在顏色的測量過程中,光源、物體及觀察者角度的變化都會影響顏色測量的準確性,因此,為了統(tǒng)一顏色測量的標注,使顏色數據具有可比性,CIE對顏色測量的條件進行了標準化。本文介紹了顏色測量標準化的條件及顏色測量的一些影響因素,感興趣的朋友可以了解一下!
1.標準照明體
在顏色測量中,光源是至關重要的,不同的光源照射會得到不同的測量結果。為了實現(xiàn)顏色測量標準化,CIE推薦了四種標準照明體(A、B、C、D)和標準光源(A、B、C),這樣,人們就可以在共同約定的具有代表性的光源下標定物體的顏色。
為了實際使用方便,CIE在標準照明體D中推薦了三種具有特定相對光譜功率分布的照明體D55、D65、D75作為在光度、色度和顏色測量中的標準日光,其中相關色溫為6504K的標準照明體D65使用最為普遍。
2.標準照明觀測條件
在測量顏色時,待測物體表面的狀態(tài)、光源入射角以及人眼的觀察角度等的不一致都會影響測量結果。為了統(tǒng)一測量結果,CIE規(guī)定了反射物體(不透明物體)測量的四種標準照明和觀測條件:0/45(垂直照射/45°接收)、45/0(45°照射/垂直接收)、0/d(垂直照射/漫反射接收)和d/0(漫射照射/垂直接收)。
測量待測物體顏色時必須滿足這四種條件中的一種。不過此標準照明觀測條件并不適用于透射物體顏色的測量。對于透射物體,測量時直接對待測物體表面垂直方向照明,透射方向探測即可。
3.標準色度觀察者
測量待測物體的顏色三刺激值時,要根據視場要求選用標準觀察者,小于4°的視場選用CIE1931標準色度觀察者,大于4°的視場要選用CIE1964補充標準色度觀察者。這一點很重要,否則可能會造成不必要的混亂。
物體顏色信息十分廣泛,顏色的確定需要色調、明度和飽和度三大要素或三原色(紅綠藍)的刺激值。影響顏色檢測準確度的參數主要有:照射光、物體反射、光源方位、觀測方位和傳感器性能等,任何一個參數發(fā)生變化都會導致觀察到的顏色發(fā)生變化。
1.光源的影響
照射光包含有太陽光和外界雜散光,太陽照射角度、云層厚度和其它天氣條件都會導致照射光發(fā)生變化,從而導致被測物體顏色發(fā)生變化。
CIE(國際照明委員會)推薦了幾種標準照明體和標準光源,制定了標準照明條件、測量條件和白色標準,以便各國的顏色參數能夠交流、對比。照明光源的光譜功率分布與物體呈現(xiàn)的顏色有密切的關系。同一物體,在不同的光源照明下具有不同的顏色。
為了較為準確和規(guī)范地描述色調,CIE制定了4種標準光源,以統(tǒng)一色調值。這4種標準光源的分別是A、B、C、D65,在這4種標準光源中,常用C光源和D65光源,我國以D65為標準光源。
光源方位,也就是被測物體指向光源的法線方向,它決定了有多少太陽光或外界雜散光作為入射光。觀測方位是指被測物體指向傳感器的法線方向。它決定了反射到傳感器中的光強。光源方位和觀測方位都是影響測量結果的因素。此外,照明光束的孔徑和測量光束的孔徑大小對顏色測量結果也有影響。將照明幾何狀態(tài)、照明光束的孔徑、測量光束的孔徑統(tǒng)稱為照明和測量條件。在色度學中CIE推薦了45/0、0/45、d/0、0/d四種照明觀測條件,國家標準局又增加了t/0、0/t兩種照明觀測條件,同一顏色物體在不同照明觀測條件的儀器上測量結果是不一致的。
照明幾何狀態(tài)對測量結果會有很大的影響,絕大多數待測物體不是完全的漫反射體,表面有部分的規(guī)則反射。照射在物體上的輻射通量一部分被吸收,一部分可能透射過去,其余部分被有方向性地反射出來。被吸收的輻射通量轉化為熱能,透射部分朝著離開眼睛的方向傳播,這兩部分輻射通量對眼睛都不起作用,只有由物體從一定方向反射而進入到眼睛的那部分輻射通量才構成顏色刺激。因而同樣的物體在不同的方向上有不同的反射或透射。
傳感器探頭與被測物之間的距離影響著輸出信號,可能會造成不同顏色信號的交叉,形成測量誤差,所以存在某一最佳距離對輸出特性影響最小,以保證顏色與輸出信號的一一對應關系。被測物表而的較明顯凹凸區(qū)域也會給輸出信號帶來較大的誤差,為此,有人先后提出了反射模型以彌補測量誤差。
色差的測量和評價需要大量的數據進行對比分析,影響色差的因素主要有以下三個方面:
1.客觀因素的影響
觀察顏色之間的差別時,除顏色本身三個屬性的差異外,還受照明條件,觀察人員的心理因素,觀察的幾何條件,背影的亮度和色澤,物體的材質、光澤、紋理、透明程度、大小、形狀等因素的影響。
2.檢測標準不同的影響
人們通常講的色差可分為可感知的色差(Perceptible Color Difference)和可接受的色差(Acceptable Color Difference)兩種情況。顯然前者對色差的控制比后者要嚴格得多,而通常人們并未強調這兩個概念之間的差異,造成色差評價上的二義性和色差控制尺度上的不一致。
3.不均勻顏色空間的影響
雖然從儀器測色實用化以來,人們可以憑借測色儀來定量地確定顏色的屬性,但是由于顏色空間的不均勻性使人們不能直接從顏色值的差異來評價物體間色差的大小。顏色空間的不均勻性可以從W.D.Wright和D.L.MacAdam的實驗結果明顯地顯示出來。MacAdam容差橢圓如下圖所示,其中x,y為色品坐標。由下圖可知,人眼對不同色相顏色的寬容量不同,綠色區(qū)顏色寬容量大,黃色區(qū)其次,藍色區(qū)最小,即人眼對不同色相的顏色敏感程度不同。另外,人眼對顏色的三個屬性的敏感程度也不同。顏色的亮度越低,容差范圍越小,所以深色樣品不容易實現(xiàn)顏色匹配;顏色的彩度越低,容差范圍越小,所以灰色系列的顏色也不容易實現(xiàn)顏色匹配。人眼對顏色三屬性的敏感程度依次為:色調>彩度>明度。1976年CIE提出的CIE1976L*a*b*顏色空間也存在一定程度的不均勻性。
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