怎么測(cè)量顏色？

顏色是外界光投射到物體上，經(jīng)過(guò)物體對(duì)光有選擇的吸收后，其反射（或透射）光對(duì)人眼的輻射產(chǎn)生了顏色感覺(jué)。人眼能看到的波長(zhǎng)范圍為380～780nm，人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的感受性是不一樣的。但人的生理視覺(jué)對(duì)可見(jiàn)光的感受卻呈現(xiàn)著共性的規(guī)律，人們根據(jù)此規(guī)律，制定了標(biāo)準(zhǔn)觀察者數(shù)據(jù)作為我們?cè)陬伾珳y(cè)量和評(píng)價(jià)中所遵循的生理學(xué)依據(jù)。

CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)以?xún)山M基本視覺(jué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。一組數(shù)據(jù)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”，或叫做“CIE 1931-XYZ系統(tǒng)”，適于1°～2°視場(chǎng)的測(cè)量；另一組叫做“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”，或叫做“CIE1964-X10Y10Z10系統(tǒng)”，適于大于4°視場(chǎng)的測(cè)量。每組數(shù)據(jù)都是由三條曲線組成，如下圖所示。

根據(jù)這三條曲線，我們可以通過(guò)各種方式來(lái)測(cè)得顏色的三刺激值X、Y、Z，色度坐標(biāo)x、y、z。具體公式為：

式中，x（λ）、y（λ）、z（λ）即為數(shù)據(jù)構(gòu)成的三條曲線，稱(chēng)之為CIE光譜三刺激值。

φ（λ）為顏色刺激函數(shù)：對(duì)于自發(fā)光體，φ（λ）=S（λ），S（λ）為發(fā)光體的相對(duì)光譜功率分布；對(duì)于透射物體，φ（λ）=τ（λ）S（λ），τ（λ）為待測(cè)物體的光譜透過(guò)率；對(duì)于反射物體，φ（λ）= B（λ）S（λ），B（λ）為待測(cè)物體的光譜反射率因數(shù)。

S0（λ）是所采用的標(biāo)準(zhǔn)照明體的相對(duì)光譜功率分布。

X、Y、Z（X10、Y10、Z10）是表征顏色的最基本參數(shù)。它們是假定的理想三原色。測(cè)色儀器的目的就是要測(cè)出被測(cè)對(duì)象的XYZ（X10Y10Z10）值，色度學(xué)中其它各種表色數(shù)據(jù)都是由這三個(gè)參數(shù)換算得到。

色度測(cè)量的三個(gè)要素：照明、觀察的幾何條件、標(biāo)準(zhǔn)白對(duì)色度測(cè)量有著重要的影響。

1、照明

為了較為準(zhǔn)確和規(guī)范的描述色調(diào)，CIE制定了4種標(biāo)準(zhǔn)光源，以能夠獲得統(tǒng)一的物體外觀色調(diào)值。隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展，不同場(chǎng)景照明人工燈光的種類(lèi)越來(lái)越多，因此，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行色度測(cè)量時(shí)就需要選擇對(duì)應(yīng)的光源條件下。目前，國(guó)內(nèi)常用的標(biāo)準(zhǔn)光源是D65光源。

2、觀察的幾何條件

觀察的幾何條件即指被側(cè)物體表面的表面狀態(tài)、光源的入射角、人眼的觀察角度等因素。觀察印刷品的表面狀況很重要，對(duì)于大多數(shù)情況觀察時(shí)應(yīng)當(dāng)襯一白色表面，這樣較為接近理想狀態(tài)，尤其是對(duì)半透明薄紙進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，在下面襯一白色表面尤為重要，但在一些場(chǎng)合進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，襯一黑色表面可以減少側(cè)光的影響效果。

如果觀察一個(gè)非常光滑的反射表面，物體的色彩取決于光相對(duì)于表面的入射角度和眼睛相對(duì)于入射光的觀察角度。如果照明的色彩是白色，鏡面反射時(shí)通常會(huì)將白光加到表面色彩中去，除非反射表面的本身就是白色，否則其效果必定會(huì)降低色彩的飽和度。

如果觀察的是一個(gè)粗糙的表面，則無(wú)論入射光的角度是怎樣的，由于表面的反射方向的不一致，總是會(huì)出現(xiàn)飽和度降低。因此，通常粗糙的表面的飽和度沒(méi)有光澤表面那樣高。而對(duì)于大多數(shù)介于完全粗糙和完全光澤表面之間的表面，表現(xiàn)的表面光澤度會(huì)比光澤的表面低而比粗糙表面的情況高，表面上性質(zhì)的不同對(duì)物體的色彩感覺(jué)有很大的影響。

3、標(biāo)準(zhǔn)白

標(biāo)準(zhǔn)白可以用硫酸鋇粉壓制而成，倘若硫酸鋇很純，光吸收率可以做的很低，只有2%左右，這已相近似于理想的漫反射的標(biāo)準(zhǔn)白色了，并且在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)波長(zhǎng)的光，吸收性均很差。用來(lái)制造這種白色標(biāo)準(zhǔn)的硫酸鋇有嚴(yán)格的要求。測(cè)量時(shí)采用校正的方法來(lái)補(bǔ)償理想無(wú)光澤白色面和實(shí)際白色標(biāo)準(zhǔn)之間的差別。應(yīng)用時(shí)，將理想漫反射的Y刺激值規(guī)定為100，作為計(jì)算三刺激值的基準(zhǔn)參數(shù)，因?yàn)闊o(wú)論在何種照明情況下，所有的彩色物體中，理想的漫反射的反光密度是更好的。

物體顏色的定量度量很復(fù)雜，它涉及到觀察者的視覺(jué)生理、照明條件以及觀察條件等諸多問(wèn)題。為了能夠得到統(tǒng)一的測(cè)量結(jié)果，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）所規(guī)定了一套顏色測(cè)量原理、數(shù)據(jù)和計(jì)算方法，稱(chēng)為CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)。它是現(xiàn)代色度學(xué)的基本組成部分，是對(duì)色彩進(jìn)行定量描述的基礎(chǔ)。那么，顏色測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化的三要素是什么？本文為大家做了歸納總結(jié)。