顏色測(cè)量基礎(chǔ)

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1、顏色測(cè)量基礎(chǔ)人們相信對(duì)色彩觀察視覺(jué)最為重要，當(dāng)人們對(duì)顏色的判斷有爭(zhēng)議時(shí)，可使用色卡來(lái)判定。但有人對(duì)這種顏色識(shí)別方法持有異議，因?yàn)槊總€(gè)人的眼睛對(duì)色彩的感知能力是不同的。顏色是肉眼中黃斑顏色感應(yīng)區(qū)對(duì)光線的分辨，除了遺傳變異因素，隨年齡增長(zhǎng)，對(duì)色彩的感應(yīng)產(chǎn)生變化。由此看來(lái)，所有對(duì)色彩的識(shí)別都必須以生理因素為基礎(chǔ)，這種看法還在探討中。該測(cè)量法以及對(duì)顏色的分辨與觀察者對(duì)色彩的識(shí)別能力密切相關(guān)。顏色控制方法有兩種：視覺(jué)和儀器。在后續(xù)頁(yè)面里，我們將討論顏色測(cè)量方法：-設(shè)備包括色度計(jì)和分光光度計(jì)-CIELAB顏色測(cè)量系統(tǒng)-和Munsell顏色測(cè)量系統(tǒng)設(shè)備視覺(jué)可以感受色彩，而為了對(duì)顏

2、色進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估則需要用到儀器。下面有兩個(gè)測(cè)量顏色的基本思路：·分析眼睛對(duì)三種刺激的反應(yīng)，該技術(shù)稱為“三色激勵(lì)測(cè)色法”，測(cè)定X、Y和Z三個(gè)方面的顏色?！ち硪环N方法是計(jì)算每一可見光波的反射比(R)，求R值的總和，計(jì)算三色敏感性分布標(biāo)準(zhǔn)值(2.J,和Z)。理論上，三色激勵(lì)法在測(cè)量熒光方面較強(qiáng)。但是對(duì)于微粒，在三色激勵(lì)法色度計(jì)同人眼視覺(jué)的精確符合方面卻存在很大的問(wèn)題，也就是消除儀器的顏色盲區(qū)問(wèn)題。常用的兩類顏色測(cè)量?jī)x是色度計(jì)和分光光度計(jì)。色度計(jì)一臺(tái)三色激勵(lì)法色度計(jì)由三部分組成：·一個(gè)光源(通常是一個(gè)普通電壓的燈泡)；·一組濾鏡用于改變?nèi)肷?反射光能量分布；·一個(gè)光電探測(cè)器

3、，將反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。光譜中每一顏色都有反射系數(shù)指紋圖。色度計(jì)有三組寬波段濾鏡對(duì)應(yīng)靈敏度曲線。用三色計(jì)得到的結(jié)果需要進(jìn)行比較，通常用玻璃或陶瓷校準(zhǔn)儀器。為獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果，需要用與被測(cè)物顏色相近物質(zhì)校準(zhǔn)。當(dāng)色度計(jì)確實(shí)存在色盲時(shí)，該"系留柱"技術(shù)仍然能獲得相當(dāng)精確的三色值。三色激勵(lì)測(cè)色法最適用于快速對(duì)比相近顏色，但不很精確。不同生產(chǎn)商的儀器有很大區(qū)別。色度計(jì)比分光光度計(jì)便宜。分光光度計(jì)分光光度計(jì)可對(duì)顏色進(jìn)行精確測(cè)量，測(cè)定每一波長(zhǎng)的反射系數(shù)，還可得到三色激勵(lì)值。三色激勵(lì)測(cè)色法優(yōu)點(diǎn)是對(duì)所有光源都能得到足夠的數(shù)據(jù)，自動(dòng)檢測(cè)位變異構(gòu)。缺點(diǎn)是高質(zhì)量分光光度計(jì)價(jià)格非常貴，測(cè)

4、量花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)(盡管已通過(guò)設(shè)備的改進(jìn)而大大降低)。在分光光度計(jì)中，所選擇的光波在測(cè)量前，就已被一個(gè)棱鏡或衍射光柵按光譜進(jìn)行了分離。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，儀器還能利用濾光片有選擇地測(cè)量很窄范圍的光波。對(duì)于每一連續(xù)的測(cè)量，光譜分辨率由檢波器的狹縫確定。理論上，分光光度計(jì)可用入射光來(lái)比較直接反射光，而更常用的方法是使用國(guó)際公認(rèn)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的乳白玻璃進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。光學(xué)零點(diǎn)必須調(diào)準(zhǔn)，例如，使用黑色的光檔校準(zhǔn)，這是因?yàn)閮x器內(nèi)的灰塵和其它問(wèn)題會(huì)使光線偏離(將給出錯(cuò)誤的讀數(shù))。現(xiàn)在的分光光度計(jì)有單色光鏡和光電二極管類型，能以10nm或更低的間隔測(cè)量產(chǎn)品顏色的反射曲線。分析結(jié)果產(chǎn)生典型的30或更多的

5、數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以得到顏色組成的精確數(shù)據(jù)CIELAB顏色法CIE(CommissionInternationaledel'Eclairage)是國(guó)際照明協(xié)會(huì)的簡(jiǎn)稱，制定測(cè)量顏色的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)色值進(jìn)行測(cè)定。CIE制定了L*，a*和b*值來(lái)測(cè)量色值，這種測(cè)量方法稱為CIELAB.L*代表著明度，從明亮(此時(shí)L*=100)到黑暗(此時(shí)L*=0)之間變化。A*值表示顏色從綠色(-a*)到紅色(+a*)之間變化，而b*值表示顏色從黃色(+b*)到藍(lán)色(-b*)之間變化。使用該系統(tǒng)后，任意一種顏色都可在其圖表上找到一個(gè)相對(duì)應(yīng)的位置，見圖3。隨著L*，a*，b*及E*的變化，角L*，角

6、a*，角b*及角E*隨著變化，而角E*=角(角L*2+角a*2+角b*2)。該值代表了不同顏色的色值，但不是直接表示顏色的不同。圖1:CIELAB座標(biāo)系孟塞爾（Munsell）顏色系統(tǒng)孟塞爾（Munsell）顏色系統(tǒng)，1898年由美國(guó)藝術(shù)家A.Munsell發(fā)明，是另一常用的顏色測(cè)量系統(tǒng)。Munsell目的在于創(chuàng)建一個(gè)"描述色彩的合理方法"，采用的十進(jìn)位計(jì)數(shù)法比顏色命名法優(yōu)越。1905年他出版了一本顏色數(shù)標(biāo)法的書，已多次再版，目前仍然當(dāng)作比色法的標(biāo)準(zhǔn)。孟塞爾系統(tǒng)模型為一球體，在赤道上是一條色帶。球體軸的明度為中性灰，北極為白色，南極為黑色。從球體軸向水平方向延伸出來(lái)

7、是不同級(jí)別明度的變化，從中性灰到完全飽和。用這三個(gè)因素來(lái)判定顏色，可以全方位定義千百種色彩。孟塞爾命名這三個(gè)因素（或稱品質(zhì)）為：色調(diào)、明度和色度。色調(diào)圖1:孟塞爾（Munsell）顏色系統(tǒng)色調(diào)為區(qū)分兩種顏色的特性。選擇五種主色調(diào)：紅、黃、綠、藍(lán)、紫；及五種中間色：紅黃，黃綠，綠藍(lán)，藍(lán)紫、紫紅為標(biāo)準(zhǔn)。將其成按輪盤狀排列，劃分成100個(gè)均分點(diǎn)。定義R為紅色，YR為黃紅，Y為黃色等。每一主色和中間色均劃分為十等分，根據(jù)色彩所處位置可做進(jìn)一步的定義。明度孟塞爾定義明度為區(qū)分亮色與暗色的特性。當(dāng)顏色為灰度時(shí)，明度位于中性軸上，從白到黑按序排列。色度色度是從灰度中辨別色調(diào)純