內部一致性在各影印機中都極高。

19

有了極高的直接掃描結果內部一致性與4種影印機影印156種色票結果內部一致性，

本組可進一步研究 4 種影印機之演色性。

（三）、4 種影印機影印色票對直接掃描色票的紅色值比較

圖 16-1

R 牌-1 直接掃描色票的紅色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示紅色值）

圖 16-2

R 牌-2 直接掃描色票的紅色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示紅色值）

圖 16-3

K 牌直接掃描色票的紅色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示紅色值）

圖 16-4

F 牌直接掃描色票的紅色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示紅色值）

圖 16 4 種影印機對直接掃描色票的紅色值比較

20

圖 16 為 4 種影印機對直接掃描色票的紅色值比較，藍色表示直接掃描色票的紅色

值，橙色表示 4 種影印機影印色票的紅色值，可見兩者重合度很高，4 種影印機影的紅

色影印力極佳。

（四）、4 種影印機影印色票對直接掃描色票的綠色值比較

圖 17-1

R 牌-1 直接掃描色票的綠色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示綠色值）

圖 17-2

R 牌-2 直接掃描色票的綠色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示綠色值）

圖 17-3

K 牌直接掃描色票的綠色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示綠色值）

圖 17-4

F 牌直接掃描色票的綠色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示綠色值）

圖 17 4 種影印機對直接掃描色票的綠色值比較

21

圖 17 為 4 種影印機對直接掃描色票的綠色值比較，藍色表示直接掃描色票的綠

色值，橙色表示 4 種影印機影印色票的綠色值，可見兩者重合度很高，4 種影印機影的

綠色影印力極佳

（五）、4 種影印機影印色票對直接掃描色票的藍色值比較

圖 18-1

R 牌-1 直接掃描色票的藍色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示藍色值）

圖 18-2

R 牌-2 直接掃描色票的藍色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示藍色值）

圖 18-3

K 牌直接掃描色票的藍色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示藍色值）

圖 18-4

F 牌直接掃描色票的藍色值比較

（橫軸表示不同色票，縱軸表示藍色值）

圖 18 4 種影印機對直接掃描色票的藍色值比較

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圖 18為 4種影印機對直接掃描色票的藍色值比較，藍色表示直接掃描色票的藍色值，

橙色表示 4 種影印機影印色票的藍色值，可見兩者重合度很高，4 種影印機影印的藍色

影印力極佳。

陸、討論

一、直接掃描與影印後掃描的差異

本研究主要想知道直接掃描與影印後掃描的具體差異數據，我們將色票先直接掃

描後影印，影印紙必須統一用相同的，再次掃描後與第一次直接掃描的結果先以肉眼觀

察，發現其確實是有差異的，隨後再以 Matlab 程式將顏色數值化，就有了具體數字來解

釋兩者顏色的差異以此為基礎，進行各種統計分析。

（一）、因主要是研究不同顏色的表現性，故將色票中的灰白色系（11 張）先行去除，

共有 156 張色票作為實驗樣本。本組所得的數據結果顯示其兩者的差異是極小

的，由結果可知影印機的色差算是很小的了。

（二）、本組所使用的數據統計是以寫程式的方式執行，方便快速又能達到極高的成效，

數位影像在電腦裏是以陣列的方式來儲存，而 Matlab 又是陣列運算的翹楚（洪

維恩，民 97），因此我們選擇以 Matlab 來處理數位影像。

二、單一影印機色彩表現性分析結果：

（一）、直接掃描色票的色彩表現性變異係數分析：掃描後圖形無論紅色值、綠色值或

藍色值，其變異係數均極小，因此穩定性極高，此一操作的再現性很高。

（二）、影印 156 種色票的穩定性分析：因影印後掃描圖樣無論紅色值、綠色值或藍色

值，其變異係數均很小，因此內部一致性極高。可見 R 牌-1 影印機的影印的穩

定性很高，亦即影印的再現性極佳。實驗證實，其他三種影印機（K 牌、F 牌、

R 牌之二）亦是如此。

（三）、R 牌-1 影印機直接掃描色票與其他影印機影印色票後再掃描的比較（以 K 牌影

印機影為例）：取Ｒ牌-1 與 K 牌影印機影印 156 張色票的數據來比較，其重合度

很高。

23

三、探討三原色各種顏色的色彩表現性的差異：

同一台影印機所表現出的三原色與標準值都 略有差異，相似度均不一致。直接掃

描在紅色值、綠色值或藍色值，均高於 44 款影印機影印色票後再掃描，由此知影印機

的色彩表現性雖好，但直接掃描扔然略勝一籌。

（一）、紅色值比較：以Ｒ牌-1 的單一分析來看，紅色的變異係數是最小，穩定性最佳，

而 R 牌-1 與其他影印機比較的結果顯示，紅色值的穩定性確實是三原色中最高

的，其餘影印製品也是。

（二）、綠色值比較：以Ｒ牌-1 的單一分析來看，綠色的變異係數是最大，穩定性最差，

而 R 牌-1 與其他影印機比較的結果顯示，綠色值的穩定性確實是三原色中最低

的，其餘影印製品也是。

（三）、藍色值比較：以Ｒ牌-1 的單一分析來看，藍色的變異係數是介於中間的，穩定

性普通，而 R 牌-1 與其他影印機比較的結果顯示，藍色值的穩定性在三原色算

是中等，其餘影印製品也是。

四、色票直接掃描之色彩表現性的內部一致性統計：

以實測內部一致性最簡單的方法：比較平均值及標準差來測它的內部一致性，發現

無論是直接掃描色票或是 4 款影印機影印色票後再掃描，其三原色的內部一致性均極高，

顯示此一方法值得信賴。經統計分析製成表格，直接掃描的色彩表現性值訂為 100，其中

取數張色票進行色彩分析，所得到結果為有些微差異，所以與原始色票不可能顏色一致。

五、各影印機的相似度比較：

FUJI C5575 影印機的色彩表現性最佳，其次為 KONICA C650 影印機，再其次為

RICOH C5501 影印機，RICOH-C3503 影印機色彩表現性最佳最差，但其實差異不大。整

體而言，4 種影印機的色彩表現性均極佳，至少都有 93％以上。

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柒、結論

一、將影印出的色票轉換成數字數據後，差異雖很小但還是有，但大致算是非常相似的，色

彩表現性數字都高於 93，由此可知影印機的色彩表現性均算是很好的

二、R 牌-1 影印機影印紅色、綠色、藍色色票（各取三個切片）後其變異係數都很小，若將

影印範圍擴大成全部 156 張色票，其變異係數也都極小，其他實驗的影印機亦是如此。

若將 R 牌-1 與其他影印機比較，重和度也都很高，所以影印機確實有顯示其有一定的穩

定性

三、三原色的影印結果都有差異，結果顯示不同顏色確實會影響影印機的色差大小。

四、將 156 張色票先影印在掃描後的數據統計後與作為標準值的直接掃描數據製成統計圖，

每片色票切片後隨機取 3 片的各顏色數值平均，但結果均有差異，所以影印機製品不可

能與電腦螢幕的顏色是 0 色差的。

五、各影印機與標準值的差異如表 8，以上，值的注意的是 RICOH 的兩款影印機，RICOH C5501

影印機與 RICOH-C3503 影印機的色彩表現性很接近，這意味著這兩款影印機雖然型號不

同，但色彩表現性相似，表示這兩款影印機的技術層次是類似的。

表 8 標準值與影印機的差異

表現性

影印機

紅色

色彩表現性

綠色

色彩表現性

藍色

色彩表現性

整體

色彩表現性

直接掃描 100.00 100.00 100.00 100.00

F 牌影印機 92.77 94.89 95.27 94.31

K 牌影印機 92.46 95.24 94.93 94.21

R 牌-2 影印機 97.01 94.33 89.74 93.70

R 牌-1 影印機 92.83 93.53 93.84 93.40

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捌、參考資料及其它

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取自 https://zh.wikipedia.org/wiki/JPEG

五、維基百科（2019 年 1 月 18 日）。三原色光模式。【線上論壇】。

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十二、維基百科（2019 年 2 月 26 日）。孟賽爾顏色系統。【線上論壇】。

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