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颜色怎么测量？颜色测量的常用仪器有哪些？

摘自：发七人仪器网 | 2023-04-18 | 作者：Faqiren

文章摘要：颜色是光的属性，是外界光投射到物体上，经过颜色物质对光有选择的吸收后，其反射（或透射）光对人眼的辐射作用结果。因此，只要测出物体色的光谱反射率因素，就可得出物体色的三刺激值和色度坐标值，对颜色进行定量的表达。本文对颜色测量的原理及颜色测量的常用仪器做了简要的介绍，感兴趣的朋友不妨了解一下！

颜色是光的属性，是外界光投射到物体上，经过颜色物质对光有选择的吸收后，其反射（或透射）光对人眼的辐射作用结果。因此，只要测出物体色的光谱反射率因素，就可得出物体色的三刺激值和色度坐标值，对颜色进行定量的表达。本文对颜色测量的原理及颜色测量的常用仪器做了简要的介绍，感兴趣的朋友不妨了解一下！

光电积分式颜色测量仪器.jpg

颜色测量的原理：

颜色是光的属性，是外界光投射到物体上，经过颜色物质对光有选择的吸收后，其反射（或透射）光对人眼的辐射作用结果。人眼所能看到波长为380nm～750nm的光，即可见光。人眼对不同波长光的感受性是不一样的。虽然不同的人对同一外界光刺激的主观感受不尽一致，但人的生理视觉对可见光的感受却呈现着共性的规律。人们根据这共性规律，制定了一个“标准人眼”它是我们在颜色测量和评价中所遵循的生理学依据。颜色测量的基本仪器是光谱仪，只要测量出物体色的光谱反射率因数，就可得出物体色的三刺激值和色度坐标值。物体颜色的定量度量是涉及到很多因素的较为复杂的度量问题，视觉感受器对明度，色调和饱和度的反应程度，决定了物体颜色的色觉特性，也提供了颜色的三维空间矢量表达的基础。

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；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、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测颜色的CIE刺激值X、Y、Z。

颜色的三刺激值计算公式.jpg

式中，积分的波长范用为可见光段，X、Y、Z即为CIE光谱三刺激值，φ（λ）为颜色刺激函数，对于自发光体（如光源），φ（λ）= S（λ），S（λ）为待测发光体的相对光谱功率分布；对于透射物体，φ（λ）=τ（λ）S（λ），τ（λ）为待测物体的光谱透过率；对于反射物体，φ（λ）=B（λ）S（λ），B（λ）为待测物体的光谱反射率因数。

颜色测量常用仪器类型：

根据获得三刺激值的方式不同，测色仪器主要可分为两大类：分光式测色仪器和光电积分式测色仪器。

1.分光式测色仪器

分光光度计是颜色测量中最基本的仪器，这类仪器不是直接测量颜色的三刺激值本身，其测量颜色的过程主要包括物体反射或透射光度特性，也就是测得物体的光谱辐亮度因数或光谱透射比，由此根据CIE标准色度观察者光谱是三刺激函数计算出样品的三刺激值X、Y、Z等色度的参数。

常规的测色分光光度计局限在可见光范围内。CIE推荐精度计算，波长间隔为1nm，在大多，数使用中可取5nm，光谱范围取360nm～830nm，在大多数使用中可取380nm~780nm的波段内测得各波长的光谱反射（或透射）率。由于这类仪器测得的是最基本的颜色光学数据，它可以用计算的方法灵活地得出物体颜色在各种条件的三刺激值 XYZ。根据光谱信号采集的方式，分光式仪器可分为单通道扫描式和多通道采集式。

2.光电积分式仪器

光电积分式仪器是模拟人眼的三刺激值特性，用光电积分效应，直接测得颜色的三刺激值。

光电积分式颜色测量是在整个测量波长范围内对被测颜色的光谱能量进行一次性积分测量。如果通过三路积分测量分别测得样品颜色的三刺激值X、Y、Z，那么就能进一步计算出样品颜色的色品坐标及其他相关色度参数。

这类仪器使用颜色滤光片，对所用的光电探测器的光谱响应进行滤色修正，使它与 CIE 标准观察者相一致。同时对照明光源也加以滤色修正，使之符合标准照明体的相对光谱功率分布（实际中均把这两种滤色修正混成一组来设计），由于在测量原理和具体元器件精度方面的不足，往往在某些波长上会出现光谱匹配误差，同时在测量探测器的相对光谱灵敏度时也存在一定的测量误差，其精度比不上分光式仪器，所以光电积分式仪器对颜色的绝对测量精度不高，但对颜色的相对测量，尤其对中色差测量还是比较常见的。

文章标签：色差仪分光测色仪