颜色测量的原理是什么?颜色测量的通用仪器有哪些?
2023-02-16
颜色是产品的外观属性,也是检测产品质量品质的重要指标之一,随着市场竞争的激烈及人们对产品质量要求关注度的提升,越来越多的与颜色打交道的行业,开始注重产品的颜色,引进了专业的颜色检测仪器。那么,颜色测量的原理是什么?颜色测量的通用仪器有哪些?下文小编就带你仪器了解一下!
颜色测量的原理:
人类的眼睛是最古老的颜色测量工具,人眼对微小的颜色差别有很敏锐的辨别能力。人们长期利用目视比较的方法来判别产品的颜色质量,但是目视方法测量的结果带有主观性,它因为受到心理因素、各人眼睛颜色视觉特性的差异、测量时人的身体状况(疲劳程度)等因素的影响,所以在颜色分析和颜色检测中,目视比较法和目视测量仪器都有不少缺陷。
CIE标准色度系统的建立,为客观地、定量地测量颜色奠定了基础。可以通过对物体光谱特性的测量来确定颜色,使许多行业的颜色检验能用仪器代替人眼。
颜色测量的对象是外界的物体,人眼就是通过它们发出的光来认识颜色的,人眼看到的光刺激可分为三种模式。
(1)一般物体模式:人眼接收的光刺激是来自被光源照明的物体,并经过物体反射或透射后的光形成的。这种物体的颜色称为物体色。
(2)自发光模式:人眼接收的是光源自身发出的光的直接刺激。这种颜色称为光源色。
(3)孔模式:人眼接收的光刺激只是一种光,没有外形等影响。这种模式一般用于色度学基础实验。
虽然每种模式都有自己的特点,但是,不论哪一种模式的刺激,对它们的颜色定量测己试,都是基于CIE的三刺激值计算公式。以一般反射物体的光谱辐亮度因数为例,可写成:
式中,S(λ)为标准照明体的光谱功率分布;β(λ)为物体的光谱辐亮度因数;x(λ),y(λ),z(λ)为标准观察者的光谱三刺激值;k为比例系数。
标准照明体的光谱功率分布 S(λ),物体的光谱辐亮度因数β(λ)和标准观察者光谱三刺激值 x(λ),y(λ),z(λ)都是求取颜色的三刺激值所必需的。
颜色测量的通用仪器:
颜色测量仪器就是通过一定的途径求得三刺激值的工具。由于获得三刺激值的方式不同,测色仪器主要分为两类:分光测色仪器和光学模拟式(如色度计)测色仪器。
分光测色仪器是颜色测量最基本的仪器。这类仪器不是直接测量颜色的三刺激值本身而是测量物体的光谱反射或光谱透射特性,也就是测量物体的光谱辐亮度因数或光谱反射比或光谱透射比。再选用CIE的标准照明体和标准观察者,通过积分计算,求得颜色的三刺激值。分光测色仪器实际上是一种物理量测试仪器,心理物理量三刺激值是根据色度学理论计算出来的。而光学模拟式(如色度计)测色仪器则不同,它的探测器很像人眼的视觉系统,能直接测得与颜色的三刺激值成比例的仪器响应数值,直接换算出颜色的三刺激值。光学模拟式测色仪器获得三刺激值的方法是由仪器内部光学模拟积分来完成的,也就是用滤色器来校正仪器光源和探测元件的光谱特性,使输出的电信号大小正比于颜色的三刺激值。所以,光学模拟式测色仪器是一种心理物理量测试仪器。
还有一类仪器——彩色密度计,它不是标准的颜色测量仪器,它的响应与标准观察者的响应并无严格的对应关系。然而,它也具有红、绿、蓝响应。因为人的视觉系统有红、绿、蓝响应的感受器,所以彩色密度计的响应和人的视觉系统之间也存在着一定的关系。密度计在某些情况下能给出颜色测量的近似值。但是,它的特点主要是能十分精确地探测到颜色的变化,而不论这种变化被人眼如何感受。因此,彩色密度计是颜色产品生产和颜色处理过程中,进行质量控制的极有用的仪器,尤其在照相和印刷行业。