詳解顏色是如何測量的，包含了哪些參數(shù)?

發(fā)布日期：2022-04-26 瀏覽次數(shù)：330

　　詳解顏色是如何測量的，包含了哪些參數(shù)

? ?1、顏色

　　詳解顏色是如何測量的，包含了哪些參數(shù)?當(dāng)一個人觀看一個物體時，從物體反射(或穿過物體)的光源發(fā)出的光進入眼睛，并被視網(wǎng)膜中的幾種感光細(xì)胞收集。這些細(xì)胞收集的光的比例被發(fā)送到大腦并被感知為顏色。在實踐中，收集到的光的簡單比例在通過神經(jīng)時經(jīng)過各種處理，然后被人識別為顏色。顏色測量是一種將人類感知到的顏色表示為值的方法。顏色測量與照明、物體的光譜特性和人眼的光譜靈敏度特性有關(guān)。由于照明的光譜分布和眼睛的光譜靈敏度特性(顏色匹配函數(shù))在 JIS 標(biāo)準(zhǔn)中進行了定義，如果已知物體的光譜反射，則可以計算顏色值。(如果光線穿過物體，可以使用光譜透射率進行計算。但是，在下面的說明中使用光譜反射率。)為了更詳細(xì)地說明，在 JIS 標(biāo)準(zhǔn)中，照明的光譜分布和顏色匹配函數(shù)是使用多個條件計算的。我們熟悉改變照明時顏色的變化。因此，為每個照明光譜分布設(shè)置不同的系數(shù)。此外，顏色也會根據(jù)視野(視角)而變化，由于與視網(wǎng)膜的靈敏度分布特性有關(guān)。因此，JIS標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)視場設(shè)置了不同的配色功能。顏色測量需要從 380 nm 到 780 nm 的波長范圍，這相當(dāng)于人眼可以感知的波長。顏色測量可以通過基于紫外-可見分光光度計在該波長范圍內(nèi)的光譜反射測量的計算來進行。顏色測量軟件可用于簡單的顏色測量。顏色測量可以通過基于紫外-可見分光光度計在該波長范圍內(nèi)的光譜反射測量的計算來進行。顏色測量軟件可用于簡單的顏色測量。顏色測量可以通過基于紫外-可見分光光度計在該波長范圍內(nèi)的光譜反射測量的計算來進行。顏色測量軟件可用于簡單的顏色測量。

　2、顏色測量

　　詳解顏色是如何測量的，包含了哪些參數(shù)?要使用一種叫分光光度計進行顏色測量，首先要測量物體的光譜反射率。基于照明的光譜分布、為對象獲得的光譜反射率和顏色匹配函數(shù)的計算將顏色表示為數(shù)值。照明光譜分布和配色函數(shù)值存儲在測色軟件中，以在測量光譜反射光譜時獲得顏色測量值。XYZ 三色值是顏色測量的基礎(chǔ)。JIS Z 8722“顏色測量方法——反射和透射物體”使用以下表達(dá)式計算 XYZ 三色值。

　　其中，S(λ): 波長λ處的照明光譜分布值;x(λ), y(λ),z(λ): XYZ顏色系統(tǒng)中的顏色匹配函數(shù)值;R(λ): 樣本光譜反射率;Δλ: 波長計算間隔

　　除了 XYZ 三色值之外，還有其他幾種用于表示顏色的顏色規(guī)范系統(tǒng)是已知的。顏色測量軟件可以在以下顏色規(guī)格系統(tǒng)中執(zhí)行計算：XYZ 三色值、xy 顏色坐標(biāo)、Hunter Lab 色標(biāo)、L*a*b* 顏色系統(tǒng)、L*u*v* 顏色系統(tǒng)和 U*V* W* 顏色系統(tǒng)。XYZ 三色值系統(tǒng)以外的顏色規(guī)格系統(tǒng)的值是根據(jù) XYZ 三色值計算的。

　3、色差

　　顏色規(guī)格系統(tǒng)是將顏色表示為數(shù)值的方法，而色差表示顏色之間的差異。用數(shù)字表示色差值的計算使用更接近人類視覺感覺的統(tǒng)一色彩空間 (UCS) 顏色規(guī)范系統(tǒng)。L*a*b* 顏色系統(tǒng)是典型的 UCS 顏色規(guī)范系統(tǒng)。L*代表亮度，a*和b*代表色相和飽和度。JIS Z 8729“顏色規(guī)范——CIELAB 和 CIELUV 顏色空間”顯示了 L*a*b* 顏色系統(tǒng)中的計算方法。使用每個對象(樣本)顏色的 L*a*b* 值計算色差。L*a*b*顏色系統(tǒng)中的色差ΔE*ab使用JIS Z 8730“顏色規(guī)范-對象顏色的色差”中的表達(dá)式(2)確定。

　　如果將兩個物體(樣本)的顏色坐標(biāo)分別記為 L*1a*1b*1 和 L*2a*2b*2，從表達(dá)式可以看出

　　即色差等于 L*a*b* 顏色空間中兩點之間的距離。兩種顏色的差異越大，色差值越大。除了在顏色規(guī)格系統(tǒng)中顯示顏色系統(tǒng)和色差外，顏色測量軟件還可以進行其他計算，包括白度指數(shù)、黃度、主波長和激發(fā)純度。

　4、設(shè)置顏色測量條件

　　為顏色測量計算設(shè)置了幾個條件。這些條件是照明(光源)和視場(視角)。需要設(shè)置照明，因為顏色會根據(jù)樣品上的照明而變化。照明設(shè)置包括 A、B、C 和 D65。在 JIS 標(biāo)準(zhǔn)中，這些被稱為標(biāo)準(zhǔn)光源和補充標(biāo)準(zhǔn)光源。每種照明的光譜分布都不同。例如，標(biāo)準(zhǔn)光源 A 用于計算白熾燈泡照明下的物體顏色。標(biāo)準(zhǔn)光源 D65 用于計算日光下的物體顏色，包括紫外光區(qū)域。顏色測量軟件允許用戶定義的照明設(shè)置來處理未作為標(biāo)準(zhǔn)提供的照明條件。

　　還必須設(shè)置視場(視角)，因為近距離或遠(yuǎn)距離觀察樣品時顏色會有所不同。對于高達(dá) 4 度的視場，2° 平均視角用于計算(從遠(yuǎn)處觀察的顏色);對于超過 4 度的視場，使用 10 度的平均視角進行計算(彩色觀察特寫)。對于 2° 平均視角和 10° 平均視角，顏色匹配功能有所不同。

　　如果在讀取光譜時更改了參數(shù)設(shè)置，列表中顯示的顏色測量值會立即更改。測色軟件最多可同時顯示六個計算項目。如果在讀取光譜時更改計算項目，顯示的顏色測量值會立即更改。

　5、光譜反射率測量

　　必須在測量光譜反射率之前設(shè)置測量參數(shù)。要設(shè)置測量參數(shù)，請設(shè)置光度值(透射率/反射率)、波長范圍(通常設(shè)置為 380 nm 至 780 nm)、掃描速率、狹縫寬度和采樣間距。根據(jù)光譜反射率計算的顏色測量值顯示為列表。當(dāng)然，也可以對現(xiàn)有的光譜反射率數(shù)據(jù)進行計算。

　6、數(shù)據(jù)校正

　　詳解顏色是如何測量的，包含了哪些參數(shù)?標(biāo)準(zhǔn)白板用于測量物體反射顏色(通過反射進行顏色測量)所需的光譜反射率測量。使用的標(biāo)準(zhǔn)白板包括硫酸鋇、氧化鎂、氧化鋁和氟樹脂。然而，由于它們在整個測量波長范圍內(nèi)具有高反射率，因此如果使用相同的儀器，則可以進行充分的顏色比較。但是，由于標(biāo)準(zhǔn)反射板不能形成完美的漫射面，也不能提供 100% 的反射率，因此樣品的光譜反射率測量值是相對值。需要非常高精度的測量來比較不同儀器獲得的測量結(jié)果。進行高精度測量需要將光譜反射率校正為相對于完美反射漫射表面的光譜比反射率。白板校正功能用于此校正。通過輸入校正后的標(biāo)準(zhǔn)白板的光譜反射率，將測量的光譜反射率校正為與完美反射漫射表面的測量結(jié)果相當(dāng)。相反，厚度校正應(yīng)用于物體的透射顏色測量(通過透射進行顏色測量)。樣品厚度的變化會導(dǎo)致光譜透射率的變化，從而產(chǎn)生不同的顏色測量結(jié)果。厚度校正是確定所需厚度(目標(biāo)厚度)的透射顏色的功能。

　　通過輸入實際測量的厚度、要確定顏色的目標(biāo)厚度和表面反射率(或根據(jù)折射率計算的表面反射率)進行厚度校正，可以比較不同厚度樣品之間的透射顏色。厚度校正進行以下計算確定內(nèi)部透射率，不包括樣品的測量表面反射率。

　　對內(nèi)部透射率應(yīng)用厚度校正，然后添加表面反射率。表達(dá)式(3)用于實際厚度校正計算以確定每個波長的透射率 T0。其中，T1：測得的透過率(%)T1：內(nèi)部透過率(%)相對于測得的透過率(%)r：樣品表面反射率t1：測得的樣品厚度[測得的厚度](mm)t0：確定透過率的樣品厚度[目標(biāo)厚度] (mm)T0: 計算透射率 (%) 可以輸入使用以下表達(dá)式從折射率 n 計算的值，而不是輸入表面反射率：

　　對于折射率為 1.5 的玻璃，這會產(chǎn)生 4% 的表面反射率。在確定每個波長處的厚度校正透射率值后進行顏色計算。