色差仪有哪些测量角度?色差仪的观察者角度有几个?
2023-07-04
在颜色的测量过程中,照明光源、观察者角度及物体的位置三者关系的变化,都会对颜色测量的结果产生影响,CIE为了统一色度量值和量值的可比性,对颜色测量的角度和视场角进行了统一的规定。本文对色差仪测量角度及观察者角度的类型做了介绍,对颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下!
色差仪测量角度介绍:
由于物体的表面特性不同,而不同的外界照明和观测条件会导致物体表面的光谱反射因数R(λ)不同,从而使得颜色表现各异,于是为了统一色度量值和量值的可比性,必须规定标准照明和观测条件。1971年CIE正式推荐了四种用于反射样品测量的标准照明和测量条件,如下图所示。
(1)45°垂直(45/0)
照明光束的轴线与样品表面法线成(45±2)°;观测方向与样品表面法线夹角不大于10°,照明与测量光束任意光线与其轴线夹角不超过8°,如上图a所示。
(2)垂直/45°(0/45)
样品被垂直照明,光束轴线与样品表面法线间夹角不超过10°,观测方向与样品表面法线成(45±2)°,照明与测量光束任意光线与其轴线夹角不超过8°,如上图b所示。
(3)漫射/垂直(d/0)
样品被积分球漫射照明,在样品的法线方向观测。观测方向轴线与样品法线夹角不大于10°,积分球总开孔面积不超过积分球内反射总面积的10%,观测光束的任一光线与其光轴间夹角小于5°,如上图c所示。
(4)垂直/漫射(0/d)
样品被垂直照明,光束轴线与样品表面法线间夹角不超过10°,积分球总开孔面积不超过积分球内反射总面积的10%,观测光束的任一光线与其光轴间夹角小于5°,如上图d所示。
同样,对于透射样品CIE也推荐了三种标准照明与观察几何条件,如下图所示。
(1)垂直/漫射(0/d)
照明光束光轴与样品法线夹角不应超过5°,照明光束任意光线与其光轴的夹角也不应超过5°,接收积分球内表面的漫射光线,如上图a所示。
(2)漫射/漫射(d/d)
以积分球对样品进行漫射照明,并用另一个积分球收集透射光,如上图b所示。
(3)垂直/垂直(0/0)
与0/d类似,测量光束与照明光束几何结构相同。如图c所示。
色差仪观察者角度的类型:
物体的大小会对人眼对颜色的识别产生影响,视角是一种张角,它是通过被观察对象的大小对人眼形成的。与人眼距离一定的物体,若物体的面积较大,则眼睛形成的张角也较大,物体在视网膜上的像就大,反之像就小。但是,我们用眼睛直接对纺织品的颜色进行评价时,通常观察的距离(约33cm)是固定的,此时视角的大小由试样的大小决定。颜色是由人眼的视觉系统的结构所决定的,视角的大小对颜色视觉也有重要的影响,如下图所示,人眼在观察近处和远处物体时的视角。
实验研究表明:在明亮的条件下,人眼观察物体时,主要起作用的人眼细胞是椎体细胞,它可以分辨物体的细节,不能分辨物体的轮廓,称为明视觉。在黑暗条件下,人眼观察物体时,主要起作用的细胞是杆体细胞,它可以分辨物体的轮廓,不能分辨物体的细节,称为暗视觉。椎体细胞主要分布在视网膜的中央凹附近,明亮的条件下观察物体相当于观察远处的物体,形成了较小的张角。杆体细胞分布在中央凹的外围,黑暗的条件下观察物体相当于观察近处的物体,形成了较大的张角。
当视场角为2°时,物体的像恰好落在视网膜的中心椎体细胞最密集的区域。如下图所示,观察者的不同视场角,观察远处和近处物体时,人眼不同功能细胞起到相对应的作用,在视网膜上得以成像。
CIE1931-XYZ标准观察者的各个参数,都是适用于 2°视场的中央观察条件(适用10-4°视场),此视场角下观察物体,主要是人眼的中央凹椎体细胞起作用。故小于 1°的极小视场的颜色观察和大于40的视场颜色观察条件,CIE1931-XYZ标准色度观察者不适用。因此,为了适应大视场的颜色观察,人们在大量实验的基础上,又建立了“CIE1964-XYZ 色度学系统”。
在“CIE1964-XYZ补色色度学系统”中观察被测物体,既覆盖了视网膜中心的椎体细胞,也覆盖了视网膜中央凹周围的杆体细胞,它适合于10°大视场。人的眼睛在2°的视场条件下,识别物体颜色的能力较低,在10°的视场条件下,判断颜色的精度和重现性较高。目前颜色测量大多采用,10°的视场。