顏色測量管理與測色儀色差儀

顏色的感覺

顏色的感舉有一千萬種，是我們?nèi)祟惸芊直娴牟煌伾臄?shù)量。毫無疑問，我們對(duì)顏色的記憶能力還不足以鑒定某個(gè)特定的色度。然而顏色質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)“顏色”在每個(gè)企業(yè)中都變得越來越重要了。顏色的一致性會(huì)影響客戶的喜愛與否。當(dāng)終產(chǎn)品的單個(gè)備件是不同公司生產(chǎn)時(shí)；或更復(fù)雜些，當(dāng)有不同的供應(yīng)商時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。但無論如何，后顏色必須正確。

人與人（心情、年齡等）的差異造成對(duì)顏色敏感度的不同，環(huán)境背景如明亮度和顏色的變化，以及對(duì)顏色和色差的溝通和文件的不足，都會(huì)影響視覺上對(duì)顏色的感受。以上這些問題只能通過采用國際上指定的顏色系統(tǒng)用測色儀器來講解決。只有這樣才能保證對(duì)有色物體的客觀分析。顏色感知與光源、觀察器、目標(biāo)物三要素的相互作用有關(guān)：

光源

顏色會(huì)隨著光源的變化而改變。因此必須使用認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)光源。能發(fā)出覆蓋整個(gè)可見光譜（400到700納米）連續(xù)能量的光源是可用作顏色評(píng)估的前提。

CIE（國際照明委員會(huì)）以在每個(gè)波段上發(fā)射的能量（=相對(duì)照光譜能量的分布）來將光源標(biāo)準(zhǔn)化。在實(shí)際應(yīng)用中，以下是常用的光源：

日光                D65、C         白熾燈光            A             熒光燈光            F2、F1

觀察器

沒有觀察器，則不存在顏色

來自有色物體的反射光經(jīng)過晶狀體進(jìn)入人眼睛并透射到視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜上有三種不同的光敏感受細(xì)胞：一種能感受紅光，一種能感受綠光，一種能感受藍(lán)光。他們共同刺激大腦產(chǎn)生顏色的感覺。為了確定感受細(xì)胞的靈敏度，CIE在1931年和1964年做了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。

 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，2º和10º的感受器是標(biāo)準(zhǔn)化的，分別代表小的和大的觀察范圍。

 

觀察樣品時(shí)人眼睛聚焦于大的范圍，接近于10º感受器。

目標(biāo)物

CIE定義了光源和觀察器，測試儀器儲(chǔ)存了他們的光源函數(shù)。目標(biāo)物的光學(xué)特性是需要測量的變量。

現(xiàn)在的測色儀器測量有色樣品所反射的光的數(shù)量。在每一個(gè)光波長上的測量所得，稱之為光譜數(shù)據(jù)。

例如，黑色目標(biāo)物對(duì)整個(gè)光譜都不反射任何光（反射率為0﹪），相反，理想的白色樣品反射幾乎所有的光（反射率為100﹪）.

所有其它的顏色只選擇性的反射部分光譜中的光。因此，他們都有其不同形狀或軌跡的曲線，這就是光譜曲線。

以下圖形所示為典型的紅色、藍(lán)色和綠色樣品的光譜曲線。

顏色系統(tǒng)

顏色系統(tǒng)把三要素的數(shù)據(jù)結(jié)合起來：光源、觀察器、目標(biāo)物。

這是將顏色和色差數(shù)據(jù)進(jìn)行溝通和文件化的工具。CIE推薦且現(xiàn)已廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)是CIELab系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括兩個(gè)坐標(biāo)軸a*和b*，相互成90º直角，代表色相或顏色。第三個(gè)坐標(biāo)軸是亮度L*.它垂直于a*b*平面。在此系統(tǒng)中，任何顏色都能用坐標(biāo)L*a*b*來表示或者通過L*、C*、hº替代。C*（=彩度）表示顏色的強(qiáng)度或飽和度，同時(shí)色相角hº是表示實(shí)際色相的另一個(gè)形式。

要是顏色達(dá)標(biāo)，必須建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，然后產(chǎn)品與該標(biāo)準(zhǔn)相比較；這是典型的客戶/供應(yīng)商之間出現(xiàn)的情形。因此，顏色的溝通是以色差而不是以**值的形式來實(shí)現(xiàn)。通常用總色差，ΔE*，來表示色差。公式：ΔE*=√（ΔL*）²+（Δa*）²+（Δb*）²

可能兩組樣品有相同的ΔE*值，看上去卻完全不同：

為了確定顏色實(shí)際變化，需要用到單項(xiàng)色差ΔL*、Δa*、Δb*或ΔL*、Δc*、ΔH*

下面是色差的計(jì)算和解釋：

可接受的色差值必須在客戶和供應(yīng)商之間取得一致。這些允許差值與要求和技術(shù)能力有關(guān)。

測色儀器

在工廠里，使用兩種測量顏色的儀器：45/0光路和積分球光路，如色差儀，分光測色儀。

如何用您眼睛看來控制顏色

45/0光路是指以45º角圓周照明并以垂直于樣品平面的0º角觀察。圓周照明是在有方向性和有波紋的表面獲得重復(fù)性較好測量結(jié)果的必要條件。

 
 

這是模擬評(píng)估顏色的一般情況。例如，當(dāng)我們閱讀一本光亮的雜志時(shí)，會(huì)調(diào)整好角度以避免光澤直接進(jìn)入我們的眼睛。

在視覺上，人眼會(huì)判斷具相同顏料成分而光澤高的樣品比粗糙或有紋理結(jié)構(gòu)（光澤低）的樣品要暗一些。

這就是實(shí)際上45/0測色儀器所測量到的：

光澤紋理的差異----色差

在汽車內(nèi)飾板上，您得到兩個(gè)不同紋理結(jié)構(gòu)表面的差異：ΔE*=3

需要與視覺評(píng)估一致的應(yīng)用場合是：

■在生產(chǎn)線上批與批之間的比較■裝配用不同材料生產(chǎn)的多部件產(chǎn)品

控制顏色的色度

積分球光路通過一個(gè)白色內(nèi)壁的積分球來獲得漫反射光照明樣品。阻擋平用來防止光線直接照射到樣品表面。以8º觀察角度來接受測量結(jié)果。

積分球色差儀器可在兩種不同的測量條件下運(yùn)作：包含光澤（spin）、不包含鏡向光澤（spex）

在“spin”模式中，測量的是全部反射光：

漫反射（顏色）+鏡向反射（光澤）

測量的顏色與樣品的光澤或表面結(jié)構(gòu)無關(guān)。

光澤/紋理的差異*色差

在汽車內(nèi)飾板上您得到兩個(gè)不同紋理結(jié)構(gòu)表面的差異：ΔE*=0

在“spin”模式中測量應(yīng)用于：與分散時(shí)間相關(guān)的著色力；氣候和溫度相對(duì)顏色的影響；配色。

在“spex”模式中，用光陷阱來排除鏡向反射光（光澤）。這中配置近似于45/0光路。測量中得到低光澤樣品時(shí)，45/0和積分球“spex”的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。因?yàn)楣鉂上葳宀荒芡耆懦R向部分光澤。

小結(jié)

只有在相同條件下的測量結(jié)果才能比較。因此，在顏色測試報(bào)告中，以下內(nèi)容需要注意：

■測色儀器（光路角度）■照明/觀察器■顏色系統(tǒng)■樣品制備

北京時(shí)代山峰科技有限公司提供全系列的臺(tái)式和便攜式分光色差儀來測量顏色。