3nh-色差仪知识和颜色理论

颜色理论和测色仪器知识3nh·研发部：目录一.颜色基本知识光的本质及人眼系统观察颜色三要素色度学理论相关术语光泽度计相关理论二.测色仪、光泽度计测试原理色差计分光测色仪光泽度计三.颜色指数颜色空间色差公式其它指数11/26/2020一.颜色基本知识辐射度学光度学色度学

Note1：颜色无处不在，应用范围广泛。Note2：色度学是研究人类颜色的色觉规律、颜色测量的理论和技术的科学，是一门交叉学科。Note3：CIE,CIE1931 XYZ色度系统颜色测量的基础。11/26/20201.1

光的本质及人眼系统1.1.1光的本质：波粒二象性光电效应、康普顿效应

——粒子性折射、衍射 ——波动性11/26/20201.1

光的本质及人眼系统11/26/20201.1

光的本质及人眼系统1.1.2人眼系统：完美的光学成像系统三类锥体细胞，分别感应L、M、S三钟波长 ——明视觉杆体细胞 ——暗视觉11/26/20201.1

光的本质及人眼系统明视觉：亮度大于3cd/㎡，对不同波长可见光的视觉;暗视觉：亮度小于3x10^(-5)cd/㎡)中，对不同波长可见光的视觉。11/26/20201.1

光的本质及人眼系统物体本事是木有颜色的哦11/26/20201.2观察颜色三要素光源、物体、观察者11/26/20201.2观察颜色三要素光源：标准照明体，标准光源光通量、光效比、色温、显色指数、光谱11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.1观察者角度：2度，10度近看、远看的差异末11/26/20201.3

色度学理论相关术语NOTE1:2度：通常用于光源色测量，交通路标测量方面NOTE2:10度：普通颜色测量，使用面比较广响应曲线有差异，色度

值略有差异。11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.2

几何光学结构对普通测试样品来说，入射光线不同，眼睛所处位置（几何光学结构）不同，看到效果差异非常大11/26/20201.3

色度学理论相关术语CIE推荐几何光学结构（反射，透射区分）11/26/20201.3

色度学理论相关术语11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.3

SCI/SCESCI

包含镜面反射光：体现被测样品本质颜色SCE

排除镜面反射光：与人眼视觉更匹配Note1：全哑光样品或者理想漫反射样品，SCI/SCE差异不大；Note2：高光样品，SCI/SCE都测量一下全面检测对比；Note3：CIE对SCE的要求比较笼统，各厂家仪器的SCE对比性要差一些11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.4

加色原理混合色的亮度等于RGB三基色各分量亮度之和。RGB三基色的比例决定混合色的色调，当三基色混合比例相同时，是灰色。11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.5

减色原理从复色光中减去一种或几种单色光，呈现另一种颜色的成色方法称为减色法。如印染、颜料、印刷等采用的相减混色。。11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.6

格拉斯曼定律人视觉只能分辨颜色的三种变化：亮度、色调、饱和度；两种颜色混合时的补色律和中间色定律；感觉上相似的颜色，可以互相代替——代替律；亮度相加定律：由几个颜色组成的混合色的亮度，是各颜色光亮度的总和11/26/20201.3

色度学理论相关术语1.3.7

荧光样品非荧光样品：对入射光线一部分吸收，一部分反射，反射光的波长不会改变；荧光样品：对入射光线一部分吸收，一部分反射，其中一分部分反射光波长发生改变（荧光）；如LED荧光粉等通常吸收短波段光， 长波段11/26/20201.4光泽度计相关理论1.4.1

光泽度单位GU的定义11/26/20201.4光泽度计相关理论1.4.2

影响光泽度因素材料特性：折射率、 吸收散射系数等；材料待测表面的处理状态：粗糙度；材料厚度；测试仪器：角度，光源等11/26/2020二.测色仪、光泽度计测试原理按照测色仪测试原理，测色仪分为三刺激值型（光电积分性）、光谱分光型；按照测色仪结构、易用性，测色仪分为卧式便携式、立式便携式、台式、多角度式；按照测色仪测试样品的性质，测色仪有透射式测量，反射式测量。11/26/20202.1色差计原理：模拟人眼的三刺激值特性，用滤色片光电积分效应，直接测得颜色的三刺激值XYZNote1：光电积分式色差计仅用来测试色差Note2：温度变化，探测器响应漂移，光源波动，导致不能精确测出色源的三刺激值和色品坐标11/26/20202.2分光测色仪Note：得到待测样品的反射率，可以精准计算样品的三刺激值和色品坐标，可用来颜色传递11/26/2020原理：用光栅等分光元件测量被测光的反射率，然后通过计算获得被测物的色度指标。2.3

光泽度计11/26/2020三.颜色指数颜色指数的种类很多，颜色空间、色差公式、黄度、白度、力份、遮盖力、同色异谱等等11/26/20203.1

颜色空间3.1.1

CIERGB、CIEXYZ、Yxy5.6508SE=1R+4.5907G+0.0601B；三刺激值是引起视网膜对某种颜色感觉的三种原色的刺激程度之量的表示。11/26/20203.1

颜色空间11/26/20203.1.1

CIERGB、CIEXYZ、Yxy3.1

颜色空间3.1.2

CIELab，LCh11/26/20203.1

颜色空间3.1.2

CIELab，LCh11/26/20203.1

颜色空间3.1.3

CIE

LUVCIE

1976

UCS图是CIE在1976年规定的。Note：在光源测色中应用广泛。11/26/20203.1

颜色空间3.1.4

孟塞尔颜色空间（Munsell）艺术家孟塞尔Albert

H.Munsell（1858-1918）在1898年创制Note1:表示方法：HV/C=色调明度值/彩度Note2:H色相:红(R)﹑黄(Y)﹑绿(G)﹑蓝(B)﹑紫(P)+黄红(YR)﹑绿黄(GY)﹑蓝绿(BG)﹑紫蓝

(PB)﹑红紫(RP),每种色调分成10个等级。V明度=0~10

C饱和度=0~1411/26/20203.1

颜色空间3.1.5

HunterLab颜色空间由Richard.S.Hunter所创立L深浅，a红绿，b黄蓝，L

a

b就可以表示任何实物样品的反射色或者透射色。11/26/20203.2

色差公式Note1:人眼对饱和度高的色彩的敏感度较弱Note2:人眼对色调方向上的色差敏感度也不一样Note3:色差敏感度也会随着亮度的不同而发生变化Note4:蓝

域内，人眼的分辨能力在方向上会有所改变11/26/20203.2

色差公式3.2.1

CIE

LAB色差公式（1976）：11/26/20203.2

色差公式3.2.2

CIELUV色差公式（1976）：11/26/20203.2

色差公式3.2.3

CIE

LAB色差公式（1994）：CIE技术

在1994年提出,

CIE1976(L*a*b*)色空间中不同区域的色差感应尺度不同，增加明度、饱和度、色相调整因子KL,KC,KH。11/26/20203.2

色差公式3.2.4

CIE

LAB色差公式（2000）：CIE

在2000年提出，增加明度、饱和度、色相调整因子SL，SC和Sh，增加旋转角RT，色差计算值与人眼评估更为接近。11/26/20203.2

色差公式3.2.5CMC色差公式：CMC由英国颜色测量

提出。增加了明度、饱和度调整因子l,c.纺织行业推荐l=2,c=1，即CMC(2：1)一般行业推荐l=1,c=1，即CMC(1：1)涂料、塑胶、油墨推荐l=1.4,c=1，即CMC(l：c)11/26/20203.3

其它颜色指数11/26/20203.3.1

黄度、白度：特定行业，对样品的白色程度和老化程度比较关注，就形成白度WI和黄度YI指标。注意啦Note1：黄度和白度指数需要关注点，光源、观察者角度、几何光学结构、指数标准。3.3

其它颜色指数3.3.1.1 ASTM

E313-05

黄度、白度：适用于白色或者接近白色的无色彩样品的黄白度测试。Note1：黄度：光源C，D65，2/10。

Note2：白度：光源C，D65，D50，2/10。

Note3：样品饱和度，光源超出范围没有黄度白度显示。11/26/20203.3

其它颜色指数3.3.1.2

AATCC110/ISO11475/CIE86白度：适用于白色或者接近白色的纸张、白板、织物样品的白度测试。Note：样品饱和度，光源超出范围没有黄度白度显示。11/26/20203.3

其它颜色指数3.3.1.3 ASTM

D1925

黄度：适用于白色或者接近白色的塑胶的黄度测试。Note：限定为C光源，样品饱和度超出范围没有黄度显示。11/26/20203.3

其它颜色指数11/26/20203.3.1.4

其它黄度、白度公式：适用于白色或者接近白色的样品。ISO

R457白度、Taube白度、Hunter白度、Ganz白度、

Berger白度、Stensby白度……Note：跟客户沟通时，需关注光源、观察者角度、几何光学结构、指数标准。3.3

其它颜色指数3.3.2

变色牢度：定义：色牢度指染色织物在使用或加工过程中，经受外部因素（摩擦、暴晒、雨淋等）作用下的褪色程度。综观ISO,AATCC,GB常见的耐洗、耐光、耐摩擦及耐汗渍、耐熨烫、耐气候试验。评价色牢度通常用两种方法：使用灰卡评价的目视法，使用仪器的仪器法。11/26/20203.3

其它颜色指数3.3.2

变色牢度：参照标准：FZT

01024

试样变色程度的仪器

方法ISO.105.A05

INSTRUMENTAL

ASSESSMENT

OF

CHANGE

INCOLOUR

FOR

DETERMINATION

OF

GREY

SCALE

RATING11/26/20203.3

其它颜色指数3.3.3

沾色牢度：参照标准：FZT

01023

贴衬织物沾色程度的仪器

方法ISO.105.A04

METHOD

FOR

THEINSTRUMENTAL

ASSESSMENT

OF

THEDEGREE

OF

STAINING

OF

ADJACENT

FABRICS11/26/20203.3

其它颜色指数3.3.4

力份：最大吸收波长法:各波长求和法(XYZ):11/26/20203.3

其它颜色指数3.3.5

遮盖度（OPACITY）/不：遮盖度=黑底测试样品的反射因数/