2024-05-24
對于顏色的描述,人們大多以一些抽象的詞匯來描述,比如紅色、藍色、黃色等,這些詞匯不能對顏色進行準確的表達,只能是一個抽象的描述,因此為了對顏色有一個客觀的表達,就可以使用色差儀等儀器來進行色度測量。本文對色度測量的原理及方法做了介紹。
色度測量的方法有很多種,主要就可以分為人眼測色以及儀器測量兩大類。我們知道顏色是人們對物體表面色彩的一個主觀的評價,不同的觀察者即使在相同的條件下進行的色度測量結果可能都會存在區(qū)別,它涉及到觀察者的視覺生理、視覺心理以及照明條件、觀察條件等許多問題。因此,色度學的定標需要建立在一定的標準紙上,為此國際照明委員會(CIE)在1931年規(guī)定了一套標準色度系統,稱為CIE標準色度系統。各種色差儀、分光測色儀就可以按照CIE標準色度系統對物體表面顏色進行色度測量。
自然界中的所有顏色分黑白和彩色兩個系列,黑灰白以外的所有顏色均為彩色系列,如紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等,其波長范圍在380-780μm。彩色有三個特性,即明度(也稱亮度純度)、色調(也稱主波長或補色主波長),色純度(也稱飽和度)。
為了定量表示顏色,采用三刺激值是一種可行的方法,為了測得物體顏色的三刺激值,首先要研究人眼的顏色視覺特性,測出光譜的三刺激值。實驗證明,不同觀察者的視覺特性多少是有差別的,但是具有正常顏色視覺的人,此差異是不大的,故有可能根據一些觀察者進行的顏色匹配實驗,將他們的實驗數據加以平均,確定一組匹配等能光譜色所需的三原色數據。此數據稱為“標準色度觀察者光譜三刺激值”,以此來代表人眼的平均顏色視覺特性。當時,不少科學工作者進行這類實驗,但是由于選用的三原色不同及確定三刺激值的單位的方法不一致,而使數據無法統一。1931年在美國劍橋舉行的CIE第8次會議上,統一了上述實驗結果,提出了CIE標準色度觀察者和色度坐標系統,并規(guī)定了三種標準光源(A,B,C),對側臉反射面的照明觀測條件進行標準化,從而建立起CIE1931標準色度系統。
1931年CIE指定在色度測量中使用的三種標準(照明)光源,A為工作在色溫2856K的鎢絲燈,B為中午的太陽光,C為全日平均太陽光。在說明某一樣品的顏色時,要指出三種基本顏色(原色)的相對含量,也就是說把這三種顏色加在一起時,剛好與三種標準光源之一照明下樣品的顏色一樣。
在CIE系統中,三個基本顏色被稱為“基礎激勵”,而一個顏色使用它的三色刺激值(又稱三刺激值)表示。三個基礎激勵X,Y,Z相應于紅(R)、綠(G)、藍(B),這三者卻不是真正的顏色。他們只不過是說,任何顏色可以用x數量的X,y數量的Y,z數量的Z混合起來加以說明。例如560μm的純光譜色,在單位輻射通量時,看起來等價于X=0.595,Y=0.995,Z=0.0039組合而成的混合色,這里X,Y,Z是三色激勵值。理論上來講,每一種顏色都對應著一個三刺激值,通過測量三刺激值就可以定量表示顏色。
目前,市面上色差檢測儀器主要分為兩種。第一種是光電色度計(色差計)。光電色度計在原理上類似于密度計,其外觀、操作方法及價格也跟密度計相近。光電色度處在接顯示三刺激值xyz,大多數還把三刺激值轉換成為勻色空間標度,例如轉換成為CIELAB標度,但一般只有一兩種照明光源,所以用光電色度計測得的色彩并不總是表現視覺色彩。色度計可以看成是一個反射率計,或一個不帶對數變換器但帶有一套專門濾色片的密度計。當然,這是一種能完成色度測量的方法。附加一套濾色片的目的是根據CIE光譜三刺激值在色度計的每個通道中給光譜的各個波長加權。但色度計不同于密度計,它涉及的主要是反射率問題而不是一個對數問題,但反射率很容易轉換成密度,反之也是可以的。色度計的光譜成分被認為跟人的視覺靈敏度有良好的線性關系。但事實上這是不可能的(涉及盧瑟條件問題),因此光電色度計在原理上存在誤差。
第二種方法就是利用分光光度計(分光測色儀)測量色彩。正像三濾色片光電色度計可看成一個專門的反射率測量儀器一樣,分光光度計也可以這樣看,但它與光電色度計不同,分光光度計測量的是一個物體的整個可見反射光譜,分光光度計是在可見光譜域逐點測量,即在一些離散點上進行測量,通常每隔10nm或20nm測量一個點,在400-700nm的范圍內測量16-31個點。有些分光光度計是連續(xù)地對光譜進行測量,而三濾色片光電色度計只對三個點進行測量,所以分光光度計能提供的信息要多得多。
分光光度計把色彩作為一種不受觀察者支配的物理現象進行測量。為了獲得三刺激值它可以對反射光譜進行積分,可以把色彩作為視覺響應加以解釋,是一種靈活的色彩測量儀器。因此,分光光度計色度測量范圍更加廣泛。
色差儀設計中幾種常見的測色角度你都知道嗎?
2024-11-06
色差儀CIELUV、CIELAB顏色空間及其色差公式
2024-11-01
密度計在印刷品顏色測量中有何具體作用?
2024-10-30
色差儀CIEL*a*b*和CIEL*u*v*測色系統的含義
2024-10-25
掃描二維碼分享到微信