顏色測(cè)量的原理以及色彩理論的發(fā)展

? DOHO標(biāo)準(zhǔn)光源箱 ????|???? ?2019-12-24

標(biāo)準(zhǔn)光源箱是一種目視測(cè)色設(shè)備,我們?cè)趹?yīng)用標(biāo)準(zhǔn)光源箱檢定產(chǎn)品顏色時(shí),就需要了解顏色測(cè)量的基本原理。下文就給大家?guī)砩世碚摰陌l(fā)展歷程,感興趣的小伙伴不妨來看看吧!

顏色測(cè)量的原理

標(biāo)準(zhǔn)光源箱顏色檢測(cè)原理:

人們觀察到物體的顏色會(huì)根據(jù)照明光源的變化而改變,想要評(píng)定產(chǎn)品的外觀色彩,就需要統(tǒng)一顏色測(cè)量時(shí)的照明光源以及觀測(cè)條件。經(jīng)過色彩理論的不斷發(fā)展,國(guó)家照明委員會(huì)(CIE)就推薦了用于顏色檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)光源。

標(biāo)準(zhǔn)光源箱就是一種配置了多種標(biāo)準(zhǔn)光源的照明燈箱設(shè)備,可以滿足用戶各種顏色檢測(cè)光源需求。目視測(cè)色時(shí),只需要切換至客戶指定的光源,將待測(cè)試樣放入標(biāo)準(zhǔn)光源箱中,按照相關(guān)目視測(cè)色規(guī)定操作,即可評(píng)定產(chǎn)品的顏色。

色彩理論的發(fā)展:

艾薩克·牛頓:光的多種顏色

很早以前,人們對(duì)人眼感色的原理并不來了解,直到艾薩克·牛頓(1642-1727)使用玻璃棱鏡證明了一束白光可以被分成可見光譜,才開始將光源與顏色聯(lián)系起來。他在實(shí)驗(yàn)中通過折射和彎曲光線,將其分成單色光,為我們提供了一種描述我們可見顏色范圍的有意義的方式,即ROYG.BIV-紅色,橙色,黃色,綠色,藍(lán)色,靛藍(lán)和紫色。

基于這種認(rèn)知,牛頓開發(fā)了NewtonColorCircle(牛頓色環(huán)),開始對(duì)互補(bǔ)色和加色混合進(jìn)行有趣的研究。

托馬斯·楊:人眼混合感知色彩

在19世紀(jì)早期,托馬斯·楊發(fā)表了他的觀點(diǎn),即人眼包含三種不同類型的顏色感受器,分別用于混合紅色、綠色和藍(lán)色,從而創(chuàng)造出我們可以看到的各種顏色。

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋:電磁能

19世紀(jì)60年代,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋通過證明紅色、綠色和藍(lán)色的組合可用于創(chuàng)造幾乎任何其他所需的顏色,將托馬斯·楊的思想進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)光大。

雖然意識(shí)到無法使用三種基色組合形成整個(gè)色調(diào)范圍,但他很快就發(fā)現(xiàn)通過一些減法,就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)色域。今天,這種現(xiàn)象被稱為人類三色刺激反應(yīng)。

然麥克斯韋并不是第一個(gè)提出光線“波動(dòng)”論的人,但是他證明了光是電磁能量的一種形式,且波長(zhǎng)范圍在380nm(紫色)到750nm(紅色)之間。如今我們可以在該范圍內(nèi)用特定數(shù)字指定可見光譜的點(diǎn),比牛頓的RoyG.Biv更精確!

那些波長(zhǎng)小于380nm和大于750nm的光呢?麥克斯韋理論認(rèn)為它們同樣存在,但是我們的眼睛看不到它們。今天我們知道波長(zhǎng)大于750nm的是紅外線,小于380nm的是紫外線。

麥克斯韋還認(rèn)識(shí)到,顏色的色調(diào)和飽和度(也被稱為彩度)與亮度無關(guān),提前窺見了CIE色度圖中發(fā)展的內(nèi)容。

Guild&Wright:色彩空間

在20世紀(jì)20年代晚期,W.DavidWright和JohnGuild繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以評(píng)估看到可見光譜中任意一種顏色需要多少紅色、綠色或藍(lán)色光能。他們的研究顯示,可見光譜中顏色的波長(zhǎng)與人眼可以感知的顏色之間存在聯(lián)系。

國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)將Guild和Wright的研究發(fā)布為1931 RGB色彩空間,進(jìn)而形成了CIE1931 XYZ色彩空間。雖然這些數(shù)學(xué)方程式幫助我們量化了人類對(duì)色彩的視覺反應(yīng),并且是顏色測(cè)量設(shè)備的基礎(chǔ),但是科學(xué)家們很快就認(rèn)識(shí)到這個(gè)由如此多綠色組成的二維模型并不完美。

理查德·亨特:L*a*b*

基于麥克亞當(dāng)?shù)难芯?,理查德·亨特?0世紀(jì)40年代創(chuàng)造了一種新的三刺激色彩模型。這個(gè)色彩空間(被他稱為L(zhǎng)*a*b*)使用三個(gè)軸來表示感知色差的近似均勻間隔。垂直軸L表示亮度/暗度,白色為100,黑色為0,用于表示深色和淺色調(diào)之間的差異。水平軸a和垂直軸b代表主色軸,正a為紅色,負(fù)a為綠色;正b為黃色,負(fù)b為藍(lán)色。

通過這一顏色模型,亨特開發(fā)了一種在色彩空間中繪制精確顏色的方法,并使用DeltaE表征總色差。

31年后,CIE發(fā)布了一個(gè)更新的模型CIEL*a*b* 只對(duì)亨特的原始數(shù)學(xué)方法做了一些小改動(dòng)。如今,它是報(bào)告色度值的推薦方法,也是我們?cè)S多顏色測(cè)量?jī)x器使用的數(shù)學(xué)方法。

綜合來看,在顏色測(cè)量行業(yè)發(fā)展的今天,人們總結(jié)出,肉眼直接觀測(cè)顏色必須有三個(gè)條件:照明光源、物體和眼睛。同樣,對(duì)于測(cè)色儀器要得到測(cè)試結(jié)果,必須有三個(gè)條件:照明光源、被測(cè)樣品和傳感器。通過精密的光電儀器,來測(cè)量材料表面的光譜特性從而轉(zhuǎn)換成顏色數(shù)據(jù)的測(cè)量,結(jié)合上面的顏色測(cè)量理論、色度模型,就可以計(jì)算出顏色的三刺激值,從而判斷試樣與標(biāo)樣的色差狀況。

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