顏色是人類視覺系統(tǒng)對光波刺激的反映，但是它并不是光波本身的物理性質(zhì)，而是人眼的生理結(jié)構(gòu)和人的心理活動所產(chǎn)生的。在色度學(xué)中，顏色可以用明度、色調(diào)和飽和度來定量描述。本文對顏色的特性及顏色描述與測量的方法做了介紹，對顏色知識感興趣的朋友可以了解一下！

顏色有什么特性？

顏色可分為彩色和非彩色兩大類。非彩色指白色、黑色和各種深淺不同的灰色。彩色是指白黑系列以外的各種顏色。彩色具有明度、色調(diào)、飽和度等三種特性。彩色光的亮度越高，人眼就越感覺明亮，或者說有較高的明度。彩色物體表，面的光反射率越高，它的明度就越高。色調(diào)是彩色彼此相互區(qū)分的特性。飽和度是指彩色的純潔性?？梢姽庾V的各種單色光是最飽和的顏色。物體色的飽和度決定于該物體表面反射光譜輻射的選擇程度。非彩色光只有明度的差別，而沒有色調(diào)和飽和度這兩種特性。

顏色又可分為光源色和物體色。光源色是由光源發(fā)射的光的顏色，物體色是光被物體反射或透射后的顏色。物體的表面色是指漫反射、不透明物體表面的顏色。

物體的顏色是由光線在物體上被反射和吸收的情況決定的，同時又受光源條件的影響。這里所說的物體指的是自身不發(fā)光，靠光源照明后才能看得見，或顯現(xiàn)顏色的透明物質(zhì)或不透明物質(zhì)。如果它能發(fā)光，就稱它為光源。物體的顏色可以說是物質(zhì)的一種表觀屬性，它有利于人們認(rèn)識物體和區(qū)分物體。既然物體的顏色與照明體的性質(zhì)有關(guān)，因此，也可以把不同物體在同一照明下顯現(xiàn)不同顏色看作是該物體對照明光的調(diào)制作用。這種調(diào)制作用是指物體對照明光的不同光譜成分有不同的反射或吸收，因而從物體表面反射出來的、或透射過來的光已不同于照明光的光譜成分。

從這種觀點(diǎn)出發(fā)，我們可以說，物體的顏色取決于：①光源的光譜成分，可用光源的相對功率P（λ）表示；②物體對光譜的調(diào)制作用，可以用調(diào)制函數(shù)中φ（λ）表示。經(jīng)過物體對光源的調(diào)制后，反射光或透射光的光譜成分變?yōu)镻（λ）·φ（λ）。

根據(jù)光源顏色刺激值計算的公式，物體色的三刺激值可用以下公式計算：

這說明物體的顏色不是固然不變的，當(dāng)光源變化時物體的顏色也在發(fā)生變化。因此，在實(shí)際測色中必須保證測量光源的穩(wěn)定性。

顏色怎么定量描述？

我們見到的顏色，其實(shí)都是在一定條件下才出現(xiàn)的色彩。這些條件，主要可歸納為三項，就是光線、物體反射和眼睛。光和色是并存的，沒有光，就沒有顏色，可以說，色彩就是物體反射光線到我們眼內(nèi)產(chǎn)生的知覺。光的色彩強(qiáng)弱變化，是可以通過數(shù)據(jù)來描述的。我們能見到的光的波長范圍在380至780毫米之間，隨著波長由短到長，出現(xiàn)的色彩是由紫到紅。通過測量物體反射光量的方法，可以很精確地推定兩件物體的顏色是否相同。

（1）顏色刺激

能夠引起顏色知覺得可見輻射的輻通量稱作顏色刺激。

（2）三原色

能夠匹配所有顏色的三種顏色稱作三原色。匹配實(shí)驗表明，能夠匹配所有顏色的三種顏色不是唯一的。人們通常選用紅、綠、藍(lán)作為三原色，其原因是：①用不同量的紅、綠、藍(lán)三種顏色直接混合，幾乎可得到經(jīng)常使用的所有顏色。②紅綠藍(lán)三種顏色恰與人的視網(wǎng)膜上紅視錐綠視錐和藍(lán)視錐細(xì)胞所敏感的顏色相一致。

（3）三刺激值

在顏色匹配實(shí)驗中，與待測色光達(dá)到色匹配所需要的三原色的量。三刺激值不是物理單位，而是用色度學(xué)單位來度量的。對于既定的三原色，每種顏色的三刺激值是唯一的，因而，可以用三刺激值來表示顏色。

（4）光譜三刺激值

在顏色匹配實(shí)驗中，匹配等能光譜色所需的三原色的量。等能光譜是各波長輻射能量相等。

顏色測量的方法：

顏色檢測方法一般包括目視法和測色儀器檢測。其中目視法需要在特定照明條件下肉眼檢測顏色。該方法易受觀察者主觀影響，測量結(jié)果精度不高、測量效率低。而儀器檢測法則可滿足對更高測量精度的追求，于是使用顏色測量儀器逐漸成為顏色檢測的主要方式。根據(jù)檢測原理的不同，可分為分光光度式和光電積分式。

分光光度式是通過測量入射光的光譜特性并對其進(jìn)行分析，計算三刺激值。該方法首先利用光柵將混合光分解成不同波長的光，再通過探測器測量出其強(qiáng)度，從而得到被測量光的光譜。其原理如下圖所示。分光光度式測色儀測量精度高，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高、并且抗干擾能力弱，一般主要用于實(shí)驗研究。

光電積分式測量顏色是通過對被測顏色的光譜能量進(jìn)行積分。此類儀器沒有光柵，也無法測量出光的光譜，入射光需經(jīng)過濾光器被探測器探測，進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換，最后得到的是整體光的積分值，其原理圖如下圖所示。光電積分式測色儀器檢測速度快，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本相對較低，但檢測精度較分光光度式相比較低。無論是光電積分式還是分光光度式測色儀器，都是通過測量待測樣品的反射（或透射）光來對顏色進(jìn)行測量。