測(cè)色儀的知識(shí)講解

首先讓我們了解一下測(cè)色儀的原理。

     在沒(méi)有測(cè)色儀之前，顏色的辨別只能通過(guò)人眼來(lái)判斷，但大家都知道，看顏色的結(jié)果受三個(gè)要素的影響：光源、物體、觀察者。它們中任一個(gè)變化都會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的變化，所以必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、客觀的設(shè)備或儀器來(lái)得出量化的數(shù)據(jù)。
      1、光源通常是被認(rèn)為發(fā)光的物質(zhì)，但色度學(xué)概念中，光源是各種不同的能量光譜組成的照明體，它是一個(gè)在不同波段（如400nm）有自己特定能量的圖譜。通常人們認(rèn)為電磁光譜中可見(jiàn)光的范圍是400-700nm，但較新CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）發(fā)現(xiàn)并規(guī)定360-780nm才是較新的可見(jiàn)光范圍。而大家知道，光源的不同會(huì)導(dǎo)致看顏色的不同，那是和光源本身特性相關(guān)的，也就是說(shuō)，不能能量分布的光源照明體會(huì)導(dǎo)致看顏色的結(jié)果不同。我們國(guó)家常用的光源有D65光源，C光源，A光源，TL84光源，CWF光源，U30光源等等，他們的能量圖譜都不同。

      2、物體就是我們通常說(shuō)的待測(cè)樣品，它可以是你的標(biāo)樣也可以是你的試樣。各行業(yè)的樣品完全不同，但它們都有相同的特性，樣品本身的著色劑（染料、顏料等等）對(duì)光有吸收，繼而帶來(lái)反射或透射的不同。

      3、觀察者，你可以認(rèn)為是人眼或者是儀器的檢測(cè)器，但在色度學(xué)概念中，我們叫2度或10度視角，這是因?yàn)殡S著醫(yī)學(xué)及生物學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家在1931年及1964年分別發(fā)現(xiàn)人眼視網(wǎng)膜上有對(duì)顏色敏感的桿體及椎體細(xì)胞負(fù)責(zé)明暗和顏色視覺(jué)，而這些細(xì)胞的分布與瞳孔及物體所形成的夾角是2度和10度，所以我們通稱(chēng)為視角。
       測(cè)色儀是模擬人眼觀察顏色，并給出結(jié)果的客觀儀器，它的光源現(xiàn)在技術(shù)一般是模擬D65光源，多為閃光氙燈，好的儀器的光源是D65光源模擬日光的時(shí)候，其中UV（紫外）部分也模擬得非常像，而且如果夠標(biāo)準(zhǔn)的話都會(huì)配紫外和可見(jiàn)光比例校正板給客戶，這樣，光源是足可以放心了。但還有觀察者和其它很多因素決定著一臺(tái)測(cè)色儀器的優(yōu)劣。

      測(cè)色儀從結(jié)構(gòu)上來(lái)看分為兩種：積分球和45°/0°或0°/45°。積分球結(jié)構(gòu)業(yè)內(nèi)一般叫d/8°結(jié)構(gòu)，d是diffuse的縮寫(xiě)，由一束光照在積分球內(nèi)壁上在積分球里混合后形成入射光，積分球涂層是白色的高反射物質(zhì)，這些物質(zhì)必須長(zhǎng)年不變化，保持高反射和穩(wěn)定才會(huì)使光源穩(wěn)定。市場(chǎng)上的美國(guó)HunterLab和X-Rite的積分球用的物質(zhì)都是更好的物質(zhì)，比傳統(tǒng)BaSO4要耐候的多。積分球的尺寸ASTM也有規(guī)定，6.5英寸，相當(dāng)于165mm直徑的積分球，而市場(chǎng)上的很多手提式或便攜式測(cè)色儀只不過(guò)是為了方便而已，并不是標(biāo)準(zhǔn)的可信賴(lài)的儀器。

      45/0結(jié)構(gòu)儀器是45度角入射到樣品，0度角接收，照明方式和人眼看的方式接近，不考慮鏡面反射光的影響，所以測(cè)量結(jié)果也會(huì)和人眼看的很接近。
       從分光原理上來(lái)看，分為兩種，三刺激值和分光原理，前者通過(guò)模擬紅綠藍(lán)三原色，大概估計(jì)出顏色，但對(duì)計(jì)算其它顏色指數(shù)非常不精確-它沒(méi)有反射率或透射率，它只有三個(gè)點(diǎn)參與計(jì)算，它沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)觀察者和視角。
       分光原理測(cè)色儀就理想很多了，通過(guò)光照射到樣品上，經(jīng)過(guò)反射到光柵分光，然后光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)算成數(shù)字信號(hào)。其中光源、光柵、光信號(hào)放大裝置、光電轉(zhuǎn)換器等等環(huán)節(jié)都要求非常高，計(jì)算過(guò)程是從光源光譜能量*反射率（透射率）*觀察者（2度/10度視角-xyz值）*系數(shù)的積分值得到相應(yīng)的XYZ三刺激值，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換得到Hunter Lab或CIE L*a*b*及其它指數(shù)或色度標(biāo)尺。
      所以最關(guān)鍵的就是如上說(shuō)的光源等等設(shè)備里的元件，很多分光原理測(cè)色儀的優(yōu)劣在這里就可以見(jiàn)高下了。

其次、測(cè)色儀校準(zhǔn)和顏色空間

       這個(gè)行業(yè)通用的一個(gè)指標(biāo)叫L a b色空間，這個(gè)剛看到以為是實(shí)驗(yàn)室Lab的小東西其實(shí)在顏色領(lǐng)域非常非常知名，L值代表了顏色的明亮度-Lightness，a值代表了顏色的紅綠方向，b值代表了顏色的黃藍(lán)方向，Hunter Lab和CIE L*a*b*在色度空間上都是不均勻的，而且在黃藍(lán)方向二者還有差別。L a b色空間很直觀，兩個(gè)顏色一比較，看看在三個(gè)值上的差別就知道色差怎樣了，創(chuàng)立L a b色空間的科學(xué)家我們應(yīng)該知道并記住，Richard.S.Hunter，麻省理工的雙博士，他還創(chuàng)立了Hunter白度，Hunter黃度，對(duì)顏色領(lǐng)域的貢獻(xiàn)不可謂不大。
我們很難跟大家交流里面元器件的內(nèi)容，但如果你有興趣，倒也可以交流一下。但我們可以提供一個(gè)簡(jiǎn)易的方法來(lái)測(cè)試，那就是用標(biāo)準(zhǔn)板來(lái)校準(zhǔn)儀器。很多客戶買(mǎi)的儀器都自帶了標(biāo)準(zhǔn)白板、黑光鏡或黑板、綠板等，甚至還有客戶配備了12塊標(biāo)準(zhǔn)色塊板，大家都用這些標(biāo)準(zhǔn)板來(lái)校準(zhǔn)。

      測(cè)色儀的標(biāo)準(zhǔn)板和你的手表與北京時(shí)間天天對(duì)時(shí)一樣，是要溯源的，并不是廠家自己定義的。行業(yè)里的標(biāo)準(zhǔn)白板和綠板一般都是溯源到NPL或者NIST的，但據(jù)我們觀察，市場(chǎng)上除了美國(guó)HunterLab公司的測(cè)色儀以外幾乎沒(méi)有廠家將溯源數(shù)據(jù)提供給客戶，換句話說(shuō)，儀器校準(zhǔn)是個(gè)不太準(zhǔn)的過(guò)程。舉例來(lái)說(shuō)，如果你身邊正好有一臺(tái)儀器，你把白板換成白紙或者弄臟，你看能校準(zhǔn)通過(guò)嗎？綠板也一樣，大家不妨做這個(gè)試驗(yàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)校準(zhǔn)并非那么可信。