顏色測(cè)量管理與測(cè)色儀色差儀
前言:
顏色的感覺
顏色的感舉有一千萬種,是我們?nèi)祟惸芊直娴牟煌伾臄?shù)量。毫無疑問,我們對(duì)顏色的記憶能力還不足以鑒定某個(gè)特定的色度。然而顏色質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)“顏色”在每個(gè)企業(yè)中都變得越來越重要了。顏色的一致性會(huì)影響客戶的喜愛與否。當(dāng)終產(chǎn)品的單個(gè)備件是不同公司生產(chǎn)時(shí);或更復(fù)雜些,當(dāng)有不同的供應(yīng)商時(shí),這一點(diǎn)尤為重要。但無論如何,后顏色必須正確。
人與人(心情、年齡等)的差異造成對(duì)顏色敏感度的不同,環(huán)境背景如明亮度和顏色的變化,以及對(duì)顏色和色差的溝通和文件的不足,都會(huì)影響視覺上對(duì)顏色的感受。以上這些問題只能通過采用國(guó)際上指定的顏色系統(tǒng)用測(cè)色儀器來講解決。只有這樣才能保證對(duì)有色物體的客觀分析。顏色感知與光源、觀察器、目標(biāo)物三要素的相互作用有關(guān):
光源
顏色會(huì)隨著光源的變化而改變。因此必須使用認(rèn)同的標(biāo)準(zhǔn)光源。能發(fā)出覆蓋整個(gè)可見光譜(400到700納米)連續(xù)能量的光源是可用作顏色評(píng)估的前提。
CIE(國(guó)際照明委員會(huì))以在每個(gè)波段上發(fā)射的能量(=相對(duì)照光譜能量的分布)來將光源標(biāo)準(zhǔn)化。在實(shí)際應(yīng)用中,以下是常用的光源:
日光 D65、C 白熾燈光 A 熒光燈光 F2、F1
觀察器
沒有觀察器,則不存在顏色
來自有色物體的反射光經(jīng)過晶狀體進(jìn)入人眼睛并透射到視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜上有三種不同的光敏感受細(xì)胞:一種能感受紅光,一種能感受綠光,一種能感受藍(lán)光。他們共同刺激大腦產(chǎn)生顏色的感覺。為了確定感受細(xì)胞的靈敏度,CIE在1931年和1964年做了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,2º和10º的感受器是標(biāo)準(zhǔn)化的,分別代表小的和大的觀察范圍。
觀察樣品時(shí)人眼睛聚焦于大的范圍,接近于10º感受器。
目標(biāo)物
CIE定義了光源和觀察器,測(cè)試儀器儲(chǔ)存了他們的光源函數(shù)。目標(biāo)物的光學(xué)特性是需要測(cè)量的變量。
現(xiàn)在的測(cè)色儀器測(cè)量有色樣品所反射的光的數(shù)量。在每一個(gè)光波長(zhǎng)上的測(cè)量所得,稱之為光譜數(shù)據(jù)。
例如,黑色目標(biāo)物對(duì)整個(gè)光譜都不反射任何光(反射率為0﹪),相反,理想的白色樣品反射幾乎所有的光(反射率為100﹪).
所有其它的顏色只選擇性的反射部分光譜中的光。因此,他們都有其不同形狀或軌跡的曲線,這就是光譜曲線。
以下圖形所示為典型的紅色、藍(lán)色和綠色樣品的光譜曲線。
顏色系統(tǒng)
顏色系統(tǒng)把三要素的數(shù)據(jù)結(jié)合起來:光源、觀察器、目標(biāo)物。
這是將顏色和色差數(shù)據(jù)進(jìn)行溝通和文件化的工具。CIE推薦且現(xiàn)已廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)是CIELab系統(tǒng)。
該系統(tǒng)包括兩個(gè)坐標(biāo)軸a*和b*,相互成90º直角,代表色相或顏色。第三個(gè)坐標(biāo)軸是亮度L*.它垂直于a*b*平面。在此系統(tǒng)中,任何顏色都能用坐標(biāo)L*a*b*來表示或者通過L*、C*、hº替代。C*(=彩度)表示顏色的強(qiáng)度或飽和度,同時(shí)色相角hº是表示實(shí)際色相的另一個(gè)形式。
要是顏色達(dá)標(biāo),必須建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),然后產(chǎn)品與該標(biāo)準(zhǔn)相比較;這是典型的客戶/供應(yīng)商之間出現(xiàn)的情形。因此,顏色的溝通是以色差而不是以**值的形式來實(shí)現(xiàn)。通常用總色差,ΔE*,來表示色差。公式:ΔE*=√(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²
可能兩組樣品有相同的ΔE*值,看上去卻完全不同:
為了確定顏色實(shí)際變化,需要用到單項(xiàng)色差ΔL*、Δa*、Δb*或ΔL*、Δc*、ΔH*
下面是色差的計(jì)算和解釋:
可接受的色差值必須在客戶和供應(yīng)商之間取得一致。這些允許差值與要求和技術(shù)能力有關(guān)。
測(cè)色儀器
在工廠里,使用兩種測(cè)量顏色的儀器:45/0光路和積分球光路,如色差儀,分光測(cè)色儀。
如何用您眼睛看來控制顏色
45/0光路是指以45º角圓周照明并以垂直于樣品平面的0º角觀察。圓周照明是在有方向性和有波紋的表面獲得重復(fù)性較好測(cè)量結(jié)果的必要條件。
這是模擬評(píng)估顏色的一般情況。例如,當(dāng)我們閱讀一本光亮的雜志時(shí),會(huì)調(diào)整好角度以避免光澤直接進(jìn)入我們的眼睛。
在視覺上,人眼會(huì)判斷具相同顏料成分而光澤高的樣品比粗糙或有紋理結(jié)構(gòu)(光澤低)的樣品要暗一些。
這就是實(shí)際上45/0測(cè)色儀器所測(cè)量到的:
光澤紋理的差異----色差
在汽車內(nèi)飾板上,您得到兩個(gè)不同紋理結(jié)構(gòu)表面的差異:ΔE*=3
需要與視覺評(píng)估一致的應(yīng)用場(chǎng)合是:
■在生產(chǎn)線上批與批之間的比較■裝配用不同材料生產(chǎn)的多部件產(chǎn)品
控制顏色的色度
積分球光路通過一個(gè)白色內(nèi)壁的積分球來獲得漫反射光照明樣品。阻擋平用來防止光線直接照射到樣品表面。以8º觀察角度來接受測(cè)量結(jié)果。
積分球色差儀器可在兩種不同的測(cè)量條件下運(yùn)作:包含光澤(spin)、不包含鏡向光澤(spex)
在“spin”模式中,測(cè)量的是全部反射光:
漫反射(顏色)+鏡向反射(光澤)
測(cè)量的顏色與樣品的光澤或表面結(jié)構(gòu)無關(guān)。
光澤/紋理的差異*色差
在汽車內(nèi)飾板上您得到兩個(gè)不同紋理結(jié)構(gòu)表面的差異:ΔE*=0
在“spin”模式中測(cè)量應(yīng)用于:與分散時(shí)間相關(guān)的著色力;氣候和溫度相對(duì)顏色的影響;配色。
在“spex”模式中,用光陷阱來排除鏡向反射光(光澤)。這中配置近似于45/0光路。測(cè)量中得到低光澤樣品時(shí),45/0和積分球“spex”的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。因?yàn)楣鉂上葳宀荒芡耆懦R向部分光澤。
小結(jié)
只有在相同條件下的測(cè)量結(jié)果才能比較。因此,在顏色測(cè)試報(bào)告中,以下內(nèi)容需要注意:
■測(cè)色儀器(光路角度)■照明/觀察器■顏色系統(tǒng)■樣品制備
北京時(shí)代山峰科技有限公司提供全系列的臺(tái)式和便攜式分光色差儀來測(cè)量顏色。