颜色测量的色度指标有哪些？颜色测量有哪些标准条件？

在色度学中，颜色的测量包括多个色度指标，我们常见的就有三刺激值、色品坐标等。而想要准确的测量颜色的这些色度指标，就需要统一颜色测量的标准条件。本文对颜色测量的色度指标类型及颜色测量的标准条件进行了介绍，对颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下！

颜色测量的色度指标：

1.三刺激值

色刺激的CIE三刺激值是通过色刺激函数φ（λ）乘以CIE色匹配函数，并将乘以在整个可见光谱范围（即λ的范围）内积分起来而得到的，色刺激函数φ（λ）表明光源下每个波长的能量从样品上反射回来的数量，即：

其中：x（λ），y（λ），z（λ）为标准色度观察者的色匹配函数，代表匹配一种颜色需要R，G，B的比例；k为调整因子，其值可任意设定。在实际计算中用求和代替积分，即：

式中的色刺激函数φ（λ），又以下几种情况而定：对光源或照明体：φ（λ）= S（λ）

对反射物体色：φ（λ）= R（λ）S（λ）

对透射物体色：φ（λ）= τ（λ）S（λ）

其中：S（λ）为电源或照明体的相对光谱功率分布；R（λ）为物体色的光谱反射比ρ（λ）（垂直/漫射，照明观察条件下），或为物体色的光谱辐射度因数β（λ）（漫射/垂直或45/0、0/45照明观察条件下）；τ（λ）为物体色的光谱透射比。

根据CIE推荐的新国际色度学系-1931CIE-XYZ系统，又称为XYZ国际坐标制，通过对R，G，B进行坐标转换成三刺激值，其转换如下式所示：

2.色品坐标

以三原色R，G，B为坐标轴可组成一个空间，称为色空间。在三维空间中描绘光谱轨迹不够方便，为此用三刺激值在总量中的相对比例来作为颜色的色品坐标值，如下式所示：

颜色测量的标准条件：

我们不能在各种各样的照明和观察几何条件下评价颜色，所以对颜色的观察和计量应在标准的条件下进行。

1.标准照明条件

标准照明体是由CIE规定射在物体上的一个特定的相对光谱功率分布。由于物体的颜色与入射光有直接的关系，各种各样的光源为颜色测量和颜色传递带来很大困难，为了在统一的光源下进行颜色测量和颜色评价，国际照明协会（CIE）规定了几种具有特定的相对光谱功率分布的照明体，包括：

（1）标准照明体A：根据国际实用温标规定的绝对温度为2856K的完全辐射体。

相当于钨丝灯光。

（2）标准照明体B：代表太阳直射光。

（3）标准照明体C：相关色温约为6774K的平均昼光。

（4）标准照明体D：典型昼光或重组昼光，如D65——相关色温约为6504K的平均昼光；D55——相关色温约为5503K的平均昼光；D75——相关色温约为7504K的平均昼光。

2.标准观测几何条件

CIE推荐了不透明样品的色度测量标定应符合下述照明和观测条件中的一种：

（1）45°/垂直（缩写为45/0）

样品被一束或多束光照明，照明光束的轴线与样品表面的法线成45°±2°。观测方向和样品表面法线间的夹角不应超过10°，照明光束的轴线和任一跳光线间的夹角不应超过8°。在观测光束方面遵守同样的限制。

（2）垂直/45°（缩写为 0/45）

样品被一束或多束光照明，照明光束的有效轴线与样品表面的法线成45°之间的夹角不应超过10°，在与法线成45°±2°的角度下观测样品。观测方向和样品表面法线间的夹角不应超过10°，照明光束的轴线和任一跳光线间的夹角不应超过8°，在观测光束方面遵守同样的限制。

（3）漫射/垂直（缩写为 d/0）

样品被积分球漫射照明，观测光束的轴线和样品表面的法线之间的夹角不应超过10°。观测轴线和任意观测光线间的夹角不应超过5°。

（4）垂直/漫射（缩写为 0/d）

样品被一束光照明，照明光束的轴线与样品表面的法线成的夹角不应超过10°。用积分球收集反射通量。照明光束的轴线和任一光线的夹角不应超过5°。积分球可以是任意直径的，只要开孔部分的总面积不超过球内反射整球面积10%。

颜色测量仪器种类：

传统的色度仪器有两种不同的方法：分光光度法和光电积分法（三刺激值法）。

分光光度法主要测量物体反射的光谱功率分布或物体本身的光度特性，然后再由这些光谱测量数据通过计算的方法求得物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值。分光光度法利用分光光度计测量光源的相对光谱功率分布或物体的光度特性，是一个纯粹的物理测量过程。

光电积分法是通过把探测器的光谱响应匹配成所要求的CIE标准色度，观察光谱三刺激值曲线，或观察某一特定的光谱响应曲线，来对被测量的光谱功率进行积分测量。光积分法并非测量物体的某一波长的色刺激值，而是在整个测量波长区间内进行一次积分测量。

但运用分光光度法需要对380~780nm范围内5nm间隔波长扫描，约需耗时1min，若1nm间隔波长扫描则需耗时5min，并且如果对一幅m×n像素的影像进行测试，需要逐点波长扫描，耗时将达m×n×5min，速度较慢不能适应快速测量影像，而且当光线波长调整幅度较大时，需稍等数分钟才能工作，因为光电管受光后，需有一段响应时间；光电积分法测量速度与分光光度法相比，速度快，也具有适当的测量精度。但测色仪器的光探测器一般为硅光电二极管，在要求仪器具有较高灵敏度的场合下，往往成本较高，而且也有仪器难于校准的问题。