18.你有多了解可见光分光测色仪呢?《颜色-不是你想象的那样(第二版)》

18.你有多了解可见光分光测色仪呢?《颜色-不是你想象的那样(第二版)》

L* 表示明度,范围由0到100,表示颜色从深(黑)到浅(白)。

a*表示红绿,数值变化由正到负,表示颜色从红(正)到绿(负)。

b*表示黄蓝,数值变化由正到负,表示颜色从黄(正)到蓝(负)。

CIE Lab

也介绍过CIE Lab的具体计算过程:

原理:对于特定光源下指定物体的颜色观察者看到的颜色,就是将这个组要素相乘,得到X,Y,Z。

再通过公式转换成 L*a*b*。

实际上,这些计算都是通过电脑自动计算而来,今天介绍颜色测量的工具——可见光分光测色仪,简称「测色仪」(或者称「分光光度仪」)

01

测色仪

关于测色仪,从原理上区分,其实有两种:

分光测色仪:将被反射出来的光分割成间隔5或10nm,一共得到40或80组不同波长下的反射率数据。也就是得到前面说的物体的指纹-光谱反射率曲线。这种仪器精度高,但价格昂贵。

色彩色差计:使用三基色滤色片(红绿蓝)进行分光。分析红、绿、蓝光的比例或者光强度。明显获取的数据量跟分光测色仪比少很多,所以精度稍差,可以做简单的色差测量。这里不做详细介绍。

以下详细介绍分光测色仪。

02

分光测色仪分类

可见光分光测色仪有两类:

1)台式测色仪:由于移动不方便,适用于前期颜色开发和生产过程颜色监控,所以要求精度非常高。如X-rite爱色丽 Ci7800,和Datacolor 800。

爱色丽 Ci7800

Datacolor 800

2)便携式测色仪:常用于原料进厂、批次色差控制,和制成产品出厂质量检验色彩一致。如,柯尼卡美能达CM-2600d

CM-2600d

03

分光测色仪的组成

可见光分光测色仪由以下5个系统构成:

照明系统

分光系统

光度系统

接收系统

控制和数据处理系统

1)照明系统:由光源和照明光学系统组成。光源要求必须能在整个工作波长范围(可见光)内发射出连续光谱。一般使用脉冲氙(xian)灯

【在公众号“领略色彩之雅”中回复“积分球”,查看光线到达被测物体的方式】

2)分光系统:把离开积分球的混合光分成不同波长的单色光,也就是可见光分光测色仪中特有的「分光」的功能。分光方式有很多,这里不详细介绍。分光的结果就是,得到被测物体对不同波长可见光的吸收反射情况——可见光谱反射率曲线,如下图某蓝色物体的光谱反射率曲线。

光谱反射率曲线

3)光度系统:光度系统解决的是,如何合理安排被测物体反射出来的光,和照明光束直接射出来的光。一般采用如下图的双光路光谱分析技术,可以区分出来被测物体反射出来的光,和照明光束射出来的光。

另一种是单光路,就只有一条光路,没有了下面一条光路。单光路的缺点必须保证在测量标准和样品(有时连续测量多个样品)整个测试时间段内仪器必须保持稳定。否则结果波动很大。

4)接收系统:通过光电探测器进行光电信号的转换,再进行放大处理。不详细介绍了。

5)控制和数据处理系统:这个系统的功能不言而喻,处理数据,得到颜色测量的结果,如CIE Lab

其实可见光分光测色仪测量的只是物体的被测物体的性质——光谱反射率曲线。而物体表面颜色三要素(光源,物体,观察者)中对其他两个要素光源,观察者是常数,是固定不变的保存在控制和数据处理系统里面。所以只要知道物体的性质——光谱反射率曲线,就可以随时得到不同光源下的数据。

如下图是某个蓝色在不同光源下的颜色测试结果:

知识账本

分光测色仪测量的只是物体的被测物体的性质——光谱反射率曲线。而物体表面颜色三要素(光源,物体,观察者)中对其他两个要素光源,观察者是常数,是固定不变的保存在控制和数据处理系统里面。所以只要知道物体的性质——光谱反射率曲线,就可以随时得到不同光源下的数据。

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