怎么測量顏色?
顏色是外界光投射到物體上,經過物體對光有選擇的吸收后,其反射(或透射)光對人眼的輻射產生了顏色感覺。人眼能看到的波長范圍為380~780nm,人眼對不同波長光的感受性是不一樣的。但人的生理視覺對可見光的感受卻呈現著共性的規律,人們根據此規律,制定了標準觀察者數據作為我們在顏色測量和評價中所遵循的生理學依據。
CIE標準色度學系統以兩組基本視覺實驗數據為基礎。一組數據叫做“CIE1931標準色度觀察者”,或叫做“CIE 1931-XYZ系統”,適于1°~2°視場的測量;另一組叫做“CIE1964補充標準色度觀察者”,或叫做“CIE1964-X10Y10Z10系統”,適于大于4°視場的測量。每組數據都是由三條曲線組成,如下圖所示。
根據這三條曲線,我們可以通過各種方式來測得顏色的三刺激值X、Y、Z,色度坐標x、y、z。具體公式為:
式中,x(λ)、y(λ)、z(λ)即為數據構成的三條曲線,稱之為CIE光譜三刺激值。
φ(λ)為顏色刺激函數:對于自發光體,φ(λ)=S(λ),S(λ)為發光體的相對光譜功率分布;對于透射物體,φ(λ)=τ(λ)S(λ),τ(λ)為待測物體的光譜透過率;對于反射物體,φ(λ)= B(λ)S(λ),B(λ)為待測物體的光譜反射率因數。
S0(λ)是所采用的標準照明體的相對光譜功率分布。
X、Y、Z(X10、Y10、Z10)是表征顏色的最基本參數。它們是假定的理想三原色。測色儀器的目的就是要測出被測對象的XYZ(X10Y10Z10)值,色度學中其它各種表色數據都是由這三個參數換算得到。
色度測量的三個要素:照明、觀察的幾何條件、標準白對色度測量有著重要的影響。
1、照明
為了較為準確和規范的描述色調,CIE制定了4種標準光源,以能夠獲得統一的物體外觀色調值。隨著照明技術的不斷發展,不同場景照明人工燈光的種類越來越多,因此,在對產品進行色度測量時就需要選擇對應的光源條件下。目前,國內常用的標準光源是D65光源。
2、觀察的幾何條件
觀察的幾何條件即指被側物體表面的表面狀態、光源的入射角、人眼的觀察角度等因素。觀察印刷品的表面狀況很重要,對于大多數情況觀察時應當襯一白色表面,這樣較為接近理想狀態,尤其是對半透明薄紙進行觀測時,在下面襯一白色表面尤為重要,但在一些場合進行質量控制時,襯一黑色表面可以減少側光的影響效果。
如果觀察一個非常光滑的反射表面,物體的色彩取決于光相對于表面的入射角度和眼睛相對于入射光的觀察角度。如果照明的色彩是白色,鏡面反射時通常會將白光加到表面色彩中去,除非反射表面的本身就是白色,否則其效果必定會降低色彩的飽和度。
如果觀察的是一個粗糙的表面,則無論入射光的角度是怎樣的,由于表面的反射方向的不一致,總是會出現飽和度降低。因此,通常粗糙的表面的飽和度沒有光澤表面那樣高。而對于大多數介于完全粗糙和完全光澤表面之間的表面,表現的表面光澤度會比光澤的表面低而比粗糙表面的情況高,表面上性質的不同對物體的色彩感覺有很大的影響。
3、標準白
標準白可以用硫酸鋇粉壓制而成,倘若硫酸鋇很純,光吸收率可以做的很低,只有2%左右,這已相近似于理想的漫反射的標準白色了,并且在可見光譜范圍內波長的光,吸收性均很差。用來制造這種白色標準的硫酸鋇有嚴格的要求。測量時采用校正的方法來補償理想無光澤白色面和實際白色標準之間的差別。應用時,將理想漫反射的Y刺激值規定為100,作為計算三刺激值的基準參數,因為無論在何種照明情況下,所有的彩色物體中,理想的漫反射的反光密度是更好的。
物體顏色的定量度量很復雜,它涉及到觀察者的視覺生理、照明條件以及觀察條件等諸多問題。為了能夠得到統一的測量結果,國際照明委員會(CIE)所規定了一套顏色測量原理、數據和計算方法,稱為CIE標準色度學系統。它是現代色度學的基本組成部分,是對色彩進行定量描述的基礎。那么,顏色測量標準化的三要素是什么?本文為大家做了歸納總結。