顏色有幾種測量方法?顏色測量的儀器有哪些類型?
2023-03-16
顏色是自然界物質的最主要的客觀屬性之一。長期以來對顏色表征僅限于主觀的形容詞匯,更談不上定量的測量。隨著社會的發展,實時、便捷、定量的測色儀器有著越來越重要的應用價值。本文對顏色測量的方法及測量儀器的類型做了簡要的介紹。
顏色測量的發展概況:
顏色在人們的日常生活中到處存在,它影響著人們的情緒、印象、欲望、嗜好等各種感覺,與人們的生活息息相關;在工業生產中,產品的外觀效果在很大的程度上歸結為顏色的效果,因此保證顏色產品質量的首要問題之一就是盡可能地使其顏色外貌與標準色樣一致,減少色差,從而對產品的色差檢測技術提出較高的要求。許多工廠憑有老師傅的經驗來確定顏色的準確性,但是在大多數情況下,僅僅靠人工目測是很難達到工業生產的要求的,主要是因為這種方法要受到照明條件、背景亮度、材料光澤、紋理、大小形狀及測色人員視覺和心理上的差異等方面因素的影響,缺乏準確性;即使采用同一個人多次重復判定或者不同人員的平均判定,其結果仍然會出現相當大的離散性和隨機誤差。定量地評定顏色還原產品質量越來越成為大家需要解決的復雜問題。幾十年來,經過儀器儀表工作者不懈的努力,利用儀器來將顏色數據化、標準化已經成為了可能,而且隨著光學、電子和計算機技術的發展,測色儀器也在日益完善,并在紡織、建筑、印刷、塑料、陶瓷、染色、食品、醫療和化妝品等行業得到了廣泛的應用。
顏色測量的幾種方法:
顏色測量可以使用三種不同的方法,即目視法、分光光度法和光電積分法問。目視法是一種古老的、但同時也是色度測量的最基本方法,它用目視比較色樣中對被測色樣與標準色樣之間顏色的差別。實際操作時,應該在規定的CIE標準照明體下進行,一般可采用標準A光源、模擬D65照明體或“北窗光”照明。進行目視比較測量時,應具有一定的亮度水平,使人眼的錐體細胞處于工作狀態,同時也應按照CIE的規定選擇合適的視場范圍。觀測者感覺到的顏色表現即顏色的外貌在很大程度上受制于觀測者的主觀因素,往往因人而異,故目前己很少采用。
分光光度法測量顏色主要是測量物體反射的光譜功率分布,然后再由這些光譜測量數據通過計算的方法求得物體在標準照明體下的三刺激值。這是一種精確的顏色測量方法,但是成本較高,過程相對復雜,而且速度較慢。
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,由此對被測量的光譜功率進行積分測量。
該方法的測量速度快,而目前也具有相當的測量精度(取決于探測器光譜靈敏度滿足盧瑟條件的程度),可滿足大多數場合下的顏色測量要求。
顏色測量的儀器類型:
顏色測量儀器的種類很多,但是總體可以分為兩大類:一類是分光光度計,另一類是光電色差儀。
分光光度計是用多棱鏡或光柵將多色光分離成單色光,通過光敏元件取得樣品反射率或透過率,然后按公式計算出樣品的三刺激值。光電色差儀是由一組濾色片和光電池組合成濾色器,模擬人眼色感覺測量物體顏色,可以在儀器上直接讀出被測量樣品顏色的三刺激值。
分光光度計的測色儀器測量準確度高,但是系統復雜操作麻煩,成本高,適合于要求較高的測色與配色場合;光電色差儀雖然測色精度不高,但是速度快、價格低、而且操作容易,在工業中有很大的市場前景。
顏色測量儀器的發展趨勢:
(1)智能化
國內外目前普遍研究和采用帶有微處理器、兼有檢測和信息處理功能的傳感器。在半導體片基上,用微電子加工技術把傳感器功能、邏輯功能、存儲功能集成在一起,使得傳感器具有自動校正、自動補償、數據處理、存儲、記憶等功能。
(2)準確高速
高精度積分球的入射面采用鋇處理和新材料,雙光束反饋系統作為參比監控,并可對特殊情況做出補償等,利用這些技術來提高測量的精度和速度,從測量到計算直至顯示,一般僅需幾毫秒時間。
(3)多種制式的轉換
可以是ISO標準,也可以是DIN標準;在XYZ、Lta*b*、L*C*H*、亨特LAB等色度空間之間進行數據轉換。這些都是由于微處理器的計算功能,使得轉換更加方便。
(4)利用個人電腦(PC)擴展測色儀器的功能
通過串口RS-232/485測色儀可與個人電腦實現對接,互相輸入輸出數據。
(5)測量穩定
在線測色不僅可以有效替代人工的離線檢測,而且可校正照明光源的光強變化而導致的微小色差變化,提高測量的穩定性。