顏色測量的原理是什么?顏色測量的方法及儀器有哪些?

? DOHO標(biāo)準(zhǔn)光源箱 ????|???? ?2023-02-09

在產(chǎn)品質(zhì)量的檢測中,顏色是一個(gè)重要的檢測指標(biāo),它不僅影響消費(fèi)者的感官體驗(yàn),而且還會(huì)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售產(chǎn)生重要的影響,因此,對(duì)有色行業(yè)來說,產(chǎn)品顏色質(zhì)量的管控就顯得極其的重要。那么,顏色測量的原理是什么?顏色測量的方法及儀器有哪些?本文為大家進(jìn)行了簡要介紹。

色差儀

顏色測量的原理:

根據(jù)顏色理論可知,顏色感覺的產(chǎn)生受到多方面因素的影響,對(duì)顏色進(jìn)行目測觀察時(shí),會(huì)受到光源、周圍環(huán)境光、色適應(yīng)以及人眼視覺相應(yīng)特點(diǎn)等不同等因素的影響。到目前還不能真正的實(shí)現(xiàn)完全模擬人類的顏色視覺系統(tǒng),進(jìn)而重現(xiàn)真實(shí)的顏色感覺。但由于在特定環(huán)境下,顏色感覺和光刺激相互對(duì)應(yīng),可以依照CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)來計(jì)算光刺激產(chǎn)生時(shí)的顏色感覺,根據(jù)這個(gè)原理,可以建立一個(gè)顏色測量的體系。顏色測量所測量的都是光刺激的光度特性,通過光刺激的光譜分布可以計(jì)算出特定條件下的顏色感覺。

XYZ色度學(xué)系統(tǒng)中顏色的三刺激值按如下公式計(jì)算:

(顏色三刺激值計(jì)算公式)

式中,λ——波長,范圍為380~780nm;

S(λ)——光源的光譜分布,通常根據(jù)實(shí)際需要選擇某個(gè)CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體,如 A 或 D65;

x(λ)、y(λ)、z(λ)——CIE 1931 標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值;

ρ(λ)——物體的光譜反射率(或光譜透射率)。

因此,只要測得反射樣品的光譜反射率ρ(λ)(一般由分光光度計(jì)和光電色度計(jì)進(jìn)行測量),就可以通過上式計(jì)算得到顏色的三刺激值,得到相應(yīng)的顏色感覺。


顏色測量的方法:

顏色測量一般可分為如下三種方法:

(1)色一致方法(目視法)

(2)光譜光度測色方法

(3)三刺激值法

色一致方法是一種較老的同時(shí)也是色度測量的基本方法。在進(jìn)行目視比較測量時(shí)應(yīng)具有一定的亮度水平。從而使人眼錐體細(xì)胞處于工作狀態(tài),同時(shí)也應(yīng)該根據(jù)CIE的規(guī)定選擇一定的視場大小。利用色卡進(jìn)行目視比較的顏色測量方法,雖不屬儀器,但由于簡便、價(jià)廉,在要求不甚嚴(yán)格的情況下,仍作為比較顏色和半定量的測色手段而流行。

光譜光度法測量顏色,主要是測量物體的光譜反射率分布或物體的光度特性,然后再由這些光譜相加混色。通過計(jì)算的方法求得物體在各種標(biāo)準(zhǔn)光源(施照體)照明條件下的三刺激值,這就是光譜光度計(jì)的測色原理。

三刺激值法(光電積分法)是通過把接收器響應(yīng)匹配成所要求的CIE標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線或某一特定的響應(yīng)曲線,以達(dá)到對(duì)被測量的光譜功率進(jìn)行積分測量。它主要是通過顏色玻璃濾光片和光電轉(zhuǎn)換器的適當(dāng)組合來模擬標(biāo)準(zhǔn)觀察者對(duì)顏色的三種響應(yīng)。對(duì)于這種儀器最常見的則是測色色差計(jì)。


顏色測量的儀器:

借助標(biāo)準(zhǔn)光源和人類視覺模型,我們可以使用以下三種測量方式來量化我們所見顏色的光譜信息。

1.密度儀

我們可以通過將光引導(dǎo)至物體表面,并測量通過濾光片返回的光量來計(jì)算密度。這種方式不直接讀取顏色,但可以計(jì)算色塊的相對(duì)密度,只是在某些情況下,數(shù)碼攝影師并不常用。

2.色度計(jì)

我們可以通過密度計(jì)等過濾測量光線,但過濾器和內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)與人的視覺比較接近?!氨壬ā睂?shí)際上是將顏色變量的三個(gè)因素中的兩個(gè)(即光源和觀察者)標(biāo)準(zhǔn)化,然后結(jié)合物體一起使用,以獲得數(shù)據(jù)。色度計(jì)經(jīng)常用于對(duì)顏色的檢測和分析。

3.分光光度計(jì)

也稱為光譜儀,通過對(duì)全光譜的測量可以更準(zhǔn)確地獲得更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。無論是手持還是臺(tái)式,都可以測量反射數(shù)據(jù),并在某些情況下對(duì)顯示器和透明膠片進(jìn)行透射式測量。