第二节 颜色的测量和计算
1 测色的基本原理
颜色的测量是颜色科学最重要的工程应用之一，它不仅依赖于 被测颜色本身的光谱光度特性，还与测量的几何条件、照明光源的 光谱分布等密切关联。因此，国际照明委员会(CIE)推荐了相关的测 色标准，以使各国的颜色测量参数和各测色仪器制造厂商的产品能 够进行交流和对比。
颜色测量的方法分为目视测色和仪器测色两大类 其中，仪器测 色又包括分光光度法和光电积分法(也称三刺激值法)两种。
2 目视测色
目视测色方法通过人眼的观察，对颜色样品与标准颜色的差别进 行直接的视觉比较，要求操作人员具有丰富的颜色观察经验和敏锐 的判断力。即便如此，在其测色结果中仍不可避免地包含了一些人 为的主观因素，而且工作效率很低。
标准照明体D
标准照明体D代表了各种时相日光的相对
光谱功率分布，亦称为典型日光或重组日 光。它是由一条位于普朗克轨迹上方的一 条典型日光色度轨迹。
标准照明体D与实际日光具有比较相近的
相对光射功率分布，并且比标准照明体B、 C更符合实际日光的色度坐标，因此CIE优 先推荐了标准照明体D65(相当于相关色温 大约为6504K的日光 ) 。
应该熄灭观察环境中的室内照明灯，并且在光暗室中只放置待测色样， 以避免光室内零乱堆放的试样可能导致的照明光谱性能的变化。
在一般情况下，对颜色进行视觉测量时，最佳的目视检测方法是： 将待测样品与标准色样在标准光源照射下并排放置，同时观察两个样品， 以判断颜色质量。在大多数情况下，需要对颜色的同色异谱程度进行评 价，所以单一光源是不够的，应该允许使用多种标准光源。
在进行目视测色时，首先要确定标准的照明和观察条件，该条件 要必须能在较长的时间内保持稳定。因此，通常需要采用光暗室(如 标准灯箱)，并且光暗室的光谱功率分布和照度应该正好与样品需要 的照明条件一致。
周围场(surround) 指的是光暗室的内壁，其应该是无光泽和中 性的，而且其特定的明度取决于被模拟的照明环境。大多数光暗室 的明度L在60-70，由此获得了定向与漫射的组合照明，以便观察被 测物体颜色的差异。如果待测物体不是高光泽材料，最好不要改变 周围场的特征。当对高光泽材料进行评估时，光暗室的背景应该涂 成黑色，或采用黑色的天鹅绒进行覆盖，这样可以消除由镜面反射 导致的光暗室背景的图像。
相对光谱功率分布 曲线
标准照明体B
标准照明体B代表相
关色温约为4874K的 直射阳光，它的色度 坐标紧靠普朗克轨迹。 相对光谱功率分布曲 线
标准照明体C
标准照明体C代表
相关色温大约为 6774K的平均日光， 其光色近似阴天天空 的日光，色度坐标位 于普朗克轨迹的下方。 相对光谱功率分布曲 线
（三）透射
透射是指入射光照射在物体上后穿过物体的现象。
（1）没有吸收和散射，全部透过，无色透明体； （2）没有吸收，部分光被散射，部分被透过，白色半透明体； （3）全部被反（散）射，没有吸收透过，白色不透明体； （4）全部吸收，无反（散）射，无透过，黑色不透明体； （5）透过、吸收和散射作用都存在，有色的半透明体； （6）部分吸收，部分透过，没有散射，透明有色体； （7）部分吸收，部分反（散）射，无透过，有色不透明体。
第四章 颜色的测量和计 算
一、光源
标准照明体
“照明体”：指特定的光谱能量分布，这一
光谱能量分布不一定由一个光源直接提供， 也不一定能用特定光源来实现。
“光源”：指真实存在的物理辐射体。
CIE推荐使用过的标准照明体：标准照明体 A、B、C和D 。
标准照明体A
标准照明体A是相
当于黑体加温到 2855.6K时所辐 射出的光，它的色 度坐标落在了CIE 1931色度图的普 朗克轨迹上。
颜色测量的根本任务是测定色刺激函数φ(λ)；对于光源的测 量，实际上是要测定光源的相对光谱功率分布P(λ)；对于物体色的 测量，则是测定物体的光谱光度特性，如反射物体的光谱辐亮度因 数β(λ)和光谱反射比P(λ)、透射物体的光谱透射比τ(λ)等。在 测得了色刺激函数φ(λ)之后，就可以根据色度学的三个基本方程 求出被测颜色的CIE三刺激值。
背景(background) 指的是样品放置其上的表面，一般大多指光 暗室的底面。如果目视测量的目的是评估色表，那么背景应该是无光 泽的，并且具有中等明度(L=50)。
被测颜色样品的尺寸应该保持一致，并且样品的尺寸越大，其目 视测量的精确度也越高。一般，样品至少应有13 cm2大小。如果达不 到这种尺寸要求，那么在使用小一些的样品时，观察者应该在视角不 小于2°的距离外观察样品。如果标准色样的尺寸比样品还小，则应 该采用罩子分别覆盖其上，以便得到相等的观察面积，同时罩子的明 度和表面性能应该与背景相同。
在不能应用D65时，尽量采用标准照明体 D50(相关色温5000K)、D55 (相关色温 5500K)和D75 (相关色温: 7500K)
D50、D55和D75的相对光谱功率分布曲线
二、 物体的光学性质或部 分波长范围光的能量，并将吸收的光能转 化为热能，其余波长的光被反射或透射出 去，作用于人眼后产生颜色的感觉。它们 所表现的颜色，就是被吸收光的补色。
判断两个试样的色差时，该样品对的制备疗法应该相同，并且习 惯上将试样以边界接触的方式放置。试样应平放于光暗室的底面上， 以使照明与试样平面垂直。观察者离光暗室开口约15-30 cm距离，并 且保持观察角度(观察方向与试样法线之间的夹角)为45°的高度。
由于光室的照明取决于特定的光源、散射体及周围场的明度，并 在基本定向反射与中等散射范围内变化，因此，在目视评估中，保持 观察者与试样的距离不变是非常重要的。
（二）反射
镜面反射 发生于平而光滑的表面，当光以某种角度照射在 这种平面上，则以相同角度 (与样品表面法线的 夹角) 反射出一部分光，而且与入射光的波长无 关。镜面反射光的多少决定了物体的光泽度。
漫反射 一般发生在不平且粗糙的表面上，入射光以很
多不同的角度被反射出来。漫反射也可由光滑表 面下面的散射引起。大部分半透明体及不透明体 的平滑表面，同时具有镜面反射和来自表面下散 射引起的漫反射。