第06章 颜色测量仪器与使用方法

第六章颜色测量仪器与使用方法

知识目标:1.了解CIE规定的测量几何条件；2.了解测量仪器的结构；3.理解密度测量方法和色度测量方法；4.掌握四色印刷的密度测量；5.掌握网目印刷品的网点百分比的计算公式；6.了解测量仪器的维护与校准方法。

能力目标：1.熟练使用密度仪测量密度和网点百分比；2.熟练选择密度测量条件和使用密度类型；3.熟练计算网点百分比；4.熟练使用分光光度计测量色度；5.熟练对测量仪进行校准。

学习内容：1.颜色测量的几何条件；3.彩色密度和密度类型；3.网点面积百分比；4.分光光度仪和密度仪的基本工作原理。重点：密度与密度测量条件，网点面积百分比的计算。难点：网点面积百分比。第六章颜色测量仪器与使用方法

一、透射样品测量的几何条件透射分为定向透射和漫透射（散射透射）。定向透射：当入射光投射到透明物体表面后，光线穿过物体继续沿着原来的方向出射，称为定向透射。漫透射：如果从透明物体出射的是各个方向强度相等的透射光线，称为漫透射。第一节颜色测量的几何条件CIE规定透射样品颜色测量的几何条件CIE规定采用垂直照明、透射方向测量（漫透射样品除外），这与实际观察透射样品的条件相一致。第一节颜色测量的几何条件

不同透射性质的材料：滤色片照相透明片基玻璃毛面薄膜磨砂玻璃。第一节颜色测量的几何条件二、反射样品测量的几何条件反射分为镜面反射（规则反射、定向反射和逆反设）和漫反射。漫反射：当入射光投射到物体表面后，光线向各个方向以等能量反射，称为漫反射。镜面反射（规则反射、定向反射）：如果反射光线在某一方向强烈，常常出现刺眼现象，这种反射称为镜面反射。漫反射镜面反射第一节颜色测量的几何条件

逆反射（回射）：与入射光线入射线路正好相反的反射光线称为逆反射。逆反射

表面结构对色度测量的影响：理想毛面光泽表面金属表面湿油墨表面干油墨表面等第一节颜色测量的几何条件CIE规定反射样品颜色测量的几何条件：45o/0o：即以45o照射物体表面，在0o（垂直）方向观测和采集光线。0o/45o：以0o

（垂直）照射物体表面，在45o方向观测和采集光线。以上两种称为双向几何条件。45o45o第一节颜色测量的几何条件d/0o：即以漫射光照射物体表面，在0o（垂直）方向观测和采集光线。0o/d：以0o

（垂直）照射物体表面，以漫射光观测和采集光线。积分球：漫射照明与测量中用到的积分球是一个直径为十几厘米空心金属球，内表面涂有高度漫反射物质，如硫酸钡、聚四氟乙烯。开孔的总面积小于球内表面的10%。观测d/0o观测0o/d第一节颜色测量的几何条件

测量几何对测量值的影响：双向几何：避开了镜面反射，使测量与视觉观察一致。印刷领域的颜色测量仪器采用此测量几何。积分球：可以测得样品的全部反射，包括漫反射和镜面反射（部分）。45o测量光镜面反射第一节颜色测量的几何条件d/0o

和0o/d：几种垂直照明，测量漫射光的情况漫反射白板规则透射黑色陷阱漫透射漫反射白板总透射第一节颜色测量的几何条件

颜色测量仪器分类根据获得三刺激值的方法不同分为两类：光电色度仪：采用滤色片来校正光源和光电元件的光谱特性，使透过滤色片的光符合标准光源的光谱分布，光电元件的特性符合标准观察者光谱特性，直接获得样品的三刺激值。分光光度仪：通过测量物体的光谱反射率或光谱透射率（光度），并选择不同的标准照明体和标准观察者而计算出相应条件下的三刺激值。第二节色度方法与色度仪模拟标准照明体：普通照明光源通过校正滤色片校正后满足标准照明体A、B、C、D等的光谱分布。模拟标准观察者：需用RGB三滤色片对光电器的光谱灵敏度校正，使其满足标准观察者光谱三刺激值。45o校正滤色片样品RGB滤色片光电器XYZ显示光电色度仪仪器设计原理：采用RGB三滤色片直接测得三刺激值，模拟两个过程：第二节色度方法与色度仪

卢瑟条件：模拟过程，即滤色片必须使仪器的总灵敏度满足以下条件，称为卢瑟条件。其中：第二节色度方法与色度仪

仪器校准预热：测量前要提前打开仪器预热，使仪器达到稳定状态。校准：测量前先用仪器测量已知三刺激值的标准色板（一般是一块标准白板,或内置白板），使仪器的输出值与标准值一致。第二节色度方法与色度仪分光光度仪分光光度仪采用光度量的方式进行工作：将特定波长的光同时或先后照射标准样品和待测样品上，求所采集的光通量之比。标准样品待测样品

o(i)(i)第二节色度方法与色度仪

标准样品1.测量透射样品时的标准样品为空气（空气在可见光谱内的透射率均为100%；2.测量反射物体用完全漫反射体作标准，它在可见光谱内的反射率均为100%

。用MgO、BaSo4、白陶瓷板代替，要求各波长反射率一致，接近1。第二节色度方法与色度仪

分光光度仪的主要组成和工作过程光源发出连续光谱先后照射标准样品和待测样品，经色散系统输出不同波长的单色光，光电接受器将光能转换为电能，信号处理系统计算两者之比值，并输出给显示屏显示。样品光源分光棱镜狭缝光电转换信号处理显示第二节色度方法与色度仪

分光光度仪的类型根据分光系统和光量接受系统分为以下三类。1.棱镜分光光度仪：将通过棱镜色散的单色光通过很窄的狭缝后，让光电接受器接受（前页图）。样品光源分光棱镜狭缝光电转换信号处理显示第二节色度方法与色度仪2.干涉滤色片分光光度仪：将样品的反射光线连续地通过一组波长间隔为5、10或20nm的干涉滤色片，从而使混合光分解为单色光（图）。干涉滤色片信号处理数据显示样品光源光电器干涉滤色片：由多层簿膜组成,每一层的厚度和选择性吸收、反射、透射性能都不相同，这样能组成各种不同光谱透射性能的薄膜系。第二节色度方法与色度仪3.衍射光栅分光光度仪目前大多数分光光度仪采用衍射光栅分光。衍射光栅：在一块光学玻璃上刻划一系列等宽、等距平行的狭缝就是透射光栅。在一块光学玻璃上刻划一系列剖面结构像锯齿形状，等距平行的刻线就是反射光栅。凹面的叫凹面光栅。第二节色度方法与色度仪4.采用光电二极管阵列的分光光度仪：通过色散元件将光色散，采用光电二极管阵列同时接收各波长的光信号，并转换为电信号。节省了光电扫描时间。光电二极管阵列第二节色度方法与色度仪一、密度度法 视觉黑度相加，密度也相加。对于印刷品来说，墨层越厚，吸收的光就越多，反射的光就越少，印刷品看起来就越暗，视觉密度就大。反之，墨层越薄，吸收的光就越少，反射的光就越多，印刷品看起来就越亮，视觉密度就小。

第三节密度法与密度仪90%50%10%1%0.1%0.1%0.050.300.501.003.003.00密度仪工作原理：密度值光电探测器滤色片RGB）光孔镜头光源450密度测量是由被测量样品吸收的光量来决定的，能实现这种从样品中反射回来的光量测量，然后将其与参考标准或承印物在特定光源照射下的反射情况进行比较，从而计算出密度值的测量仪器叫密度仪。第三节密度法与密度仪滤色片光源被测品光电管放大器密度显示光孔1.851.851.85

测量四色油墨的密度：印刷中用互补色滤色片测量三原色油墨的密度，不使用滤色片测黑色油墨的密度第三节密度法与密度仪

密度类型：

状态T：美国标准，用于反射印刷品测量。

状态A：常用于反射和透射照相材料以及印前胶片的测量。

状态M：用于负片照相材料的测量。

状态E：欧洲标准，用于反射印刷品测量，黄色密度较高。

状态I：是一种窄带类型的密度仪，很少用。

状态G：以前在X-Rite密度仪中使用，现在不再使用。第三节密度法与密度仪T状态光谱响应E状态光谱响应第三节密度法与密度仪

干褪密度：四色印刷生产过程中是采用套印的湿压湿印刷，在密度测量中会出现一种“干褪”现象。密度:1.80密度:1.60第三节密度法与密度仪偏振滤色片光源震动平面表面反射透镜偏振滤色片光电接收器湿密度测量加偏振滤色片第三节密度法与密度仪网点密度测量.单位面积为测量头的孔径二、网目密度与网点面积百分比透射网点密度及其网点面积百分比:网点面积+透光面积=100%透光率T=G网点密度(积分密度)：网点面积百分比：第三节密度法与密度仪

反射网点密度及其网点面积百分比总反射率=空白部分反射率)+网点部分反射率空白部分反射率=(1–Fr)网点部分反射率=(FrRv)FrRV1-Fr印刷品的反射率由两部分组成问题：1.（总）反射网点密度=?2.网点面积百分比=?第三节密度法与密度仪反射网点密度=网点面积百分比=第三节密度法与密度仪

密度测量条件1.物理滤色镜：D65、UV、NO。2.标准白：Abs、pap。3.衬垫：黑纸、与印品用纸相同的纸张多张。4.密度T状态。5.数字滤色片。第三节密度法与密度仪密度仪与色度仪的主要功能功能特征X-Rite530X-Rite528X-Rite520X-Rite518X-Rite508X-Rite504密度密度网点面积/网点扩大印刷反差,色相/灰度YYYYYYYYYYYYYY色度XYZL*a*b*/EL*C*h/E94色度图Y*Y*YYY*Y*YYY**Y**纸张白度/纸张色相YY光谱光谱数据输出光谱曲线YY*照明光源A,C,D50,D65,D75,F2,F7,F11,F12.标准观察者2o,10o.**照明光源仅有D50.标准观察者仅有2o.第三节密度法与密度仪密度仪与色度仪的主要性能指标性能指标CM2C测色仪CM2C光谱仪测量几何45o/0o45o/0o光源LED阵列LED阵列测量光孔