详解颜色是如何测量的，包含了哪些参数?

发布日期：2022-04-26 浏览次数：330

　　详解颜色是如何测量的，包含了哪些参数

1、颜色

　　详解颜色是如何测量的，包含了哪些参数?当一个人观看一个物体时，从物体反射(或穿过物体)的光源发出的光进入眼睛，并被视网膜中的几种感光细胞收集。这些细胞收集的光的比例被发送到大脑并被感知为颜色。在实践中，收集到的光的简单比例在通过神经时经过各种处理，然后被人识别为颜色。颜色测量是一种将人类感知到的颜色表示为值的方法。颜色测量与照明、物体的光谱特性和人眼的光谱灵敏度特性有关。由于照明的光谱分布和眼睛的光谱灵敏度特性(颜色匹配函数)在 JIS 标准中进行了定义，如果已知物体的光谱反射，则可以计算颜色值。(如果光线穿过物体，可以使用光谱透射率进行计算。但是，在下面的说明中使用光谱反射率。)为了更详细地说明，在 JIS 标准中，照明的光谱分布和颜色匹配函数是使用多个条件计算的。我们熟悉改变照明时颜色的变化。因此，为每个照明光谱分布设置不同的系数。此外，颜色也会根据视野(视角)而变化，由于与视网膜的灵敏度分布特性有关。因此，JIS标准根据视场设置了不同的配色功能。颜色测量需要从 380 nm 到 780 nm 的波长范围，这相当于人眼可以感知的波长。颜色测量可以通过基于紫外-可见分光光度计在该波长范围内的光谱反射测量的计算来进行。颜色测量软件可用于简单的颜色测量。颜色测量可以通过基于紫外-可见分光光度计在该波长范围内的光谱反射测量的计算来进行。颜色测量软件可用于简单的颜色测量。颜色测量可以通过基于紫外-可见分光光度计在该波长范围内的光谱反射测量的计算来进行。颜色测量软件可用于简单的颜色测量。

　2、颜色测量

　　详解颜色是如何测量的，包含了哪些参数?要使用一种叫分光光度计进行颜色测量，首先要测量物体的光谱反射率。基于照明的光谱分布、为对象获得的光谱反射率和颜色匹配函数的计算将颜色表示为数值。照明光谱分布和配色函数值存储在测色软件中，以在测量光谱反射光谱时获得颜色测量值。XYZ 三色值是颜色测量的基础。JIS Z 8722“颜色测量方法——反射和透射物体”使用以下表达式计算 XYZ 三色值。

　　其中，S(λ): 波长λ处的照明光谱分布值;x(λ), y(λ),z(λ): XYZ颜色系统中的颜色匹配函数值;R(λ): 样本光谱反射率;Δλ: 波长计算间隔

　　除了 XYZ 三色值之外，还有其他几种用于表示颜色的颜色规范系统是已知的。颜色测量软件可以在以下颜色规格系统中执行计算：XYZ 三色值、xy 颜色坐标、Hunter Lab 色标、L*a*b* 颜色系统、L*u*v* 颜色系统和 U*V* W* 颜色系统。XYZ 三色值系统以外的颜色规格系统的值是根据 XYZ 三色值计算的。

　3、色差

　　颜色规格系统是将颜色表示为数值的方法，而色差表示颜色之间的差异。用数字表示色差值的计算使用更接近人类视觉感觉的统一色彩空间 (UCS) 颜色规范系统。L*a*b* 颜色系统是典型的 UCS 颜色规范系统。L*代表亮度，a*和b*代表色相和饱和度。JIS Z 8729“颜色规范——CIELAB 和 CIELUV 颜色空间”显示了 L*a*b* 颜色系统中的计算方法。使用每个对象(样本)颜色的 L*a*b* 值计算色差。L*a*b*颜色系统中的色差ΔE*ab使用JIS Z 8730“颜色规范-对象颜色的色差”中的表达式(2)确定。

　　如果将两个物体(样本)的颜色坐标分别记为 L*1a*1b*1 和 L*2a*2b*2，从表达式可以看出

　　即色差等于 L*a*b* 颜色空间中两点之间的距离。两种颜色的差异越大，色差值越大。除了在颜色规格系统中显示颜色系统和色差外，颜色测量软件还可以进行其他计算，包括白度指数、黄度、主波长和激发纯度。

　4、设置颜色测量条件

　　为颜色测量计算设置了几个条件。这些条件是照明(光源)和视场(视角)。需要设置照明，因为颜色会根据样品上的照明而变化。照明设置包括 A、B、C 和 D65。在 JIS 标准中，这些被称为标准光源和补充标准光源。每种照明的光谱分布都不同。例如，标准光源 A 用于计算白炽灯泡照明下的物体颜色。标准光源 D65 用于计算日光下的物体颜色，包括紫外光区域。颜色测量软件允许用户定义的照明设置来处理未作为标准提供的照明条件。

　　还必须设置视场(视角)，因为近距离或远距离观察样品时颜色会有所不同。对于高达 4 度的视场，2° 平均视角用于计算(从远处观察的颜色);对于超过 4 度的视场，使用 10 度的平均视角进行计算(彩色观察特写)。对于 2° 平均视角和 10° 平均视角，颜色匹配功能有所不同。

　　如果在读取光谱时更改了参数设置，列表中显示的颜色测量值会立即更改。测色软件最多可同时显示六个计算项目。如果在读取光谱时更改计算项目，显示的颜色测量值会立即更改。

　5、光谱反射率测量

　　必须在测量光谱反射率之前设置测量参数。要设置测量参数，请设置光度值(透射率/反射率)、波长范围(通常设置为 380 nm 至 780 nm)、扫描速率、狭缝宽度和采样间距。根据光谱反射率计算的颜色测量值显示为列表。当然，也可以对现有的光谱反射率数据进行计算。

　6、数据校正

　　详解颜色是如何测量的，包含了哪些参数?标准白板用于测量物体反射颜色(通过反射进行颜色测量)所需的光谱反射率测量。使用的标准白板包括硫酸钡、氧化镁、氧化铝和氟树脂。然而，由于它们在整个测量波长范围内具有高反射率，因此如果使用相同的仪器，则可以进行充分的颜色比较。但是，由于标准反射板不能形成完美的漫射面，也不能提供 100% 的反射率，因此样品的光谱反射率测量值是相对值。需要非常高精度的测量来比较不同仪器获得的测量结果。进行高精度测量需要将光谱反射率校正为相对于完美反射漫射表面的光谱比反射率。白板校正功能用于此校正。通过输入校正后的标准白板的光谱反射率，将测量的光谱反射率校正为与完美反射漫射表面的测量结果相当。相反，厚度校正应用于物体的透射颜色测量(通过透射进行颜色测量)。样品厚度的变化会导致光谱透射率的变化，从而产生不同的颜色测量结果。厚度校正是确定所需厚度(目标厚度)的透射颜色的功能。

　　通过输入实际测量的厚度、要确定颜色的目标厚度和表面反射率(或根据折射率计算的表面反射率)进行厚度校正，可以比较不同厚度样品之间的透射颜色。厚度校正进行以下计算确定内部透射率，不包括样品的测量表面反射率。

　　对内部透射率应用厚度校正，然后添加表面反射率。表达式(3)用于实际厚度校正计算以确定每个波长的透射率 T0。其中，T1：测得的透过率(%)T1：内部透过率(%)相对于测得的透过率(%)r：样品表面反射率t1：测得的样品厚度[测得的厚度](mm)t0：确定透过率的样品厚度[目标厚度] (mm)T0: 计算透射率 (%) 可以输入使用以下表达式从折射率 n 计算的值，而不是输入表面反射率：

　　对于折射率为 1.5 的玻璃，这会产生 4% 的表面反射率。在确定每个波长处的厚度校正透射率值后进行颜色计算。