目前市場(chǎng)已有的測(cè)色儀器按照工作原理可分為基于光譜的測(cè)色儀器和基于目視比較的測(cè)色儀器，前者需要采集物體的連續(xù)光譜特性而機(jī)構(gòu)復(fù)雜，后者因依賴于操作者的主觀判斷而精度不高。本文對(duì)目視比色儀器與光譜測(cè)色儀器的現(xiàn)狀與局限性做了簡(jiǎn)要的分析，對(duì)色度儀器知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下！

目視比色儀器的現(xiàn)狀與局限性：

目視比色儀器在應(yīng)用與測(cè)量精度上都受到以下幾個(gè)條件的限制。

1.限定的照明條件

該照明條件能夠在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，這也就是說(shuō)要使用光暗室，且光暗室的光譜功率分布應(yīng)該與樣品所需的照明條件一致。當(dāng)樣品需要人工照明時(shí)，這個(gè)要求既合理又可實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)樣品需要自然光照明時(shí)，這個(gè)需要就成問(wèn)題了，因?yàn)樗杏糜谀繙y(cè)評(píng)估的光源與自然白晝光在光譜功率分布和照度上都極不相同。CIE公布了一種用同色異譜樣品評(píng)估白晝光發(fā)生器質(zhì)量的方法（CIE 51），這種方法可以用來(lái)對(duì)各種不同的光暗室定級(jí)。CIE顯色指數(shù)也可用來(lái)評(píng)估差別極大的人造光源（CIE 13.3），但卻還沒(méi)有相應(yīng)可用于光室的 CIE 自然光標(biāo)準(zhǔn)光源，CIE 標(biāo)準(zhǔn)白晝光照明體（如D50，D65，D75）也僅僅是色度學(xué)中假想的標(biāo)準(zhǔn)照明體。除此之外，周?chē)鷪?chǎng)、背景、樣品外形等也受到嚴(yán)格限定。

2.具有一維標(biāo)尺的均色系統(tǒng)

用來(lái)作為對(duì)比測(cè)色的參照樣品應(yīng)當(dāng)具有單色彩變化均勻的特點(diǎn)，這就好比用來(lái)測(cè)量距離的尺應(yīng)當(dāng)是刻度均勻的一樣。但CIE 三刺激值系統(tǒng)和色品坐標(biāo)系統(tǒng)本身不是均色系統(tǒng)，雖然已有顏色科學(xué)家和工程師已開(kāi)發(fā)出新的顏色空間，提供均勻的視覺(jué)間距并與顏色感知相對(duì)應(yīng)，但仍然存在各種問(wèn)題且未被采納為標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)大量樣本建立起來(lái)的一維顏色標(biāo)尺樣品本身的顏色就可能和標(biāo)準(zhǔn)的顏色不同，試驗(yàn)樣品不像任何一種標(biāo)準(zhǔn)，也不介于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間，因此樣品與標(biāo)準(zhǔn)色之間形成了同色異譜對(duì)。在這種情形下，對(duì)樣品在標(biāo)尺上的位置做出一個(gè)可靠的判斷是非常困難或不可能的，實(shí)際中標(biāo)尺上可能根本沒(méi)有這個(gè)位置。此時(shí)試圖利用單一數(shù)字標(biāo)尺描述顏色可能產(chǎn)生錯(cuò)誤或誤導(dǎo)。一個(gè)普通的例子就是使用一套純黃色的樣品，對(duì)偏紅或者偏藍(lán)的樣品的黃度估計(jì)就極可能不準(zhǔn)確，這也直接導(dǎo)致基于此原理的儀器只能針對(duì)特定顏色色調(diào)的物品。

3.穩(wěn)定的觀察測(cè)量操作者

這樣的操作者應(yīng)當(dāng)是對(duì)顏色有相當(dāng)鑒別能力的，能夠指出微小顏色差別的大致趨勢(shì)，是樣品一比樣品二黃還是樣品二比樣品一紅，只能夠回答兩個(gè)顏色有沒(méi)有差別是不夠的。雖然一般人具有這個(gè)辨別本能，但在相近色的判斷上還需要特定的訓(xùn)練。即使如此，人的主觀差異所導(dǎo)致的測(cè)色誤差也是不能忽視的。

據(jù)此可以知道目視測(cè)色這一類(lèi)儀器的局限性：照明條件要求嚴(yán)格，系統(tǒng)誤差不可回避，一種儀器只能測(cè)量特定一類(lèi)的顏色，需要對(duì)樣品預(yù)分類(lèi)而不能自動(dòng)化檢測(cè)，易受主觀因素影響等缺點(diǎn)。

光譜測(cè)色儀器的現(xiàn)狀與局限性：

目前市場(chǎng)上已有的測(cè)色儀器中，基于光譜的測(cè)色儀器占據(jù)主要位置，這類(lèi)儀器通過(guò)測(cè)定物體在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（380nm-780nm）的反射或透射譜線、光源的功率譜線，通過(guò)CIE標(biāo)準(zhǔn)的三刺激值計(jì)算公式計(jì)算出三刺激值和色品坐標(biāo)。所有測(cè)色光譜光度計(jì)的主要組成部分是光學(xué)輻射源、一個(gè)限定幾何條件的光學(xué)系統(tǒng)、一些分光的組件及探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成編譯處理的電信號(hào)。此類(lèi)測(cè)色儀器由于采用CIE標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)色計(jì)算方法因此在測(cè)量精度及測(cè)量結(jié)果的表達(dá)方式的上都有顯著優(yōu)勢(shì)，但在以下幾個(gè)方面都存在缺陷：

1.在光源上采用恒定光源

大多數(shù)采用波長(zhǎng)范圍在380nm到780nm的恒定光源，使用玻璃濾光器調(diào)節(jié)光譜特性，使之有與D65光源接近的光譜性能，測(cè)量的結(jié)果仍需復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算以處理這些匹配的光源與D65光源的差別。

2.需要有機(jī)械裝置的分光系統(tǒng)

儀器通常需要采用棱鏡和機(jī)械調(diào)節(jié)的擋板來(lái)分離復(fù)合色光，或者采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的干涉轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)分離色光。隨著新型檢測(cè)器件的出現(xiàn)，也可用COMS或CCD來(lái)直接檢測(cè)棱鏡色散后色光面。不管是那種檢測(cè)方法，運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置和對(duì)精密度要求極高的光學(xué)裝置（棱鏡、積分球）卻增加儀器的復(fù)雜程度和不穩(wěn)定性。

3.測(cè)量數(shù)據(jù)過(guò)多

由于需要測(cè)量經(jīng)物體反射或者透射后的連續(xù)光譜，因此可能需要幾百個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（以5nm或1nm為間隔），測(cè)量結(jié)果需復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，才能得到顏色參數(shù)，因此這類(lèi)儀器常帶有高速的MCU或直接使用PC系統(tǒng)，這無(wú)疑要增加成本或測(cè)色儀器體積。

從這些可以看出，雖然光譜測(cè)色儀器有著精度高的特點(diǎn)，但仍然具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、系統(tǒng)穩(wěn)定性受到限制等缺點(diǎn)，因此這種儀器只能停留在大型分析測(cè)試實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用范圍難以擴(kuò)展。