顏色測量的原理是什么?顏色測量的方法及儀器有哪些?

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2023-02-09

在產(chǎn)品質量的檢測中,顏色是一個重要的檢測指標,它不僅影響消費者的感官體驗,而且還會對產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售產(chǎn)生重要的影響,因此,對有色行業(yè)來說,產(chǎn)品顏色質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,對顏色進行目測觀察時,會受到光源、周圍環(huán)境光、色適應以及人眼視覺相應特點等不同等因素的影響。到目前還不能真正的實現(xiàn)完全模擬人類的顏色視覺系統(tǒng),進而重現(xiàn)真實的顏色感覺。但由于在特定環(huán)境下,顏色感覺和光刺激相互對應,可以依照CIE標準色度系統(tǒng)來計算光刺激產(chǎn)生時的顏色感覺,根據(jù)這個原理,可以建立一個顏色測量的體系。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算出特定條件下的顏色感覺。

XYZ色度學系統(tǒng)中顏色的三刺激值按如下公式計算:

(顏色三刺激值計算公式)

式中,λ——波長,范圍為380~780nm;

S(λ)——光源的光譜分布,通常根據(jù)實際需要選擇某個CIE標準照明體,如 A 或 D65;

x(λ)、y(λ)、z(λ)——CIE 1931 標準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)(一般由分光光度計和光電色度計進行測量),就可以通過上式計算得到顏色的三刺激值,得到相應的顏色感覺。


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也是色度測量的基本方法。在進行目視比較測量時應具有一定的亮度水平。從而使人眼錐體細胞處于工作狀態(tài),同時也應該根據(jù)CIE的規(guī)定選擇一定的視場大小。利用色卡進行目視比較的顏色測量方法,雖不屬儀器,但由于簡便、價廉,在要求不甚嚴格的情況下,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。通過計算的方法求得物體在各種標準光源(施照體)照明條件下的三刺激值,這就是光譜光度計的測色原理。

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


顏色測量的儀器:

借助標準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至物體表面,并測量通過濾光片返回的光量來計算密度。這種方式不直接讀取顏色,但可以計算色塊的相對密度,只是在某些情況下,數(shù)碼攝影師并不常用。

2.色度計

我們可以通過密度計等過濾測量光線,但過濾器和內部的電路結構與人的視覺比較接近。“比色法”實際上是將顏色變量的三個因素中的兩個(即光源和觀察者)標準化,然后結合物體一起使用,以獲得數(shù)據(jù)。色度計經(jīng)常用于對顏色的檢測和分析。

3.分光光度計

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