測色儀的知識講解

首先讓我們了解一下測色儀的原理。

     在沒有測色儀之前，顏色的辨別只能通過人眼來判斷，但大家都知道，看顏色的結(jié)果受三個要素的影響：光源、物體、觀察者。它們中任一個變化都會導(dǎo)致結(jié)果的變化，所以必須有一個標(biāo)準(zhǔn)的、客觀的設(shè)備或儀器來得出量化的數(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)為電磁光譜中可見光的范圍是400-700nm，但較新CIE（國際照明委員會）發(fā)現(xiàn)并規(guī)定360-780nm才是較新的可見光范圍。而大家知道，光源的不同會導(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，不能能量分布的光源照明體會導(dǎo)致看顏色的結(jié)果不同。我們國家常用的光源有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的待測樣品，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）對光有吸收，繼而帶來反射或透射的不同。

      3、觀察者，你可以認(rèn)為是人眼或者是儀器的檢測器，但在色度學(xué)概念中，我們叫2度或10度視角，這是因為隨著醫(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)膜上有對顏色敏感的桿體及椎體細(xì)胞負(fù)責(zé)明暗和顏色視覺，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，所以我們通稱為視角。
       測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)的話都會配紫外和可見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測色儀器的優(yōu)劣。

      測色儀從結(jié)構(gòu)上來看分為兩種：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，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)必須長年不變化，保持高反射和穩(wěn)定才會使光源穩(wěn)定。市場上的美國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，而市場上的很多手提式或便攜式測色儀只不過是為了方便而已，并不是標(biāo)準(zhǔn)的可信賴的儀器。

      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，所以測量結(jié)果也會和人眼看的很接近。
       從分光原理上來看，分為兩種，三刺激值和分光原理，前者通過模擬紅綠藍三原色，大概估計出顏色，但對計算其它顏色指數(shù)非常不精確-它沒有反射率或透射率，它只有三個點參與計算，它沒有標(biāo)準(zhǔn)觀察者和視角。
       分光原理測色儀就理想很多了，通過光照射到樣品上，經(jīng)過反射到光柵分光，然后光信號轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)算成數(shù)字信號。其中光源、光柵、光信號放大裝置、光電轉(zhuǎn)換器等等環(huán)節(jié)都要求非常高，計算過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)鍵的就是如上說的光源等等設(shè)備里的元件，很多分光原理測色儀的優(yōu)劣在這里就可以見高下了。

其次、測色儀校準(zhǔn)和顏色空間

       這個行業(yè)通用的一個指標(biāo)叫L a b色空間，這個剛看到以為是實驗室Lab的小東西其實在顏色領(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，而且在黃藍方向二者還有差別。L a b色空間很直觀，兩個顏色一比較，看看在三個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，對顏色領(lǐng)域的貢獻不可謂不大。
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簡易的方法來測試，那就是用標(biāo)準(zhǔn)板來校準(zhǔn)儀器。很多客戶買的儀器都自帶了標(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)板來校準(zhǔn)。

      測色儀的標(biāo)準(zhǔn)板和你的手表與北京時間天天對時一樣，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，市場上除了美國HunterLab公司的測色儀以外幾乎沒有廠家將溯源數(shù)據(jù)提供給客戶，換句話說，儀器校準(zhǔn)是個不太準(zhǔn)的過程。舉例來說，如果你身邊正好有一臺儀器，你把白板換成白紙或者弄臟，你看能校準(zhǔn)通過嗎？綠板也一樣，大家不妨做這個試驗，你會發(fā)現(xiàn)校準(zhǔn)并非那么可信。