色差儀的顏色定量測試與評價主要用于印刷品、涂料、印染品、甚至液體等不同質地的原料，但卻很少用于據高光澤、不透明~透明的寶石上。

寶石顏色的評價常以主管經驗為主，如最優的紅寶石紅色被稱為鴿血紅，最優的托帕石黃色被稱為威士忌黃等，雖然這些名稱很好地符合了中國傳統文化，且十分有利于肉眼識別與商業流通，但由于過度強調了色知覺而忽略了寶石的客觀色，所以一方面造成了顏色之間比對困難，另一方面為構建客觀的寶石顏色評價體系帶來了不可逾越的障礙。

隨著計算機圖像處理技術的成熟與色度學在礦物學中的逐步應用，解決了客觀定量分析翡翠顏色、制定與透明特征，及其對顏色評價的綜合貢獻的難題，實現了顏色的從依賴經驗的主觀定性評價到客觀定量評價的轉換。

儀器設置

寶石的顏色有三個因素決定，物體色、光源與觀察者。

1.物體色，有寶石反射光和透射光刺激人眼產生的色知覺的綜合效果；

2.光源，采用能滿足標準照明體光譜功率分布的CIE標準照明光源A、B、C、D，其中以色溫6504K組合日光光源D65為最常見測試光源；

3.觀察者，采用相同的市場如2°、4°與10°場等，根據樣品需要而定。

寶石學專業采用色相、亮度與飽和度的顏色表征體系三因素，并常以2°場的CIE1931色品圖表征量化的顏色。但因為這樣的二維色品平面是借壓縮了明度坐標軸而形成的，所以在表達顏色綜合效果時只強調了明度為50時相對鮮艷的各種顏色，而不能切實涵蓋全部顏色范圍，更不能滿足對寶石顏色精確、細致分級的需要。

a.觀察者

色譜色差儀提供了2°或10°兩種觀察者市場寶石標本由于其珍貴性，粒度往往較小，同時考慮到受琢形影響，即便是素面寶石也將散射掉相當一部分投射光，因此選用最小的圓形6mm測量孔徑（反射）實測標本以降低誤差，并選用2°市場。

測量范圍

測試光源波長范圍分紫外模式與紫外排除模式。可見光的波長范圍380nm~780nm，考慮到很多寶石具有不同程度的熒光，雖然對顏色的直接貢獻很小，但人眼對熒光的色知覺很敏感，寶石在365nm處的長波紫外光能量在420nm處可見光的形式釋放出來，致使該處反射可能會超過100%，即不可見的長波紫外光轉變為可見光。因此色譜色差儀的紫外模式采用360nm~380nm的測試范圍，目的在于模擬人眼感官的真實效果；對于幾乎沒有熒光的天然翡翠而言，色譜色差儀則仍可選擇紫外排除模式，即380nm~750nm測試范圍。

照明光源

雖然不同光源對人眼的色刺激明顯不同，但不同光源評價顏色的獨立體系的客觀性與一致性幾乎是無差異的，同時色譜色差儀的研發要考慮到需包括紫外線波長區的模擬日光D系列光源（色溫5500K~7200K），及寶石鑒定、分級時必須以室外日光作為參考的實際情況，確定色譜色差儀相關色溫為6504K的正常日光模擬光源D65為測試照明光源。

照明模式

排除鏡面反射模式一般比較先進的色譜色差儀都有透射和反射兩種照明方式，針對透明度較低甚至不透明的寶石，宜選取色譜色差儀的反射光測試模式，對透明度較高的甚至完全透明的寶石，宜選取色譜色差儀的透視光測試模式。兩種測試光源均需要垂直射入寶石內部，以避免部分測試光被反射掉。寶石的摩氏硬度很高且光澤較強，如金剛石的金剛光澤、翡翠的玻璃光澤等，所以中較強的光澤所致的寶石表面的鏡面反光勢必對顏色造成明顯影響，因此選用排除鏡面反射模式SCE，以求獲得相對客觀并貼近視覺效果的寶石顏色測試結果。

重現性測試

色譜色差儀的臺間差一般在0.08 △E CIE Lab左右，儀器的穩定性可以從測試結果一致性的精度與指與“正確值”符合程度的準確度兩個方面來考證。對色譜色差儀精度和準確度的側重性依賴于應用。當色譜色差儀用于檢驗與其本身具有相同的光譜組成產品的一致性時，精度是十分重要的，而很高的準確度是不必要的。所以實測數據時采用連續多次重復測試并取平均值的方式校驗。

均勻色空間與色差公式的選取

現代顏色科學將色相H*、明度L*、彩度C*三因素引入到CIE 1976 L*a*b*均勻色空間中都有唯一的位置與之相對，以任意兩點間的距離表示兩個不同顏色的差異，即色差；同時客服了Yxy色空間在xy色品圖上相等的距離不等同于客觀的相等色差的難題。此色空間采用了互補色理論，即L*代表明度，a*和b*為色品坐標：a*為紅色方向，-a*為綠色方向，b*為黃色方向，-b*為藍色方向，中央為消色區；當a*和b*值增大時，色點遠離中心，色彩度增大；色相與彩度均可由色品值導出，即H*ab=tan-1（b*/a*）、C*ab=（（a*）2+（b*）2）1/2

相較于CIE 1976L*a*b*流行的CIE 1976LCH均勻色空間充分符合人眼在紅綠方向上的視覺色差尺度均小于黃藍方向的主觀特征，計算出樣品對的綠色差值非常接近實際人眼觀察到的顏色差異，對于單純的綠色來說，有著很高的均勻性，但由于CIE LCH表色系是CIE1976L*a*b*色空間的極坐標表示法，故仍選取CIE 1976L*a*b*均勻色空間與基于該空間的具較好明度差預測性能的基本公式CIE LAB。

翡翠顏色的評定步驟和分析方法

1. 適應光源和環境

顏色評定師的視覺系統首先要適應翡翠的評定光源和周圍的環境，包括顏色適應和光強適應。顏色評定師應在光源下觀察彩色和中性色圖案，然后觀察標準色卡的顏色。經過視覺適應后，顏色評定師觀察到的光源顏色應為無色，且光源強度適中而沒有任何不舒適的視覺感覺。

2. 確定特征色

由于翡翠的重量、形狀和切工樣式千變萬化，特征色的分布也千變萬化。準確確定特征色需要一定的經驗。確定特征色的照明和觀察條件是標準的0/45配置，臺面的顏色為所觀察的顏色。顏色評定師將翡翠臺面向上放入乳白色觀察槽內，以45°角觀察臺面的顏色分布。一般情況下，在嚴格的0/45標準條件下顏色評定師可能觀察到臺面的鏡面反射。為盡量避免臺面的直接鏡面反射亮點影響特征色的確定，以及消光、窗口和色散的影響，允許稍微變化翡翠的臺面角度和觀察角，但最大的臺面角度和觀察角調整之和應小于10度。下一步要根據翡翠臺面的顏色分布確定顏色區域。由于在翡翠的顏色區域內的顏色分布不均勻，顏色評定師必須對整個顏色區域進行腦力平均。最后由腦力平均而獲得的顏色為翡翠的特征色。

3. 比較顏色

確定特征色后，顏色評定師應估計特征色的三元素色調、飽和度和亮度。根據特征色的色調首先找到孟塞爾色卡的相應的色調面。將孟塞爾色卡的相應的色調而置于標準光源下，與翡翠平行放置，然后與色調面內的色卡比較翡翠的飽和度和亮度，確定特征色在孟塞爾色卡的相應的色調面上的位置。

一般，特征色不可能與孟塞爾色卡的某一顏色完全相同。比較顏色時首先找到一個顏色與翡翠特征色的色調最為接近的色調面，并確定與特征色最為接近的孟塞爾色卡。然后再分別確定翡翠特征色的飽和度和亮度與此孟塞爾色卡的飽和度和亮度之間的差別，估計特征色在顏色空間所處的大約位置。

4. 決定顏色級別

如前所述，孟塞爾顏色空間被劃分為不同的顏色級別。對照特征顏色的顏色位置和在孟塞爾顏色空間相應的顏色級別，即可獲得翡翠的顏色級別。