顏色測量的原理是什么?顏色測量的通用儀器有哪些?
2023-02-16
顏色是產品的外觀屬性,也是檢測產品質量品質的重要指標之一,隨著市場競爭的激烈及人們對產品質量要求關注度的提升,越來越多的與顏色打交道的行業,開始注重產品的顏色,引進了專業的顏色檢測儀器。那么,顏色測量的原理是什么?顏色測量的通用儀器有哪些?下文小編就帶你儀器了解一下!
顏色測量的原理:
人類的眼睛是最古老的顏色測量工具,人眼對微小的顏色差別有很敏銳的辨別能力。人們長期利用目視比較的方法來判別產品的顏色質量,但是目視方法測量的結果帶有主觀性,它因為受到心理因素、各人眼睛顏色視覺特性的差異、測量時人的身體狀況(疲勞程度)等因素的影響,所以在顏色分析和顏色檢測中,目視比較法和目視測量儀器都有不少缺陷。
CIE標準色度系統的建立,為客觀地、定量地測量顏色奠定了基礎。可以通過對物體光譜特性的測量來確定顏色,使許多行業的顏色檢驗能用儀器代替人眼。
顏色測量的對象是外界的物體,人眼就是通過它們發出的光來認識顏色的,人眼看到的光刺激可分為三種模式。
(1)一般物體模式:人眼接收的光刺激是來自被光源照明的物體,并經過物體反射或透射后的光形成的。這種物體的顏色稱為物體色。
(2)自發光模式:人眼接收的是光源自身發出的光的直接刺激。這種顏色稱為光源色。
(3)孔模式:人眼接收的光刺激只是一種光,沒有外形等影響。這種模式一般用于色度學基礎實驗。
雖然每種模式都有自己的特點,但是,不論哪一種模式的刺激,對它們的顏色定量測己試,都是基于CIE的三刺激值計算公式。以一般反射物體的光譜輻亮度因數為例,可寫成:
式中,S(λ)為標準照明體的光譜功率分布;β(λ)為物體的光譜輻亮度因數;x(λ),y(λ),z(λ)為標準觀察者的光譜三刺激值;k為比例系數。
標準照明體的光譜功率分布 S(λ),物體的光譜輻亮度因數β(λ)和標準觀察者光譜三刺激值 x(λ),y(λ),z(λ)都是求取顏色的三刺激值所必需的。
顏色測量的通用儀器:
顏色測量儀器就是通過一定的途徑求得三刺激值的工具。由于獲得三刺激值的方式不同,測色儀器主要分為兩類:分光測色儀器和光學模擬式(如色度計)測色儀器。
分光測色儀器是顏色測量最基本的儀器。這類儀器不是直接測量顏色的三刺激值本身而是測量物體的光譜反射或光譜透射特性,也就是測量物體的光譜輻亮度因數或光譜反射比或光譜透射比。再選用CIE的標準照明體和標準觀察者,通過積分計算,求得顏色的三刺激值。分光測色儀器實際上是一種物理量測試儀器,心理物理量三刺激值是根據色度學理論計算出來的。而光學模擬式(如色度計)測色儀器則不同,它的探測器很像人眼的視覺系統,能直接測得與顏色的三刺激值成比例的儀器響應數值,直接換算出顏色的三刺激值。光學模擬式測色儀器獲得三刺激值的方法是由儀器內部光學模擬積分來完成的,也就是用濾色器來校正儀器光源和探測元件的光譜特性,使輸出的電信號大小正比于顏色的三刺激值。所以,光學模擬式測色儀器是一種心理物理量測試儀器。
還有一類儀器——彩色密度計,它不是標準的顏色測量儀器,它的響應與標準觀察者的響應并無嚴格的對應關系。然而,它也具有紅、綠、藍響應。因為人的視覺系統有紅、綠、藍響應的感受器,所以彩色密度計的響應和人的視覺系統之間也存在著一定的關系。密度計在某些情況下能給出顏色測量的近似值。但是,它的特點主要是能十分精確地探測到顏色的變化,而不論這種變化被人眼如何感受。因此,彩色密度計是顏色產品生產和顏色處理過程中,進行質量控制的極有用的儀器,尤其在照相和印刷行業。