怎么测量颜色？颜色测量的基本原理和方法

颜色是光源照射到物体上，物体对光谱有选择的反射或吸收，引起人眼视觉感受器的响应，从而产生颜色的感觉，颜色的测量是颜色科学在人们生产生活中最主要的工程应用之一。本文介绍颜色测量的原理和方法，对颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下！

颜色测量的标准化：

颜色的测量是颜色科学在人们生产生活中最主要的工程应用之一，它不仅与待测物体颜色本身的光谱特性有关，还受照明和观察条件的影响。要使颜色测量标准化，就要求我们在颜色测量的过程中要对这几个影响因素也要标准化。

1.测量待测物体的颜色三刺激值时，选择标准照明体作为照明光源。

在日常生活中，人们通常在不同时间的日光下或者人造光源下观测物体的颜色，然而，日光在不同时间、不同地点，不同天气状态下其光谱分布也会不同，为了实现颜色测量标准化，CIE推荐了四种标准照明体（A、B、C、D）和标准光源（A、B、C），这样，人们就可以在共同约定的具有代表性的光源下标定物体的颜色。

为了实际使用方便，CIE在标准照明体D中推荐了三种具有特定相对光谱功率分布的照明体D55、D65、D75作为在光度、色度和颜色测量中的标准日光，其中相关色温为6504K的标准照明体D65使用最为普遍。

2.测量待测物体的颜色三刺激值时，要根据视场要求选用标准观察者，小于4°的视场选用CIE1931标准色度观察者，大于4°的视场要选用CIE1964补充标准色度观察者。

3.标准照明观测条件。在测量颜色时，待测物体表面的状态、光源入射角以及人眼的观察角度等的不一致都会影响测量结果。为了统一测量结果，CIE规定了反射物体（不透明物体）测量的四种标准照明和观测条件：0/45（垂直照射/45°接收）、45/0（45°照射/垂直接收）、0/d（垂直照射/漫反射接收）和d/0（漫射照射/垂直接收）。

测量待测物体颜色时必须满足这四种条件中的一种。不过此标准照明观测条件并不适用于透射物体颜色的测量。对于透射物体，测量时直接对待测物体表面垂直方向照明，透射方向探测即可。

颜色测量的基本原理：

颜色是光源照射到物体上，物体对光谱有选择的反射或吸收，引起人眼视觉感受器的响应，从而产生颜色的感觉。CIE标准色度系统的建立，为客观地测量物体的颜色奠定了基础。颜色测量包括光源色的测量和物体颜色的测量，其测量的根本任务就是测量待测物体的颜色刺激f（λ）（对于光源色即测光源的相对光谱分布函数S（λ），对于物体颜色则是测量反射物体的光谱反射率R（λ）或测量透射物体的光谱透射率t（λ）），测得f（λ）之后，根据色度学的颜色三刺激值公式就可以求出待测物体颜色的三刺激值X、Y、Z从而确定待测物体的颜色。

不同视场观测条件下，光谱的三刺激值会有差别，下图所示为CIE1931/1964系统的光谱三刺激值曲线。上式适用于视场小于4°时的计算，当视场大于4°时，待测物体颜色的三刺激值X10，Y10，Z10由下式计算得出。

颜色测量的方法：

颜色测量可以用3种不同的方法：目视法、分光光度法和光电积分法（三刺激值法）。

目视法是色度测量的最基本方法。它是用目视比较产品与标准颜色的差别，实际操作时应该在CIE标准照明体下进行，一般可采用A光源（色温2856K、）D65或“北窗光”照明。进行目视比较测量时，应具有一定的亮度，使人眼的锥体细胞处于工作状态，同时依照CIE的规定选择一定的视场大小。观察时感觉到的颜色表现即颜色的外貌，在很大程度上掺入了观察者的主观心理因素，它往往因人而异，故已很少使用。

分光光度法测量颜色主要是测量物体反射的光谱功率分布或物体本身的特性，然后再由这些光谱测量数据通过计算的方法，求得物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值。这是一种精确测量颜色的方法，并且已有测量设备，但通常体积大、结构复杂，测量速度缓慢。

光电积分法是通过把探测器的光谱响应匹配成所要求的CIE 标准色度，观察光谱三刺激值曲线，或某一特定的光谱响应曲线，对被测量的光谱功率进行积分测量。这类仪器测量速度快，也具有一定的测量精度。