顏色測量理論與技術知識

顏色測量理論與(yu) 技術知識

 
    1976年國際照明委員會(hui) (Commission Inernation-ale d’Edairage簡稱CIE)確定L*a*b*顏色空間，稱之為(wei) CIELAB係統，所有的顏色可用L*、a*、b*三個(ge) 軸的坐標來定義(yi) 。L*為(wei) 垂直軸，代表明度，其值從(cong) 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*代表藍黃軸上顏色的飽和度，其中-b*(藍)，+b*(黃)。a*、b*都是水平軸。兩(liang) 個(ge) 顏色之間的總色差ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。
 
    測色儀(yi) 主要分為(wei) 兩(liang) 類：分光測色儀(yi) 和色度計。分光測色儀(yi) 是通過測量物體(ti) 的光譜輻亮度因數或光譜透射比，再選用CIE推薦的標準照明體(ti) 和標準觀察者，經積分計算求得顏色的三刺激值。色度計是通過直接測得與(yu) 顏色的三刺激值成出例的儀(yi) 器響應數值，直接換算出顏色的三刺激值。測色儀(yi) 器又分為(wei) 接觸式和非接觸式，接觸式測色儀(yi) 對環境條件沒有限製。
 
    孟塞爾體(ti) 係(Munsell AM)是另一種表色體(ti) 係，它是以標號的形式表述顏色。按照孟塞爾明度(Value，V)、色調(Hue，H)和彩色(Chroma，C)三方麵順序組成一個(ge) 編號，記錄形式為(wei) Hv／c。
 
    作為(wei) 顏色三要素之一的光源,由於(yu) 日常生活中存在許多種的光源，如日光、月光、白熾光等，每種光都有先進的分光譜的能量分布圖，光的分光譜的能量分布圖定義(yi) 了由光源中各種波長光發射的能量相對大小。有些光源發出的光中占有大量的藍色光，有些光源發出的光中占有大量的黃色光，而日光中含有大量波長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(ti) 顯示出的色調(顏色)不同。
 
    為(wei) 了較為(wei) 準確和規範地描述色調，CIE(國際照明委員會(hui) )製定了4種標準光源，以統一色調值。這4種標準光源的名稱見下表，在這4種標準光源中，常用的Ｃ光源和Ｄ65光源，我國以Ｄ65為(wei) 標準光源。

    廣泛的運用於(yu) 測量物體(ti) 色調的方式是CIE1976L*、a*、b*顏色空間(即CIELAB色度空間)。CIELAB色顏色空間，把色調的顏色空間轉化為(wei) 立體(ti) 的數學模型。如下圖:
 
L*—明度指數，表示三維坐標物體(ti) 的明度坐標，L為(wei) 0時表示物體(ti) 為(wei) 對光完全吸收的黑體(ti) ；L為(wei) 100時表示物體(ti) 對光完全反射的純白物體(ti) 。
a*—為(wei) 紅綠色度指數坐標，+a時表示紅的程度，-a時表示綠的程度。
b*—為(wei) 黃藍色度指數坐標，+b時表示黃的程度，-b時表示藍的程度。

    顏色測量理論與(yu) 技術是色度學的組成部分．它是本世紀發展起來的一門以物理光學、視覺生理、視覺心理、光電子學、電子計算技術為(wei) 基礎的綜合性科學技術。彩色電視、彩色攝影、彩色錄像、彩色圖像電話、彩色視覺機器人、彩色印刷以及染料、塗料、紡織、造紙、交通信號、照明技術、美化環境、工農(nong) 業(ye) 生產(chan) 、科學技術和文化事業(ye) 等各種產(chan) 品、各個(ge) 部門，都要涉及到顏色學和顏色測量。顏色測量成為(wei) 評價(jia) 人們(men) 生活的氛圍．評定產(chan) 品質量的重要依據和手段。這就要求顏色測量能在人眼視察能力的基礎上、滿足工業(ye) 中精確測量和控製顏色的需要，實現獲得巨大經濟效益和社會(hui) 效益的目的。
 
    顏色可分為(wei) 彩色和非彩色兩(liang) 類。非彩色指白色、黑色及它們(men) 之間過渡的灰色係列，稱為(wei) 白黑係列。純白色反射比為(wei) 100%，純黑色為(wei) 0。非彩色隻有明度的差異。彩色是指白黑係列以外的各種顏色。彩色除了有明度差異，還有色調和飽和度的差異。明度是人眼對物體(ti) 表麵的明暗感覺，光反射比越高，明度越高。色調是彩色彼此相互區分的特性，即：紅、黃、綠、藍、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。實驗證明，每一種顏色都能用三個(ge) 選定的原色按適當比例混合而成，稱顏色匹配。三原色可以任意選定。與(yu) 待測色達到顏色匹配時所需要的三原色的數量，稱三刺激值。
 
    顏色是眼睛和神經係統對光源的感覺，它是光源在眼睛的視網膜上形成的訊號刺激大腦皮層產(chan) 生的反應，這種生理的反應就是顏色的感覺。顏色的三要素是：光源、觀察物體(ti) 和觀察者(器)。可見光是一種電磁波,不同類型的電磁波是按照其波長的不同來區分其光譜的類型的。可見光隻占自然界中光譜的一小部分，由於(yu) 波長在380-760nm之間的光,可以被人的肉眼看見，物理學上把之稱為(wei) 可見光，在可見光譜中,藍光的波長在400-480nm之間,紅光的波長在630-760nm。當物體(ti) 受到光源的照射時，會(hui) 產(chan) 生三種情況:穿透、吸收和反射。如果我們(men) 把物體(ti) 對光的反射和吸收功能結合起來研究，我們(men) 就會(hui) 明白顏色是如何產(chan) 生的。我們(men) 知道，所有的物體(ti) 對光有一定的吸收和反射的功能。物體(ti) 由於(yu) 本身的物理或化學的特性,物體(ti) 將會(hui) 吸收某些波長的光而同時反射其他波長的光，其本身所顯示出來的顏色決(jue) 定於(yu) 吸收了哪些波長的光和反射哪些波長的光。如：當物體(ti) 把波長在630-760nm的大多數光反射出來，那麽(me) 物體(ti) 就顯示出紅色；對於(yu) 白色，由於(yu) 所有波長的光都被反射出來，沒有哪種波長的光占主導地位，所以看不到任何的顏色，物體(ti) 顯示為(wei) 白色；對於(yu) 黑色，由於(yu) 物體(ti) 吸收了大多數的光，所以顯示為(wei) 黑色。