1、弘过铡汤三驮神矾涩呸牛旭再沸承陆汇膀买渭睡椒宦椰式嚼痰碌茁晨谐公颜色的测量和计算颜色的测量和计算第四章 颜色的测量和计算厚敬园今息桔讶目喀盘贴隧惨退父纠鸥庶摆曹廓梳苔聪荣擂逐览队蹬莉捎颜色的测量和计算颜色的测量和计算标准照明体标准照明体n “照明体照明体 ”： 指特定的光谱能量分布，这一指特定的光谱能量分布，这一光谱能量分布不一定由一个光源直接提供，光谱能量分布不一定由一个光源直接提供，也不一定能用特定光源来实现。也不一定能用特定光源来实现。n “光源光源 ”： 指真实存在的物理辐射体。指真实存在的物理辐射体。 n CIE推荐使用过的标准照明体：标准照明体推荐使用过的标准照明体：标准照明体A、
2、 B、 C和和 D 。一、光源 省池陀缄蚌辟弧尝拦亿砚锯蚜型锣冈卢变盅艇卉师享舶卢职埃塌膳吻宛祭颜色的测量和计算颜色的测量和计算标准照明体标准照明体 A n 标准照明体标准照明体 A是相是相当于黑体加温到当于黑体加温到2855.6K时所辐时所辐射出的光，它的色射出的光，它的色度坐标落在了度坐标落在了 CIE 1931色度图的普色度图的普朗克轨迹上。朗克轨迹上。n 相对光谱功率分布相对光谱功率分布曲线曲线 讼弹帜宾年酱本寓惠傲苔攀哩匙卫绞伎窘琐法肠煞宋跃苗川宣溶肘挑惶恫颜色的测量和计算颜色的测量和计算标准照明体标准照明体 Bn 标准照明体标准照明体 B代表相代表相关色温约为关色温约为 4874K
3、的的直射阳光，它的色度直射阳光，它的色度坐标紧靠普朗克轨迹坐标紧靠普朗克轨迹。n 相对光谱功率分布曲相对光谱功率分布曲线线 留愉重侥六恨兰矽惰场腹嚷体烬肪羡犹响浅爵犁审它高臻逃警直河岸沽翻颜色的测量和计算颜色的测量和计算标准照明体标准照明体 C n 标准照明体标准照明体 C代表代表相关色温大约为相关色温大约为6774K的平均日光，的平均日光，其光色近似阴天天空其光色近似阴天天空的日光，色度坐标位的日光，色度坐标位于普朗克轨迹的下方于普朗克轨迹的下方。n 相对光谱功率分布曲相对光谱功率分布曲线线 遁晰铭军看翘孺舒尼鼻歉虹蜜纽翻骚菩苔负二犁弹蒲埔踊讨茧碰俊麦兰瞎颜色的测量和计算颜色的测量和计算标准
4、照明体标准照明体 D n 标准照明体标准照明体 D代表了各种时相日光的相对代表了各种时相日光的相对光谱功率分布，亦称为典型日光或重组日光谱功率分布，亦称为典型日光或重组日光。它是由一条位于普朗克轨迹上方的一光。它是由一条位于普朗克轨迹上方的一条典型日光色度轨迹。条典型日光色度轨迹。 n 标准照明体标准照明体 D与实际日光具有比较相近的与实际日光具有比较相近的相对光射功率分布，并且比标准照明体相对光射功率分布，并且比标准照明体 B、C更符合实际日光的色度坐标，因此更符合实际日光的色度坐标，因此 CIE优优先推荐了标准照明体先推荐了标准照明体 D65(相当于相关色温相当于相关色温大约为大约为 65
5、04K的日光的日光 ) 。埔袁百亩摩纂传伏病孵括舞朱舜屑黔烛扦巧幕蜗哺秀瞎形星呆蚁委兜跃赖颜色的测量和计算颜色的测量和计算n 在不能应用在不能应用 D65时，尽量采用标准照明体时，尽量采用标准照明体D50(相关色温相关色温 5000K)、 D55 (相关色温相关色温5500K)和和 D75 (相关色温相关色温 : 7500K)n D50、 D55和和 D75的相对光谱功率分布曲线的相对光谱功率分布曲线 民臃暖寇孽调把止扒靠帽哀癌核换舅筹晰姓瓦床缘网赂孵感冤徒秧干峪镜颜色的测量和计算颜色的测量和计算二、 物体的光学性质物体受到光的照射后，能够吸收全部或部分波长范围光的能量，并将吸收的光能转化为热
6、能，其余波长的光被反射或透射出去，作用于人眼后产生颜色的感觉。它们所表现的颜色，就是被吸收光的补色。（一）吸收赔巡汀了隋讣弘僵桑耗柴琵程储浇媳厌衰郴牟妈殉宜饱铆旭庶滇恶郴尤疵颜色的测量和计算颜色的测量和计算（二）反射镜面反射 发生于平而光滑的表面，当光以某种角度照射在这种平面上，则以相同角度 (与样品表面法线的夹角 ) 反射出一部分光，而且与入射光的波长无关。镜面反射光的多少决定了物体的光泽度。漫反射 一般发生在不平且粗糙的表面上，入射光以很多不同的角度被反射出来。漫反射也可由光滑表面下面的散射引起。大部分半透明体及不透明体的平滑表面，同时具有镜面反射和来自表面下散射引起的漫反射。榨伦椿卓魔跃
7、袄崔力懦鸣鸟琵臃范护商喉咨粘堤劫诧曙褪绎喻摇刨爆犁导颜色的测量和计算颜色的测量和计算（三）透射透射是指入射光照射在物体上后穿过物体的现象。（ 1）没有吸收和散射，全部透过，无色透明体；（ 2）没有吸收，部分光被散射，部分被透过，白色半透明体；（ 3）全部被反（散）射，没有吸收透过，白色不透明体；（ 4）全部吸收，无反（散）射，无透过，黑色不透明体；（ 5）透过、吸收和散射作用都存在，有色的半透明体；（ 6）部分吸收，部分透过，没有散射，透明有色体；（ 7）部分吸收，部分反（散）射，无透过，有色不透明体。象收辰庶悼菠弱镶讥描刻靛歉号漓吓讥胁丢褪象讨绎枯辛新号钥网纂焙瓶颜色的测量和计算颜色的测量和
8、计算第二节 颜色的测量和计算1 测色的基本原理颜色的测量是颜色科学最重要的工程应用之一，它不仅依赖于被测颜色本身的光谱光度特性，还与测量的几何条件、照明光源的光谱分布等密切关联。因此，国际照明委员会 (CIE)推荐了相关的测色标准，以使各国的颜色测量参数和各测色仪器制造厂商的产品能够进行交流和对比。颜色测量的根本任务是测定色刺激函数 ()；对于光源的测量，实际上是要测定光源的相对光谱功率分布 P()；对于物体色的测量，则是测定物体的光谱光度特性，如反射物体的光谱辐亮度因数 ()和光谱反射比 P()、透射物体的光谱透射比 ()等。在测得了色刺激函数 ()之后，就可以根据色度学的三个基本方程求出被
9、测颜色的 CIE三刺激值。颜色测量的方法分为目视测色和仪器测色两大类 其中，仪器测色又包括分光光度法和光电积分法 (也称三刺激值法 )两种。胚陶迟诺沪淄巫溢役痞笆调敌路调佬寂贝答频胸渤狼漂扯着绦缉澎雷导衬颜色的测量和计算颜色的测量和计算2 目视测色目视测色方法通过人眼的观察，对颜色样品与标准颜色的差别进行直接的视觉比较，要求操作人员具有丰富的颜色观察经验和敏锐的判断力。即便如此，在其测色结果中仍不可避免地包含了一些人为的主观因素，而且工作效率很低。在进行目视测色时，首先要确定标准的照明和观察条件，该条件要必须能在较长的时间内保持稳定。因此，通常需要采用光暗室 (如标准灯箱 )，并且光暗室的光谱
10、功率分布和照度应该正好与样品需要的照明条件一致。周围场 (surround) 指的是光暗室的内壁，其应该是无光泽和中性的，而且其特定的明度取决于被模拟的照明环境。大多数光暗室的明度 L在 60-70，由此获得了定向与漫射的组合照明，以便观察被测物体颜色的差异。如果待测物体不是高光泽材料，最好不要改变周围场的特征。当对高光泽材料进行评估时，光暗室的背景应该涂成黑色，或采用黑色的天鹅绒进行覆盖，这样可以消除由镜面反射导致的光暗室背景的图像。险诱膝含膊聘确剿策漠坤衅赖仔萄秸烘遁温驮剐捕术狐绳谤阻足臀吨蹭涝颜色的测量和计算颜色的测量和计算背景 (background) 指的是样品放置其上的表面，一般大
11、多指光暗室的底面。如果目视测量的目的是评估色表，那么背景应该是无光泽的，并且具有中等明度 (L=50)。被测颜色样品的尺寸应该保持一致，并且样品的尺寸越大，其目视测量的精确度也越高。一般，样品至少应有 13 cm2大小。如果达不到这种尺寸要求，那么在使用小一些的样品时，观察者应该在视角不小于 2的距离外观察样品。如果标准色样的尺寸比样品还小，则应该采用罩子分别覆盖其上，以便得到相等的观察面积，同时罩子的明度和表面性能应该与背景相同。判断两个试样的色差时，该样品对的制备疗法应该相同，并且习惯上将试样以边界接触的方式放置。试样应平放于光暗室的底面上，以使照明与试样平面垂直。观察者离光暗室开口约 1
12、5-30 cm距离，并且保持观察角度 (观察方向与试样法线之间的夹角 )为 45的高度。由于光室的照明取决于特定的光源、散射体及周围场的明度，并在基本定向反射与中等散射范围内变化，因此，在目视评估中，保持观察者与试样的距离不变是非常重要的。 隐罪斥蒜整怎字脱闸凿门铺推约钒靡承距耘御伎埃营萎洼龋锈餐酪滇吓拈颜色的测量和计算颜色的测量和计算应该熄灭观察环境中的室内照明灯，并且在光暗室中只放置待测色样，以避免光室内零乱堆放的试样可能导致的照明光谱性能的变化。在一般情况下，对颜色进行视觉测量时，最佳的目视检测方法是：将待测样品与标准色样在标准光源照射下并排放置，同时观察两个样品，以判断颜色质量。在大多
13、数情况下，需要对颜色的同色异谱程度进行评价，所以单一光源是不够的，应该允许使用多种标准光源。履形功日蝶腊吭戚砷耪盘唐刘古钩恩蟹蒲换葬宝羽霍丑窒玻样哈是崩械践颜色的测量和计算颜色的测量和计算3 仪器测色的色度基准按照国际照明委员会 (CIE)的规定，反射颜色样品的光谱反射率因数，是相对于完全反射漫射体 (在整个可见光谱范围内的反射比均为 1)来测量的。然而，现实中并不存在理想的完全漫反射体实物标准，所以必须用已知绝对光谱反射比的氧化镁、硫酸钡等工作标准自板来校准分光光度计，才能在仪器上直接测量样品的绝对光谱反射比。因此，首先必须准确测量氧化镁、硫酸钡等工作标准的绝对光谱反射比，建立准确可靠的测色
14、工作标准，并进行科学有效的量值传递。利用漫反射性能好、反射比高的 MgO(烟积或喷涂 )、 BaSO4等材料进行反射比测量，可以得到较高的准确度。然而，这些材料的光学稳定性差，容易污染，完好保存及重复使用困难，因而无法长久地保持反射比量值的稳定性和准确性。为了多次标定以提高准确度，应在得到色度基准的绝对光谱反射比之后，随即将其量值传递到光学性能稳定、经久耐用、表面便于清洁的乳白玻璃、高铝瓷板、陶瓷白板或搪瓷白板上，作为保存反射比量值的副基准白板。型疆抓铰荫耐岂吃忻犁淡丑爸阳棺翌旺鳖批憎碘二黎领枷攀现相劳登柑椿颜色的测量和计算颜色的测量和计算（ 1）光谱光度仪的结构特点(1) 样品测量孔 (2)
15、 漫反射积分球 (3) 脉冲氙灯 (4)D65 滤光片 (5)UV 滤光装置(6) 样品测量光束 (7) 样品测量接收器 (8) 参比测量光束 (9) 参比光束接收器(10) 镜面反射阱 (11) 透射样品放置槽 (12) 电子计算机（ 12） 电子计算机光电二极管饰访呸伞猜骨岿匿战鄂政响铲司俐惨尼砒钩热屈玖忽特汇绅挡吝四假挚铅颜色的测量和计算颜色的测量和计算（一）仪器内测量用光源钨丝灯 脉冲氙灯最佳的仪器内照明光源应为高强度脉冲氙灯，而且通过滤光片模拟 D65标准照明体的光谱功率分布 。（二）照明和测量条件1971年 CIE正式推荐了几种测色标准照明和观察条件，统一了颜色测量和评价方式、减少
16、照明和观察条件对光谱反射函数实测结果的精确度的影响、提高测量精度。讳遭镭面随见墒暖俯变径靠贵桂印粮考苍埃封铬杜椅狈询矿惑苔甲乱捷燕颜色的测量和计算颜色的测量和计算45/垂直（垂直（ 45/0）n 样品被一束或多束光样品被一束或多束光照明，照明光束的轴照明，照明光束的轴线与样品表面的法线线与样品表面的法线成成 452，观察方，观察方向与样品的法线之间向与样品的法线之间的角度不超过的角度不超过 10，照明光束的任一光线照明光束的任一光线和照明光轴之间的夹和照明光轴之间的夹角不超过角不超过 5，观察，观察光束在观察中也应该光束在观察中也应该遵守同样的限制遵守同样的限制 。沪抢傀党岳乃并妈选版芍中恰股
17、妻菊参踌葬绎安蛀竟准碘死色卞揣文武雀颜色的测量和计算颜色的测量和计算垂直垂直 /45（ 0/45）n 照明光束的轴线与照明光束的轴线与样品表面的法线之样品表面的法线之间的角度不超过间的角度不超过10，照明光束的，照明光束的任一光线和照明光任一光线和照明光轴之间的夹角不超轴之间的夹角不超过过 5，观察光束在，观察光束在在观察中也应该遵在观察中也应该遵守同样的限制守同样的限制 。柞孔暂爷侗淌渠悼傍惑郑争撩祟胀步棋灼仪课延匪抠但帐撅梨胡疤翟眨膏颜色的测量和计算颜色的测量和计算漫射漫射 /垂直（垂直（ d/0）n 用积分球照明样品，样品用积分球照明样品，样品的垂直线和光测轴之间的的垂直线和光测轴之间的
18、夹角不应超过夹角不应超过 10，积分，积分球的直径可以是任意大小球的直径可以是任意大小，但其开孔的总面积不能，但其开孔的总面积不能超过积分球内部反射总面超过积分球内部反射总面积的积的 10，观察光束的任，观察光束的任一光线和观察轴之间的夹一光线和观察轴之间的夹角不应超过角不应超过 5。 慈芋颁沦彭笔盐起棺酉捶禹沥狼吼澎夹禁谈吹族毁孙匆越济靛乞脓傈讥解颜色的测量和计算颜色的测量和计算垂直垂直 /漫射（漫射（ 0/d）n 照明光束的轴线与样品表面照明光束的轴线与样品表面的法线之间的角度不超过的法线之间的角度不超过10，反射通量由积分球来，反射通量由积分球来聚集，照明光束的任一光线聚集，照明光束的任
19、一光线和照明光轴之间的夹角不超和照明光轴之间的夹角不超过过 5，积分球的直径可以是，积分球的直径可以是任意大小，但开孔的总面积任意大小，但开孔的总面积不能超过积分球内部反射总不能超过积分球内部反射总面积的面积的 10 。光泽吸收阱环道地谍冕牧栈篡阵命虐首瘴儡旬曾临妓涕烤毒铀傅蘸朱鄙怕东圃哭断独颜色的测量和计算颜色的测量和计算（三）单色器作用：将复色光分解成单色光，再由光电检出器按相应的波长检出。经单色器分光后出来的单色光照射到光电检出器上转变成电信号，电信号经模 /数转换成为计算机可以处理的数据 。（四）光电检出器现粤诌辕貌械欢句漂耍惩卡链盈跨掂对瘦钾技郁彰迄蚜粪储协菇奉早舞湘颜色的测量和计算
20、颜色的测量和计算品牌 产 品型号爱 色 丽 （ X-Rite） CE7000A， color i7,color i5, CE2180， CE-XTH, CE-XTS， SP60/62/64德塔 颜 色（ Datacolor） SF650， SF600, SF550， SF400， DF110， DF245亨特立（ HunterLab） UltraScan Pro， UltraScan VIS， ColorQuest XE，MiniScan XE， LabScan XE柯尼卡美能达（ KonicaMinolta） CM-3700d， CM-3600d， CM3500d， CM2600d，CM23
21、00d， CM2500c光谱光度仪的常见品牌和型号 爆插其利雅荡泞南驹肘森遥济孪苏默吹缴荧咸涵啡祝习既康熄出海啦忽换颜色的测量和计算颜色的测量和计算某一光源的光谱功率分布函数某一光源的光谱功率分布函数光谱三刺激值与波长的关系函数光谱三刺激值与波长的关系函数在某一波长在某一波长 的三刺激值为的三刺激值为有：有： （一） RGB与 XYZ的计算方法 尧淳栓裙涡列质被羌饭方剑瓷恶素该阴泣蕴枚蝎录守猪赚鳃蹋痴拴饭早瓢颜色的测量和计算颜色的测量和计算n 在可见光谱范围内进行积分，即得到该光在可见光谱范围内进行积分，即得到该光源的三刺激值源的三刺激值 ：沪师缨粳宣璃靴居寐抑追深晓伙欢鸡呕渍挣征瓮佃牵誊剔险
22、印叮里乎我沿颜色的测量和计算颜色的测量和计算膳恼标亲砾涎歹归恨篡凌吩贷藩桑斗烧闯寞区渤爹皋匝窍色蓝掉更哩认掌颜色的测量和计算颜色的测量和计算主波长与色纯度计算n CIE 1931标准色度系标准色度系统、统、 CIE 1964补充标补充标准色度系统，完成了用准色度系统，完成了用数字表示颜色的目的，数字表示颜色的目的，但很难将日常生活中见但很难将日常生活中见到的颜色与数字联系起到的颜色与数字联系起来。来。 n Y 30， x 0.3927，y 0.1892是什么颜是什么颜色？色？ 走挖泻榜滦人蜘路丹晴采氨睹括邢提囚颁表驻眠谆至叹磅喊用拐嗽滤银秉颜色的测量和计算颜色的测量和计算n 结合颜色的三属性（
23、色调、明度、饱和度结合颜色的三属性（色调、明度、饱和度）提出了与颜色三属性有关联的一些概念）提出了与颜色三属性有关联的一些概念：n 主波长主波长n 兴奋纯度兴奋纯度n 亮度纯度亮度纯度削舀虫缚痹耗洛割湿谗冈械仕蔽居氛绳膜蜜够所蠢答代杰乡耀畏摧淋虽中颜色的测量和计算颜色的测量和计算主波长主波长n 颜色的颜色的 主波长主波长 大致相当于视神经感觉到的大致相当于视神经感觉到的颜色的色调。颜色的色调。 n 在在 CIE色度图上分别标出颜色样品和光源的色度图上分别标出颜色样品和光源的色度点（即色度坐标），连接两点做一直色度点（即色度坐标），连接两点做一直线，并线，并 从光源向样品色度点的方向延长从光源向样品色度点的方向延长 与与光谱轨迹相交，这一交点的波长就是该颜光谱轨迹相交，这一交点的波长就是该颜色样品的主波长。色样品的主波长。 锯嗡副剑谊够镣挫姜跺蜕搜购诊焚躯仲秩侈童婚莹油陷袍回品硒椎跟剐押颜色的测量和计算颜色的测量和计算如图，如图， M和和 O分别为样品颜色分别为样品颜色（ M）和）和 CIE光光源源 C的色度点，的色度点，连接两色度点，连接两色度点，其直线的延长线其直线的延长线与光谱轨迹相交与光谱轨迹相交与与 519.4nm处处， 519.4nm就就是样品是样品 M的主波的主波长。长。泛硷尼提峻咙期砷录蛔件垮绚莉灵躁召于尔叼再缸想灸仁铭腹殖幼资吼贺颜色的测量和计算颜色的测量和计算
