颜色有什么特性？颜色怎么定量描述与测量？

颜色是人类视觉系统对光波刺激的反映，但是它并不是光波本身的物理性质，而是人眼的生理结构和人的心理活动所产生的。在色度学中，颜色可以用明度、色调和饱和度来定量描述。本文对颜色的特性及颜色描述与测量的方法做了介绍，对颜色知识感兴趣的朋友可以了解一下！

颜色有什么特性？

颜色可分为彩色和非彩色两大类。非彩色指白色、黑色和各种深浅不同的灰色。彩色是指白黑系列以外的各种颜色。彩色具有明度、色调、饱和度等三种特性。彩色光的亮度越高，人眼就越感觉明亮，或者说有较高的明度。彩色物体表，面的光反射率越高，它的明度就越高。色调是彩色彼此相互区分的特性。饱和度是指彩色的纯洁性。可见光谱的各种单色光是最饱和的颜色。物体色的饱和度决定于该物体表面反射光谱辐射的选择程度。非彩色光只有明度的差别，而没有色调和饱和度这两种特性。

颜色又可分为光源色和物体色。光源色是由光源发射的光的颜色，物体色是光被物体反射或透射后的颜色。物体的表面色是指漫反射、不透明物体表面的颜色。

物体的颜色是由光线在物体上被反射和吸收的情况决定的，同时又受光源条件的影响。这里所说的物体指的是自身不发光，靠光源照明后才能看得见，或显现颜色的透明物质或不透明物质。如果它能发光，就称它为光源。物体的颜色可以说是物质的一种表观属性，它有利于人们认识物体和区分物体。既然物体的颜色与照明体的性质有关，因此，也可以把不同物体在同一照明下显现不同颜色看作是该物体对照明光的调制作用。这种调制作用是指物体对照明光的不同光谱成分有不同的反射或吸收，因而从物体表面反射出来的、或透射过来的光已不同于照明光的光谱成分。

从这种观点出发，我们可以说，物体的颜色取决于：①光源的光谱成分，可用光源的相对功率P（λ）表示；②物体对光谱的调制作用，可以用调制函数中φ（λ）表示。经过物体对光源的调制后，反射光或透射光的光谱成分变为P（λ）·φ（λ）。

根据光源颜色刺激值计算的公式，物体色的三刺激值可用以下公式计算：

这说明物体的颜色不是固然不变的，当光源变化时物体的颜色也在发生变化。因此，在实际测色中必须保证测量光源的稳定性。

颜色怎么定量描述？

我们见到的颜色，其实都是在一定条件下才出现的色彩。这些条件，主要可归纳为三项，就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的，没有光，就没有颜色，可以说，色彩就是物体反射光线到我们眼内产生的知觉。光的色彩强弱变化，是可以通过数据来描述的。我们能见到的光的波长范围在380至780毫米之间，随着波长由短到长，出现的色彩是由紫到红。通过测量物体反射光量的方法，可以很精确地推定两件物体的颜色是否相同。

（1）颜色刺激

能够引起颜色知觉得可见辐射的辐通量称作颜色刺激。

（2）三原色

能够匹配所有颜色的三种颜色称作三原色。匹配实验表明，能够匹配所有颜色的三种颜色不是唯一的。人们通常选用红、绿、蓝作为三原色，其原因是：①用不同量的红、绿、蓝三种颜色直接混合，几乎可得到经常使用的所有颜色。②红绿蓝三种颜色恰与人的视网膜上红视锥绿视锥和蓝视锥细胞所敏感的颜色相一致。

（3）三刺激值

在颜色匹配实验中，与待测色光达到色匹配所需要的三原色的量。三刺激值不是物理单位，而是用色度学单位来度量的。对于既定的三原色，每种颜色的三刺激值是唯一的，因而，可以用三刺激值来表示颜色。

（4）光谱三刺激值

在颜色匹配实验中，匹配等能光谱色所需的三原色的量。等能光谱是各波长辐射能量相等。

颜色测量的方法：

颜色检测方法一般包括目视法和测色仪器检测。其中目视法需要在特定照明条件下肉眼检测颜色。该方法易受观察者主观影响，测量结果精度不高、测量效率低。而仪器检测法则可满足对更高测量精度的追求，于是使用颜色测量仪器逐渐成为颜色检测的主要方式。根据检测原理的不同，可分为分光光度式和光电积分式。

分光光度式是通过测量入射光的光谱特性并对其进行分析，计算三刺激值。该方法首先利用光栅将混合光分解成不同波长的光，再通过探测器测量出其强度，从而得到被测量光的光谱。其原理如下图所示。分光光度式测色仪测量精度高，但是结构复杂、价格高、并且抗干扰能力弱，一般主要用于实验研究。

光电积分式测量颜色是通过对被测颜色的光谱能量进行积分。此类仪器没有光栅，也无法测量出光的光谱，入射光需经过滤光器被探测器探测，进行ADC转换，最后得到的是整体光的积分值，其原理图如下图所示。光电积分式测色仪器检测速度快，并且结构简单，成本相对较低，但检测精度较分光光度式相比较低。无论是光电积分式还是分光光度式测色仪器，都是通过测量待测样品的反射（或透射）光来对颜色进行测量。