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，以及對顏色和色差的溝通和文件的不足，都會影響視覺上對顏色的感受。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估的前提。

CIE（國際照明委員會）以在每個(gè)波段上發(fā)射的能量（=相對照光譜能量的分布）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式和便攜式分光色差儀來測量顏色。