在色度學(xué)中，顏色的測量包括多個(gè)色度指標(biāo)，我們常見的就有三刺激值、色品坐標(biāo)等。而想要準(zhǔn)確的測量顏色的這些色度指標(biāo)，就需要統(tǒng)一顏色測量的標(biāo)準(zhǔn)條件。本文對顏色測量的色度指標(biāo)類型及顏色測量的標(biāo)準(zhǔn)條件進(jìn)行了介紹，對顏色測量知識感興趣的朋友可以了解一下！

顏色測量的色度指標(biāo)：

1.三刺激值

色刺激的CIE三刺激值是通過色刺激函數(shù)φ（λ）乘以CIE色匹配函數(shù)，并將乘以在整個(gè)可見光譜范圍（即λ的范圍）內(nèi)積分起來而得到的，色刺激函數(shù)φ（λ）表明光源下每個(gè)波長的能量從樣品上反射回來的數(shù)量，即：

其中：x（λ），y（λ），z（λ）為標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的色匹配函數(shù)，代表匹配一種顏色需要R，G，B的比例；k為調(diào)整因子，其值可任意設(shè)定。在實(shí)際計(jì)算中用求和代替積分，即：

式中的色刺激函數(shù)φ（λ），又以下幾種情況而定：對光源或照明體：φ（λ）= S（λ）

對反射物體色：φ（λ）= R（λ）S（λ）

對透射物體色：φ（λ）= τ（λ）S（λ）

其中：S（λ）為電源或照明體的相對光譜功率分布；R（λ）為物體色的光譜反射比ρ（λ）（垂直/漫射，照明觀察條件下），或?yàn)槲矬w色的光譜輻射度因數(shù)β（λ）（漫射/垂直或45/0、0/45照明觀察條件下）；τ（λ）為物體色的光譜透射比。

根據(jù)CIE推薦的新國際色度學(xué)系-1931CIE-XYZ系統(tǒng)，又稱為XYZ國際坐標(biāo)制，通過對R，G，B進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成三刺激值，其轉(zhuǎn)換如下式所示：

2.色品坐標(biāo)

以三原色R，G，B為坐標(biāo)軸可組成一個(gè)空間，稱為色空間。在三維空間中描繪光譜軌跡不夠方便，為此用三刺激值在總量中的相對比例來作為顏色的色品坐標(biāo)值，如下式所示：

顏色測量的標(biāo)準(zhǔn)條件：

我們不能在各種各樣的照明和觀察幾何條件下評價(jià)顏色，所以對顏色的觀察和計(jì)量應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的條件下進(jìn)行。

1.標(biāo)準(zhǔn)照明條件

標(biāo)準(zhǔn)照明體是由CIE規(guī)定射在物體上的一個(gè)特定的相對光譜功率分布。由于物體的顏色與入射光有直接的關(guān)系，各種各樣的光源為顏色測量和顏色傳遞帶來很大困難，為了在統(tǒng)一的光源下進(jìn)行顏色測量和顏色評價(jià)，國際照明協(xié)會（CIE）規(guī)定了幾種具有特定的相對光譜功率分布的照明體，包括：

（1）標(biāo)準(zhǔn)照明體A：根據(jù)國際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定的絕對溫度為2856K的完全輻射體。

相當(dāng)于鎢絲燈光。

（2）標(biāo)準(zhǔn)照明體B：代表太陽直射光。

（3）標(biāo)準(zhǔn)照明體C：相關(guān)色溫約為6774K的平均晝光。

（4）標(biāo)準(zhǔn)照明體D：典型晝光或重組晝光，如D65——相關(guān)色溫約為6504K的平均晝光；D55——相關(guān)色溫約為5503K的平均晝光；D75——相關(guān)色溫約為7504K的平均晝光。

2.標(biāo)準(zhǔn)觀測幾何條件

CIE推薦了不透明樣品的色度測量標(biāo)定應(yīng)符合下述照明和觀測條件中的一種：

（1）45°/垂直（縮寫為45/0）

樣品被一束或多束光照明，照明光束的軸線與樣品表面的法線成45°±2°。觀測方向和樣品表面法線間的夾角不應(yīng)超過10°，照明光束的軸線和任一跳光線間的夾角不應(yīng)超過8°。在觀測光束方面遵守同樣的限制。

（2）垂直/45°（縮寫為 0/45）

樣品被一束或多束光照明，照明光束的有效軸線與樣品表面的法線成45°之間的夾角不應(yīng)超過10°，在與法線成45°±2°的角度下觀測樣品。觀測方向和樣品表面法線間的夾角不應(yīng)超過10°，照明光束的軸線和任一跳光線間的夾角不應(yīng)超過8°，在觀測光束方面遵守同樣的限制。

（3）漫射/垂直（縮寫為 d/0）

樣品被積分球漫射照明，觀測光束的軸線和樣品表面的法線之間的夾角不應(yīng)超過10°。觀測軸線和任意觀測光線間的夾角不應(yīng)超過5°。

（4）垂直/漫射（縮寫為 0/d）

樣品被一束光照明，照明光束的軸線與樣品表面的法線成的夾角不應(yīng)超過10°。用積分球收集反射通量。照明光束的軸線和任一光線的夾角不應(yīng)超過5°。積分球可以是任意直徑的，只要開孔部分的總面積不超過球內(nèi)反射整球面積10%。

顏色測量儀器種類：

傳統(tǒng)的色度儀器有兩種不同的方法：分光光度法和光電積分法（三刺激值法）。

分光光度法主要測量物體反射的光譜功率分布或物體本身的光度特性，然后再由這些光譜測量數(shù)據(jù)通過計(jì)算的方法求得物體在各種標(biāo)準(zhǔn)光源和標(biāo)準(zhǔn)照明體下的三刺激值。分光光度法利用分光光度計(jì)測量光源的相對光譜功率分布或物體的光度特性，是一個(gè)純粹的物理測量過程。

光電積分法是通過把探測器的光譜響應(yīng)匹配成所要求的CIE標(biāo)準(zhǔn)色度，觀察光譜三刺激值曲線，或觀察某一特定的光譜響應(yīng)曲線，來對被測量的光譜功率進(jìn)行積分測量。光積分法并非測量物體的某一波長的色刺激值，而是在整個(gè)測量波長區(qū)間內(nèi)進(jìn)行一次積分測量。

但運(yùn)用分光光度法需要對380~780nm范圍內(nèi)5nm間隔波長掃描，約需耗時(shí)1min，若1nm間隔波長掃描則需耗時(shí)5min，并且如果對一幅m×n像素的影像進(jìn)行測試，需要逐點(diǎn)波長掃描，耗時(shí)將達(dá)m×n×5min，速度較慢不能適應(yīng)快速測量影像，而且當(dāng)光線波長調(diào)整幅度較大時(shí)，需稍等數(shù)分鐘才能工作，因?yàn)楣怆姽苁芄夂螅栌幸欢雾憫?yīng)時(shí)間；光電積分法測量速度與分光光度法相比，速度快，也具有適當(dāng)?shù)臏y量精度。但測色儀器的光探測器一般為硅光電二極管，在要求儀器具有較高靈敏度的場合下，往往成本較高，而且也有儀器難于校準(zhǔn)的問題。