顏色測(cè)量理論與技術(shù)知識(shí)

顏色測(cè)量理論與技術(shù)知識(shí)

 
    1976年國(guó)際照明委員會(huì)(Commission Inernation-ale d’Edairage簡(jiǎn)稱CIE)確定L*a*b*顏色空間，稱之為CIELAB系統(tǒng)，所有的顏色可用L*、a*、b*三個(gè)軸的坐標(biāo)來(lái)定義。L*為垂直軸，代表明度，其值從底部0(黑)到頂部100(白)。a*代表紅綠軸上顏色的飽和度，其中，-a*(綠)，+a*(紅)。b*代表藍(lán)黃軸上顏色的飽和度，其中-b*(藍(lán))，+b*(黃)。a*、b*都是水平軸。兩個(gè)顏色之間的總色差ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。
 
    測(cè)色儀主要分為兩類：分光測(cè)色儀和色度計(jì)。分光測(cè)色儀是通過(guò)測(cè)量物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比，再選用CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)觀察者，經(jīng)積分計(jì)算求得顏色的三刺激值。色度計(jì)是通過(guò)直接測(cè)得與顏色的三刺激值成出例的儀器響應(yīng)數(shù)值，直接換算出顏色的三刺激值。測(cè)色儀器又分為接觸式和非接觸式，接觸式測(cè)色儀對(duì)環(huán)境條件沒(méi)有限制。
 
    孟塞爾體系(Munsell AM)是另一種表色體系，它是以標(biāo)號(hào)的形式表述顏色。按照孟塞爾明度(Value，V)、色調(diào)(Hue，H)和彩色(Chroma，C)三方面順序組成一個(gè)編號(hào)，記錄形式為Hv／c。
 
    作為顏色三要素之一的光源,由于日常生活中存在許多種的光源，如日光、月光、白熾光等，每種光都有先進(jìn)的分光譜的能量分布圖，光的分光譜的能量分布圖定義了由光源中各種波長(zhǎng)光發(fā)射的能量相對(duì)大小。有些光源發(fā)出的光中占有大量的藍(lán)色光，有些光源發(fā)出的光中占有大量的黃色光，而日光中含有大量波長(zhǎng)400-500nm的高能量光。不同的光源含有不同顏色光的量不同，因此，在不同的光源下，物體顯示出的色調(diào)(顏色)不同。
 
    為了較為準(zhǔn)確和規(guī)范地描述色調(diào)，CIE(國(guó)際照明委員會(huì))制定了4種標(biāo)準(zhǔn)光源，以統(tǒng)一色調(diào)值。這4種標(biāo)準(zhǔn)光源的名稱見(jiàn)下表，在這4種標(biāo)準(zhǔn)光源中，常用的Ｃ光源和Ｄ65光源，我國(guó)以Ｄ65為標(biāo)準(zhǔn)光源。

    廣泛的運(yùn)用于測(cè)量物體色調(diào)的方式是CIE1976L*、a*、b*顏色空間(即CIELAB色度空間)。CIELAB色顏色空間，把色調(diào)的顏色空間轉(zhuǎn)化為立體的數(shù)學(xué)模型。如下圖:
 
L*—明度指數(shù)，表示三維坐標(biāo)物體的明度坐標(biāo)，L為0時(shí)表示物體為對(duì)光完全吸收的黑體；L為100時(shí)表示物體對(duì)光完全反射的純白物體。
a*—為紅綠色度指數(shù)坐標(biāo)，+a時(shí)表示紅的程度，-a時(shí)表示綠的程度。
b*—為黃藍(lán)色度指數(shù)坐標(biāo)，+b時(shí)表示黃的程度，-b時(shí)表示藍(lán)的程度。

    顏色測(cè)量理論與技術(shù)是色度學(xué)的組成部分．它是本世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一門以物理光學(xué)、視覺(jué)生理、視覺(jué)心理、光電子學(xué)、電子計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)技術(shù)。彩色電視、彩色攝影、彩色錄像、彩色圖像電話、彩色視覺(jué)機(jī)器人、彩色印刷以及染料、涂料、紡織、造紙、交通信號(hào)、照明技術(shù)、美化環(huán)境、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和文化事業(yè)等各種產(chǎn)品、各個(gè)部門，都要涉及到顏色學(xué)和顏色測(cè)量。顏色測(cè)量成為評(píng)價(jià)人們生活的氛圍．評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)和手段。這就要求顏色測(cè)量能在人眼視察能力的基礎(chǔ)上、滿足工業(yè)中精確測(cè)量和控制顏色的需要，實(shí)現(xiàn)獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的目的。
 
    顏色可分為彩色和非彩色兩類。非彩色指白色、黑色及它們之間過(guò)渡的灰色系列，稱為白黑系列。純白色反射比為100%，純黑色為0。非彩色只有明度的差異。彩色是指白黑系列以外的各種顏色。彩色除了有明度差異，還有色調(diào)和飽和度的差異。明度是人眼對(duì)物體表面的明暗感覺(jué)，光反射比越高，明度越高。色調(diào)是彩色彼此相互區(qū)分的特性，即：紅、黃、綠、藍(lán)、紫等。飽和度是指彩色的純潔性，彩色合灰的成份越多，則飽和度越低。實(shí)驗(yàn)證明，每一種顏色都能用三個(gè)選定的原色按適當(dāng)比例混合而成，稱顏色匹配。三原色可以任意選定。與待測(cè)色達(dá)到顏色匹配時(shí)所需要的三原色的數(shù)量，稱三刺激值。
 
    顏色是眼睛和神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)光源的感覺(jué)，它是光源在眼睛的視網(wǎng)膜上形成的訊號(hào)刺激大腦皮層產(chǎn)生的反應(yīng)，這種生理的反應(yīng)就是顏色的感覺(jué)。顏色的三要素是：光源、觀察物體和觀察者(器)?？梢?jiàn)光是一種電磁波,不同類型的電磁波是按照其波長(zhǎng)的不同來(lái)區(qū)分其光譜的類型的?？梢?jiàn)光只占自然界中光譜的一小部分，由于波長(zhǎng)在380-760nm之間的光,可以被人的肉眼看見(jiàn)，物理學(xué)上把之稱為可見(jiàn)光，在可見(jiàn)光譜中,藍(lán)光的波長(zhǎng)在400-480nm之間,紅光的波長(zhǎng)在630-760nm。當(dāng)物體受到光源的照射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生三種情況:穿透、吸收和反射。如果我們把物體對(duì)光的反射和吸收功能結(jié)合起來(lái)研究，我們就會(huì)明白顏色是如何產(chǎn)生的。我們知道，所有的物體對(duì)光有一定的吸收和反射的功能。物體由于本身的物理或化學(xué)的特性,物體將會(huì)吸收某些波長(zhǎng)的光而同時(shí)反射其他波長(zhǎng)的光，其本身所顯示出來(lái)的顏色決定于吸收了哪些波長(zhǎng)的光和反射哪些波長(zhǎng)的光。如：當(dāng)物體把波長(zhǎng)在630-760nm的大多數(shù)光反射出來(lái)，那么物體就顯示出紅色；對(duì)于白色，由于所有波長(zhǎng)的光都被反射出來(lái)，沒(méi)有哪種波長(zhǎng)的光占主導(dǎo)地位，所以看不到任何的顏色，物體顯示為白色；對(duì)于黑色，由于物體吸收了大多數(shù)的光，所以顯示為黑色。