色度学知识60-105
颜色知识
色度学的基本知识（一）2007-03-25 23:37色度学的基本知识色度学色度学与物理光学等学科的基础不同, 物理光学可以认为是客观的科学,是与人类无关的。
而色度学却是一种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 因此它属于人类工程学范畴, 以对光强的度量来说, 物理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度量。
色度学确切的讲它是研究人眼对颜色感觉规律的一门科学。
以对光强的度量来说, 物理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度量。
辐射能量很大的波长很长的红光对人来说却没有辐射能量很小的黄光亮, 人们就认为黄光的强度比红光大。
在人们眼中所反映出的颜色，不单取决于物体本身的特性，而且还与照明光源的光谱成分有着直接的关系。
所以说在人们眼中反映出的颜色是物体本身的自然属性与照明条件的综合效果。
我们用色度学来评价的结论就是这种综合效果。
色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学，它是一门本世纪发展起来的，以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性科学。
每个人的视觉并不是完全一样的。
在正常视觉的群体中间，也有一定的差别。
目前在色度学上为国际所引用的数据，是由在许多正常视党人群中观测得来的数据而得出的平均结果。
就技术应用理论上来说，已具备足够的代表性和可靠的准确性。
国际照明委员会(CIE)国际照明委员会(Commission Internationale ed I'Eclairage-CIE)主要研究照明的专业术语、光度学和色度学的国际学术研究机构。
设在巴黎。
早在1924年前就已从事标准色度学系统的研究，1931年根据莱特(W.D.Wright)在1928-1929年和吉尔德(J. Guild)在1931年研究三原色的角度观察效果，加以平均，规定了CIE 1931标准色度观察者光谱三刺激值，并据以绘制出偏马蹄形曲线的*色度图，称为“1931 CEL-RGB系统色度图”，后经修改被推荐为1931 CIE-XYZ系统，为国际通用色度学系统，称为“CIE标准色度学系统”，所作的图则称“CIE 1931色度图”。
色度学基础知识
色度学基础知识---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 色度学基础知识一、概述色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量的理论与技术的科学，是以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科领域为基础的综合性科学。
在现代工业和科学技术发展中，存在着大量有关色度学的问题，颜色与人民生活的衣食住行密切相关。
颜色的测量和控制在一些工农业生产中极为重要，在许多部门颜色是评定产品质量的重要指标，如染料、涂料、纺织印染、塑料建材、医学试剂、食品饮料、灯光信号、造纸印刷、电影电视、军事伪装等等，这一切都是由于颜色科学的建立，才使色度工作者能以统一的标准，对颜色作定量的描述和控制。
在纺织印染、染料和涂料等行业天天与颜色打交道，过去全凭目测评定，评定结果无法记述，储存。
并受观察者的身体状况、情绪、年龄等影响很大。
随着电子技术和计算机技术的迅速发展，测色仪器的测色准确性、重演性和自动化程度大大提高。
现在又有在线检测对提高产品质量，减少不合格品率更为有用。
为此测色技术在各行各业日益得到广泛应用。
色彩的感觉是一个错综复杂的过程，单从物理观点来考虑，色彩的产生有三个主要因素：光源，被照射的物体和观察者。
二.、光和颜色1、光源光由光源体发出，太阳光是我们最主要的光源。
光辐射是一种电磁辐射波，包括无线电波、紫外光、红外光、可见光、X 射线和γ射线等。
我们人类所能见到的光只是电磁波中极小的一部分，其波长范围是380--700nm （纳米）称为可见光谱。
在可见光谱范围内，不同波长的辐射引起人的不同颜色感觉：700nm 为红色，580nm 为黄色， 510nm 为绿色， 470nm 为蓝色。
单一波长的光表现为一种颜色，称为单色光。
LED色度学基本知识
Ri=100-4.6 ΔEi 式中,4.6是对原则荧光灯Ra=50时旳调整系数. 对1-8个样品旳一般显色指数Ra:
Ra=Σ Ri/8.
有关特殊显色指数R i数值旳感性阐明: ΔEi旳单位是NBS色差单位,Ri旳数值1(1%) 相当于0.22个NBS色差单位. Ri相差5就是1 个NBS单位. 那么1个NBS单位代表什么呢? 1个NBS单位即ΔEi=1,相当于最优试验条件 下人眼能感知恰可觉察旳5倍,∴ 0.2个NBS色
功率效率 (%)
12.0 3.0 0.6 0.6 0.1 0.3 0.02 0.01
LED光谱图
白光旳产生 1)用红(R),绿(G),兰(B)三色混合.(加色法)
RGB混色在色品图上旳体现
2)用蓝光LED+黄色荧光粉YAG（BY法） 在480nm处有低谷
荧光粉旳进步
变色灯中旳减色法,白光透过三种颜色旳滤 色片后变成黑色.
和630nm,542nm,460nm(1931)真实旳光.但在匹配 某些颜色时和计算中出现了负值。
为此必须选择实际不存在旳另外三个原色。 实线:1931(2º); 虚线:1964(10º).
使新旳三原色在色度图上符合下列要求： 1）包括整个光谱轨迹，且为正值； 2）光谱轨迹在540nm-700nm在色度图中
两种不同视觉细胞旳光谱光视效率 明视觉:555nm; 暗视觉:507nm.
眼睛内锥状视觉细胞旳特点之一。 锥状细胞中有视红质､视绿质和视蓝质。
看到物体颜色。
锥状细胞对颜色旳辨别就是色度学旳基础。
物体旳颜色 应由眼睛定义旳,
不是天生旳。
颜色旳辨别､定量肯定与视觉细胞旳分布有关。 先后有2º和10º旳试验数据。原因见图。
第2章_基本色度学及相关知识
谱功率分布，亦称为典型日光或重组日光。 它是由一条位于普朗克轨迹上方的一条典型 日光色度轨迹。 标准照明体D与实际日光具有比较相近的相 对光射功率分布，并且比标准照明体B、C更 符合实际日光的色度坐标，因此CIE优先推 荐了标准照明体D65(相当于相关色温大约为 6504K的日光 ) 。
某一光源的光谱功率分布函数 S 光谱三刺激值与波长的关系函数 r g b 在某一波长λ的三刺激值为
d r KS 有：
d b KS
r d
r g b
dg K S g d
b d
标准照明体B
标准照明体B代表相关
色温约为4874K的直射 阳光，它的色度坐标紧 靠普朗克轨迹。 相对光谱功率分布曲线
标准照明体C
标准照明体C代表相
关色温大约为6774K的 平均日光，其光色近似 阴天天空的日光，色度 坐标位于普朗克轨迹的 下方。 相对光谱功率分布曲线
标准照明体D
0.3721 0.4091 0.4402 0.3138 0.3779 0.3129 0.3458 0.3741 0.3458 0.3805 0.4370
0.3751 0.3941 0.4031 0.3452 0.3882 0.3292 0.3586 0.3727 0.3588 0.3769 0.4042
蓝色和红色染料染样品的反射率曲线
100 80
反射率 (%)
A B C D 460 520 580 640 700
60 40 20 0 400
波 长 (nm)
A—艳蓝色染料1%（owf） B—艳蓝染料2%（owf） C— 深蓝色染料 D—红色染料
光度学,色度学基础知识
光度学基本知识
即得
I cosα I ' cosα ' + 2 R R '2 4 I = 60cd , cosα = ; I ' = 48cd 6 12 cosα ' = 122 + 62 − 42 E=
(
R = 6, R' = 122 + 62 − 42
(
)
)
最后得
60 × 4 48 × 12 E= + = 1.385lx 3 3 6 164
其中 :[C]——某一特定颜色 , 即被匹配的颜色 ; [R]、[G] 、[B]——红、绿、蓝三原色 ; r 、 g 、 b ——红、绿、蓝二原色的比例系数 , 以表示相对刺激量 ; ≡——表示匹配关系 , 即在视觉上颜色相同 , 而不是指能量或光谱成分相同
三原色系数相加等于 1, 即 r+g+b=1
饱和度= 单色光流明数/（单色光流明数+白光流明数）
明度 用它来标志颜色的明亮程度。用颜色的总流明数表示。 色调和饱和度合称色品，是颜色的色度学特征；亮度是颜色的光度学 特征。色调、饱和度和明度这三个感觉量一起决定了颜色的特征。
色度学基本知识
四、表色系统
表色系统可分为两大类。一类是以彩色的三个特性为依据 , 即按色 调、明度和饱和度来分类 ; 另一类是以三原色说为依据 , 即任一给定 的颜色可以用三种原色按一定比例混合而成。在此 , 简单介绍一下后 一类表色系统——三色分类系统。该系统是以进行光的等色实验结果 为依据、由三刺激表示的体系。用的最广泛的是 CIE 表色系统。 视觉器官对剌激具有特殊的综合能力 , 即无论受单一波长的单色光刺 激还是受一束包含各种波长的复合光剌激 , 眼睛都只产生一种颜色感 受。研究证明 , 光谱的全部颜色可用红、绿、蓝三种光谱波长的光按 不同比例混合而成。用不同比例的上述三种原色相加混合成一种颜 色 , 用颜色方程可表达为 [C]≡r[R]+g[G]+b[B]
第二节 色度学的基本知识
四、显像三基色与亮度方程
1．显像三基色 显像三基色：彩色显像管荧光屏上的三种荧光粉在电子束轰击下分别 发出红、绿、蓝三种基色光。 不同荧光物质所呈现的亮度和色度各不相同，我们可以通过配色实验 得出任一彩色光所需的红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色的量值， 从定性的角度得到各种颜色的混色规律，得到亮度方程。 2．亮度方程 我们可以通过配色实验得到白光，并可确定红、绿、蓝三种基色光的 混合比例。白光的强度不同就会产生不同的亮度感觉，如果用Y表示 亮度信号，则Y也可用配色方程写出： Y = R [R] + G [G] + B [B] 不同的彩色电视制式(具体含义后面讨论)的显像三基色是有差异的， 所用的标准光也不一样。现以NTSC制为例确定显像三基色配出白光 的数量关系式： Y = 0.299 [Re] + 0.59 [Ge] + 0.114 [Be]
式中的[Re]、[Ge]、[Be]分别为显像三基色单位、为方便起见可 直接写作R、G、B。故上式可近似地写作 Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11 B 这是彩色电视技术中一个非常重要的公式。 我国采用的是PAL制、它的显像三基色和标准白光与前者略有不同、 因而亮度方程也有差异，如下式所示 Y = 0.222 R十0.707 G十0.071 B 由于PAL是在NTSC制的基础上改进而来，而且实践证明沿用NTSC 制的亮度方程进行设计，重现图像的亮度误差并不大，基本上可以满 足人眼视觉对亮度的要求。 小结：在本次课中对可见光的光谱、彩色三要素和亮度方程等光学知 识进行了初步学习，并运用这些知识解答了相关的问题。
第二节 色度学的基本知识
一、彩色三要素
1．亮度 是光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。对于发光物体来说， 它所含的能量大则显得亮，反之则暗。 2．色调 是指光的颜色。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色分别 表示不同的色调，是彩色的重要属性。 3．色饱和度 色饱和度又称色浓度，是指彩色所呈现的深浅程度。色饱和度 越高，颜色越深，反之则越浅。 色调和色饱和度又合称为色度。它既反应了颜色的类别，又反 应了颜色的深浅程度。
色度学
色度学基本知识姜恒BACK （辽宁石油化工大学石油化工学院，绿色化学与催化研究室）颜色测量理论与技术是色度学的组成部分．它是本世纪发展起来的一门以物理光学、视觉生理、视觉心理、光电子学、电子计算技术为基础的综合性科学技术。
彩色电视、彩色摄影、彩色录像、彩色图像电话、彩色视觉机器人、彩色印刷以及染料、涂料、纺织、造纸、交通信号、照明技术、美化环境、工农业生产、科学技术和文化事业等各种产品、各个部门，都要涉及到颜色学和颜色测量。
颜色测量成为评价人们生活的氛围．评定产品质量的重要依据和手段。
这就要求颜色测量能在人眼视察能力的基础上、满足工业中精确测量和控制颜色的需要，实现获得巨大经济效益和社会效益的目的。
颜色可分为彩色和非彩色两类。
非彩色指白色、黑色及它们之间过渡的灰色系列，称为白黑系列。
纯白色反射比为100%，纯黑色为0。
非彩色只有明度的差异。
彩色是指白黑系列以外的各种颜色。
彩色除了有明度差异，还有色调和饱和度的差异。
明度是人眼对物体表面的明暗感觉，光反射比越高，明度越高。
色调是彩色彼此相互区分的特性，即：红、黄、绿、蓝、紫等。
饱和度是指彩色的纯洁性，彩色合灰的成份越多，则饱和度越低。
实验证明，每一种颜色都能用三个选定的原色按适当比例混合而成，称颜色匹配。
三原色可以任意选定。
与待测色达到颜色匹配时所需要的三原色的数量，称三刺激值。
颜色是眼睛和神经系统对光源的感觉，它是光源在眼睛的视网膜上形成的讯号刺激大脑皮层产生的反应，这种生理的反应就是颜色的感觉。
颜色的三要素是：光源、观察物体和观察者(器)。
可见光是一种电磁波,不同类型的电磁波是按照其波长的不同来区分其光谱的类型的。
可见光只占自然界中光谱的一小部分，由于波长在380-760nm之间的光,可以被人的肉眼看见，物理学上把之称为可见光，在可见光谱中,蓝光的波长在400-480nm之间,红光的波长在630-760nm。
当物体受到光源的照射时，会产生三种情况:穿透、吸收和反射。
色度学(全面)
归一化处理后，得
r ( ) = r0 ( )/ m *（ R ） 、 g ( ) = g 0 ( )/ m *（ G ） 、 b ( ) = b0 (引言 EUP（2005/32/EC）筐架指令之实施措施 244/2009/EC、245/2009/EC 描述了关于灯具的生态 设计要求，其中涉及到色度学的概念，主要是对灯具颜色品质的描述。 本文件根据 CIE15：2004 “TECHNICAL REPORT COLORIMETRY”编写，以及参考了可公开获 取资料。由 jeewah 整理.
L0 ( )= r0 ( )+ g 0 ( )+ b0 ( )
L0 （555）= r0 (555)+ g 0 (555)+ b0 (555)
m = L0 （555）表示等能光谱色实际最大亮度，则有， L0 ( )/ m 表示相对亮度，因此：
L0 ( )/ m = L( ) = r ( ) （ R ）+ g ( ) （ G ）+ b ( ) ，即
因此，匹配波长为 的等能光谱色 L( ) 的颜色方程为
L( ) = r ( ) （ R ）+ g ( ) （ G ）+ b ( ) （ B ） --------（2）
、 （G ） 、 （ B ）为参考色刺激，为具 式中 L( ) 在数值上表示相对亮度（﹡备注），（ R ） 有单位参量的相对亮度， 颜色匹配函数 r ( ) 、g ( ) 、b ( ) 表示匹配成等能光谱色 L( ) 时 所需要的三原色数量。将表 1 中的 r ( ) , g ( ) , b ( ) 实验数据代入方程 2，可以描述 L( ) 的相对亮度曲线，与图 3 的视见函数曲线完全吻合，且当 =555nm 时
色度学基础知识介绍
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CIE 1976 UCS 色度图
` `
1976年制定
UCS－－Uniform Chromaticity Scale 均匀色度图 u’=4X/(X+15Y+3Z) ` v’=9Y/(X+15Y+3Z)
1976 UCS色度图与1931 Yxy 色度图转换关系
u’ =
4X = X + 15Y + 3Z
430
480
530
580
630
680
730
780
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我公司使用色度测试仪器及其测试项目
我公司使用色度测试仪器
色彩辉度计： 1～12,000,000cd/m2 辉度精度：±2％(5cd/m2以上) ±4％(1～5cd/m2) 色度精度：±0.03 分光放射计 0.1～300,000cd/m2 辉度精度：±2％(1cd/m2以上) ±3％(0.1～1cd/m2) 色度精度：±0.005
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Vgh, Vgl Margin
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THANKS
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色度学基础知识介绍
大纲
►►►►人眼结构和视觉原理 ►►►►CIE1931 Yxy / 1976 UCS色度图 ►►►►色温、相关色温 ►►►►混色原理 ►►►►色度测量方法 ►►►►我公司色度测量和修改实例
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人眼结构和视觉原理
色彩是一种视觉感受，客 观世界通过人的视觉器官 形成信息，使人们产生对 它的认识。
色料减色法
Y\M\C W+M=R M+C=B Y+C=G Y+M+C=W 色料混合，减去原色光，光能量 减小 亮度减小 色料搀合 透明色层叠合 补色料相加，越加越暗 彩色绘画、摄影、印染、染色
色度学基本知识
因此，在颜色视觉实验中，如果 先后在两种光源下观察颜色时，就 必须考虑前一光源对视觉的颜色适 应影响。如在某一光源下观察颜 色时，周围环境还有其它颜色光， 则也要考虑周围光的颜色对比效应 的影响。
色觉缺陷
• 颜色视觉正常的人的视网膜上有三种锥
体细胞，含有三种不同的视色素：亲红、 亲绿、亲蓝色素。他们能够分辨各种颜 色。 • 常见的色觉缺陷
第二部分 颜色的分类和特性
• 颜色可分为彩色和非彩色两类 • 非彩色指白色、黑色和各种深浅不同的灰
色组成的系列，称为白黑系列。当物体表 面对可见光谱所有波长反射比都在80 面对可见光谱所有波长反射比都在80—90 80— ％以上时，该物体为白色；其反射比均在4 ％以上时，该物体为白色；其反射比均在4 ％以下时，该物体为黑色；介于两者之间 的是不同程度的灰色。 • 彩色是指白黑系列以外的各种颜色。彩色 有三种特性，例如：明度、色调、饱和度
的，功率相同但波长不同的单色光，人眼 感到的明亮程度不同。眼睛的灵敏度与波 长的依赖关系，称为光谱光视效率。因为 人眼有明视觉和暗视觉二重功能，光谱光 视效率也有两种。
• 在光亮条件下，让观察者调节光谱的不
同单色光的强度去匹配一个固定的白光； • 在黑暗条件下，调节各单色光的强度， 达到刚刚可以看到光亮的程度； • 实验结果得到的各单色光的相对辐射能 量与它对应波长的关系，就是光谱光视 效率。 • 明视觉和暗视觉光谱光视效率是光度学 计算的重要依据。
光谱分布
• 自然光和人造光源大都是由单色光组成的
复色光。光源的辐射能按波长分布的规律 随着光源的不同而变化。光源的光谱密度 与波长的关系称为光谱分布。 • 光源的光谱分布既是它本身光色的决定因 素，又是它照明下观察物体时，影响颜色 的重要因素之一。
色度学基础知识介绍
OutlineColor VisionHow we see colorColorimetryHow to measure colorColor ReproductionDisplay picture match original scene4/80(indigo)、紫等等所組成6/80Visible Light Spectrum380nm以下：紫外線(Ultraviolet)380nm~450nm：紫(Violet)450nm~490nm：藍(Blue)490nm~560nm：綠(Green)560nm~590nm：黃(Yellow)590nm~630nm：橙(orange)630nm~780nm：紅(red)9/80 Color Vision14/80Fovial cones Cones and rodsDistribution of rods and cones16/80ColorimetryMeasurement of colorInstruments that work like the eyeIndustrial and scientific applicationColor Matching Experiments(色彩匹配實驗)18/8021/8022/80Color Matching(tristimulus values)能能26/8027/80 1931 CIE-XYZ 系統28/8029/80 1931 CIE-XYZ 系統31/80 1931 CIE-XYZ 系統33/8035/8037/80 38/80隨著黑體溫度升高,大輻射能量的波長要向短43/801964 CIE-X 10Y 10Z 10系統44/80CIE 色度計算方法k 是當Y 在完全反射面時，為了使Y=100所選定的常數)()()(λλλϕR L ⋅=45/8046/801960 CIE UCSCIE XYZCIE XYZ CIE UCS47/80 1976 UCSCIE 1976 UCS49/80CIE 1976 UCSCIE 1960 UCS 50/80直覺性色度系統：Munsell52/8053/8057/8060/8062/80Monitor & Print in CIELABGamut Mapping66/8067/80Gamut Mapping根據影像內容應採用不同色域壓縮方式Clipping68/80Linear Compression Non-Linear CompressionMinimum Vector Centroid Vector71/80Color Filter74/80sceneR G B75/80色彩處理流程76/80CFA Interpolationscene R G B78/80Interpolation Result using色彩處理流程81/8082/80色彩處理流程83/8084/8085/80色彩處理流程86/80白平衡87/8089/80 90/8091/80色彩處理流程92/80影像色調處理93/80影像寬高(1,1)像素的R,G,B (2,1)像素的R,G,B。
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Ecmc 色差公式
Ecmc = cf SL L * 2 C * 2 H * 2 ÷ ÷ ÷ l SL c SC SH
式中: cf = 商业因子 l:c = 明度对彩度比
SH
SC
椭圆形 Ecmc 色空间
H*
C*
测量颜色
样品
三刺激值色度计
光电探测头 数据显示
X = 41.9 Y = 37.7
光源 红, 绿 和 蓝滤色片
Z = 8.6
一些色度计系统
D25-9000色度计
测量颜色
• 一色度分光光度计或一分光光度计用一 光源照射被测样品，被物体反射的光通 过光栅进行分光后通过二极管矩阵得到 每一波长下的光量。然后光谱数据被送 到处理器，处理器根据所选择的CIE照 明体数据和 2º或 10º标准观察者函数 将其转换成 X、Y、Z 值。
积分球几何构造 d/8º
包括镜面反射
分光器
去除镜面反射
分光器
光源
镜面反射
光源
样品
样品
光的反射
• 对不透光的材料大多数入射光被反射，在 漫反射中看见颜色，在镜面反射中看见光 泽。在镜面角度的反射与任一角度的反射 相比反射量最大。但是镜面反射的总量低 于总反射光的4%，其余的为漫反射。
光的反射
入射光 漫反射 镜面反射
在观察颜色时表面特征的影响
• 当你看一颜色相同但表面特征不同的样品 时，对每一颜色你的感觉是不一样的。表 面光泽高的样品看起来较深和彩度较高， 无光的和粗纹的表面看起来较浅和彩度较 低。
在色差测量中光泽的影响
• 在下一页中，整个卡上是相同颜色的涂料， 右边经过无光表面整理（作为试样测量）， 左边光泽高（作为标样测量）。注意：用 0º /45º几何构造（不包括镜面反射）仪器 所作的色差测量与你所见到的色差相一致 （无光一边稍浅和少红），这是因为0º /45º 测量时除了测量颜色，还考虑了表面对颜 色的影响。0º /45º 几何构造的仪器用于质量 控制应用时是非常好的，它与人眼看的方 式一致，结果也与人眼最接近。
在色差测量上的光泽影响
有光的
无光的
0º /45º几何构造 b*
去除镜面反射
L*
1.4
a*
-1.5 -1.2
在色差测量中光泽的影响
• 在下一页中看到上面所测量的相同的卡， 然而这次测量是使用一d/8º 积分球仪器 。 积分球的读数指出包括镜面反射时无色差， 它只考虑颜料/染料的变化而不考虑表面光 泽的影响，这在配色应用中是非常有用的。 • 积分球仪器也能在去除镜面反射的模式下 测量卡，对这一平的、光滑的、均匀的卡 读数与 0 º /45 º 仪器相近似。
在色差测量中纹路的影响
较浅的纹路
较深的纹路
L* 积分球几何构造 b* 包括镜面反射 0.1 去除镜面反射 1.0 b* 去除镜面反射 2.5 0.1 2.0 L* 5.2
a* -0.1 0.5 a* 1.8
0º /45º几何构造
积分球几何构造
积分球几何构造仪器也有测量透射光颜色的能力
说较新. 但该标尺值得推荐使用. 因为它与卷钢工艺 的工艺参数相关, 另外它与人眼视觉感知 表示相符. L* :与涂层的厚度和颜料的强度有关. C* :基材本身特性及表面粗糙度有关 h* : 与产品沾污和工艺变化有关
可接受的色匹配的形状
L*
产品标样 可接受的匹配样
+ b*
+ a*
可接受的明度/彩度变化
样品制备和放置的例子
Questions?
To Contents
End
去除镜面反射积分球几何构造
光滑的样品
测量
镜面反射
有纹路的样品
测量 镜面反射
镜面反射 镜面反射
测量值是精确的
测量值太浅
光滑的样品
有纹路的样品
在色差测量中纹路的影响
• 下面是两个经过不同表面处理的塑料片，两者 都有一定的纹路，但其中一个比另一个纹路更 多。当用积分球仪器在包括镜面反射的模式下 测量的结果表明不存在色差。然而，用积分球 仪器去除镜面反射模式下的色差比它们本身的 色差低，这是因为浅纹路和深纹路两者的读数 都比其应有的较高，再求差所以结果色差比其 实际的小。 0 º /45 º几何构造仪器较精确并同人 的视觉结果比较一致。
定向型几何构造
• 定向型几何构造典型的有在 45º角照 明， 0º 角测量，称为 45º /0º几何构造。 0º /45º几何构造是 0º 照明和45º 测量。 两者在测量中都去除了镜面反射（不 包括镜面）。这种仪器测量的结果与 由于颜料颜色和表面光泽度变化在视 觉上所引起的外观变化相符合。
45º /0º和0º /45º去除镜面反射几何 构造
在色差测量中光泽的影响
有光的
无光的
积分球几何构造
b* 包括镜面反射 0.0 去除镜面反射 0.9
L* 0.0 1.8 a* 0.1 -1.6 -
积分球去除镜面反射
• 当你期望要包括镜面反射测量时，积分 球仪器是非常优秀的。然而，因为积分 球仪器去除镜面反射的效果不是最好， 所以在去除镜面反射模式测量的结果往 往是不大精确的。这是因为任一样品的 弧度和纹路将会引起镜面反射光不进入 积分球的去除镜面反射孔，从而使一些 （常常是不稳定的）镜面反射光 错误 地包括在测量内。
积分球几何构造分光光度计
ColorQuest XE
试样制备和放置
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颜色测量的理想的样品
• • • • • 平的 光滑的 均匀的 无方向性的 不透光和透明的
样品的制备和放置
• • • • • 选择能代表产品的试样。 用最接近理想样品特征的方法制备样品。 每次以相同的方式制备试样。 用可重复性的方式放置样品到仪器上。 多次制备样品并平均测量。
L*
产品标样 可接受的匹配样
分类法总结
确定产品是否通过所采用的标尺和允差范围: 1. 与客户之间长期交流达成的默契和标准 2. 企业在品质管理控制过程中,通过积累和 统计形成的标准.
表面特征和几何 结构
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测量颜色
• 三刺激值色度计或色度计利用光源 照射到被测样品上，光线被物体反 射，然后反射的光通过红，绿，蓝 滤色片以模拟某一特殊照明体的标 准观察者函数（典型为C），在每一 滤色片后有一光电探测头检测通过 滤色片的光的数量，这些信号然后 以 X, Y和Z方式显示出来。
• Ecmc 是一个定义三维色差空间的表示通
过/不通过的单一的测量值，一个椭圆体是 环绕产品标样为中心。椭圆体的形状可以 通过调节明度-彩度（l:c）的比例调节到工 业参数。比例为1:1时为圆球状。比例为3:1 时是一个细长的球状。椭圆体的大小用调 节商业因子（cf）来调节最大的可接受范围， 在彩色涂层行业而言，通常取l:c比例为1.4, cf 为1 。
光的透射
• 透明物质可以是固体或液体。光泽可 从镜面反射看到，颜色主要是在直接 通过物质透射的定向透射中看到。表 面纹路或物质内的内散射可以引起光 散射或漫射，漫透射也包含物质的颜 色并会导致浊度。总透射是有定向透 射加漫透射组成。
光的透射
镜面反射
Regular Transmission
Diffuse Transmission 总透射 入射*
2
a * b *
2
2
试样 1 标 样
E* =
0.57 0.57 0.57
2 2
2
= 1
E* =
试样 2
0.0 1.0 0.0
2 2
2
= 1
矩形 L*、a*、b* 允差法
• 色差总是以（试样-标样）的值来计算的。 • 如果L* 为正，试样比标样浅；
为负，试样比标样深。
• 如果 a* 为正，试样比标样更红（或少绿）； 为负，试样比标样更绿（或少红）。
• 如果 b* 为正，试样比标样更黄（或少蓝）； 为负，试样比标样更蓝（或少黄）。
矩形允差法图例
极坐标 L*、 C*、 H* 色 差
45º照明/0º测量
分光器
0º照明/45º测量
光源 分光器 光源
镜面反射
镜面反射
0º 45º 0º 45º
漫射
样品
漫射
漫射
样品
漫射
0º /45º 几何构造分光光度计
LabScan XE
积分球几何构造
• 典型的积分球几何构造仪器用一内壁涂白 的球漫射照明样品，在8 º角测量（d/8 º ）。 通常测量中包括镜面反射。这种测 量忽视由于表面不同引起的差异，提供的 测量仅符合颜料/染料颜色的变化，所以 在配色时我们选择这种方式。积分球也有 去除镜面反射的能力，但时其去除镜面反 射的效果一般不如0º /45º的仪器。
• H* 如下计算: H* [(E*ab)2 - (L*)2 (C*)2]1/2
– 如果L* 为正，试样比标样浅； 为负，试样比标样深。
– 如果C* 为正，试样比标样更鲜艳； 为负，试样没有标样鲜艳。
– H*表示在色相上变化的大小。
极坐标 L*C*h* 色标尺
对卷钢涂层工作者来说, L*C*h* 色标尺相对来
测量颜色
样 品
分光光度计
数据处理器
二极管矩阵
X = 41.9
光 源
衍射光栅
Y = 37.7 Z = 8.6
数据显示
一些分光光度计系统
MiniScan
ColorFlex
LabScan XE
仪器的几何构造
• 仪器的几何构造定义光源、样品面和检测 器的配置。通常有两大类几何构造的仪器： 一类 是定向的 (45º /0º或 0º /45º ) 和漫射 型的（积分球）。