顏色是人眼對可見光的一種視覺感知的響應，要想對顏色進行定量和度量非常的復雜。因此，為了統(tǒng)一顏色測量的結(jié)果，國際照明委員會CIE規(guī)定了一套顏色測量原理、數(shù)據(jù)和計算方法，稱為CIE標準色度學系統(tǒng)，顏色測量儀器便是依據(jù)這一系統(tǒng)研發(fā)出來的。本文對顏色測量的方法和顏色測量的儀器做了簡要的介紹，對顏色測量知識感興趣的朋友不妨了解一下！

怎么理解顏色？

顏色是人眼對可見光的視覺感知響應，通常認為可見光的波長范圍在380nm～780nm之間，不同波長的可見光輻射會帶給人眼不同的視覺感受。人眼之所以能夠看到自然界中的物體呈現(xiàn)出不同的顏色外貌，主要原因是物體對光具有選擇性吸收和反射的結(jié)果，當采用不同光源照射同一物體時，由于光源的光譜能量分布不同會導致物體呈現(xiàn)出不同的顏色。

在顏色科學和顏色測量領域，顏色可用顏色三要素來描述，即色調(diào)、明度和飽和度。色調(diào)又稱色相，是不同顏色的相貌稱謂，是顏色的首要特征，有了它就可以準確的區(qū)別紅、黃、藍、綠等各種顏色。明度又稱亮度，反映的是人眼對于光源和物體表面明暗程度的感覺，主要由光線的強弱決定，同一色調(diào)中的淺藍、天空藍、深海藍就是明度變化的效果。飽和度又稱彩度、純度，主要取決于這一色調(diào)發(fā)射光的單一程度，其反映了顏色純度的強弱，純度越高，顏色感覺越明確、鮮艷，純度越低，顏色感覺則越含糊、渾濁。當我們從科學的角度描述一種顏色時，這三種屬性需同時出現(xiàn)，不能分離。

顏色測量的方法：

目前，顏色的測量方法主要有目視法、光電積分法和分光光度法三種。

1.目視法

目視法是一種最傳統(tǒng)的顏色測量方法。由觀察者在特定的照明條件下對產(chǎn)品進行目測鑒別，與CIE標準色度圖比較，得出顏色參數(shù)。人眼不能準確識別微細的色彩差異，主觀性性大，常判斷失誤，而且工作效率低，目視法在工業(yè)測色中的應用已越來越少。

2.光電積分法

光電積分法是20世紀60年代儀器測色中常用的方法。光電積分法不是測量各個波長的色刺激值，而是在整個測量波長區(qū)間內(nèi)，對被測顏色光能量進行一次性積分測量，得到三刺激值，再計算出樣品的色品坐標等參數(shù)。通常用濾光片覆蓋在探測器上，把探測器的相對光譜靈敏度修正成CIE推薦的光譜三刺激值。濾光片需滿足盧瑟條件，以精確匹配光探測器。但在實際應用中，由于有色玻璃的品種有限，儀器不可能完全符合盧瑟條件，只能近似符合。

3.分光光度法

分光測色法是按CIE推薦的標準照明和觀察條件下，通過測量顏色反射（透射）光譜，計算出顏色三刺激值”，進而得出各種顏色參數(shù)。

根據(jù)光譜信號采集方式的不同，分光光度法可分為光譜掃描法和光電攝譜法]。光譜掃描法是單通道測色方法，它按一定波長間隔，采用機械掃描結(jié)構(gòu)，逐個波長采集光譜信號，優(yōu)點是精度較高，缺點是光路和結(jié)構(gòu)復雜，測量速度慢，且波長重復性差，對光源的穩(wěn)定性要求高，受光源的不穩(wěn)定性等因素影響顯著，不適合在線測量。光電攝譜法是通過多通道光電探測器獲取整個空間光譜能量的分布信息，得出全波段光譜數(shù)據(jù)。與前者相比有所改進，如：測量時間短，信噪比高，對光源穩(wěn)定性要求低，不必使用機械掃描就能獲取全譜數(shù)據(jù)，適用于瞬態(tài)測量。

以上三種方法中，分光光度法已經(jīng)成為精確顏色測量的主要方法。

顏色測量的儀器：

顏色測量可以用三種不同的方法：目視法、光電積分法（三刺激值法）和分光光度法。與此相應，色度儀器可分為三種：目視色度計，光電色度計和分光光度計。

1.目視色度計

目視測色方法是用目視比較產(chǎn)品與標準顏色的差別，實際操作時應該在規(guī)定的CIE標準照明體下進行，一般可采用A光源（色溫2856K）、D65或“北窗光”照明。目視色度計可用目視的方法將試驗色與一種可調(diào)節(jié)的顏色進行匹配。視場包括一個或幾個試驗色占據(jù)的面積和比較色占據(jù)的面積，觀察者調(diào)節(jié)比較視場的顏色，直至試驗面積和比較面積相匹配為止。

目視法的測量結(jié)果包含人為因素，結(jié)構(gòu)比較復雜，且精度不高，現(xiàn)在已很少使用。

典型的目視色度計有：賴特色度計、斯太爾斯三色色度計、唐納森六原色色度計、麥克亞當雙目色度計和伯納姆色度計。

2.光電色度計

光電積分法是通過把探測器的光譜響應匹配成所要求的CIE（國際照明委員會）標準色度觀察者光譜三刺激值曲線，或某一特定的光譜響應曲線，來對被測量的光譜功率進行積分測量。

光電色度計的響應很象人眼的視覺系統(tǒng)，通過直接測得的與顏色的三刺激值成比例的儀器響應數(shù)值，直接換算出試驗色的CIE三刺激值。有兩種主要的方法用來修正物理探測器，如光電池或光電倍增管的光譜響應，使它們的光譜響應大小正比于顏色的三刺激值。一種方法是使用一個帶有光譜樣板的雙單色儀；另一種是使用濾色片，如日本日本的CR-200/CR-210/CR-221/CR-231系列色度計。樣板色度計所提供的標準光譜三刺激值x（λ）、y（λ）、z（λ）比大多數(shù)濾色片濾色計所提供的要精確，但是，樣板色度即通常比濾色片色度計要復雜的多。

光電色度計測量速度快，但測量精度沒有分光光度計高。

3.分光光度計

分光測色儀器是顏色測量最基本的儀器。這類儀器不是直接測量顏色的三刺激值本身，而是測量物體的光譜反射或光譜透射特性，也就是測量物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比。再選用CIE推薦的標準照明體和標準觀察者，通過積分計算求得顏色的三刺激值。

這是一種精確測量顏色的色度儀器，而且隨著科學技術的發(fā)展，目前已制成自動化、智能化的分光測色儀。