Колориметрия — это «наука и техника, используемые для количественного определения и описания физического восприятия цвета человека». Он похож на спектрофотометрию, но отличается его интересом к сокращению спектров к физическим коррелятам восприятия цвета, чаще всего значения тристимула цветового пространства CIE 1931 XYZ и связанным с ними величинам.

Колориметрия — это психофизическая дисциплина, целью которой является измерение цвета. Он связывает физические измерения, сделанные на свету, с красочными восприятиями.

Свет — электромагнитное излучение, которое может быть полностью описано только его спектром; но только три числовые величины, полученные из измерений светового спектра, необходимы для идентификации цвета, чтобы можно было провести корректные сравнения цветов вокруг рассматриваемых огней, не видя их.

Колориметрия поддерживает визуальный осмотр во всех случаях, когда желателен объективный поиск, например, при контроле качества красок, лаков и пятен; в разрешении споров между поставщиками и клиентами или между производителями по вопросам модели; а также в случае, когда необходима точность, превышающая точность визуальной оценки, как в химии, так и в последнее время в процессе созревания плодов на дереве.

Основная колориметрия, изучающая реакцию человека на изолированные световые стимулы, была разработана с середины девятнадцатого века. Колориметрические исследования продолжались с более сложным изучением цветовых различий, визуальной адаптации и цветового взаимодействия, а также более сложных визуальных признаков, таких как прозрачность, блеск и перламутр, восприятие которых неотделимо от цвета.

инструменты
Колориметрическое оборудование аналогично используемому в спектрофотометрии. Для полноты также упоминается некоторое связанное с этим оборудование.

Трехцветный колориметр измеряет значения тристимула цвета.
Спектрорадиометр измеряет абсолютное спектральное излучение (интенсивность) или излучение источника света.
Спектрофотометр измеряет спектральный коэффициент отражения, коэффициент пропускания или относительную освещенность цветового образца.
Спектролориметр — это спектрофотометр, который может вычислять тристимульные значения.
Денситометр измеряет степень света, проходящего или отражаемого субъектом.
Цветовой датчик температуры измеряет цветовую температуру осветительного прибора.

Измерение цвета

Спектр светодиодов красного, зеленого, синего и белого. Цветовая валентность соответствует обозначению, свет в спектре является цветовым стимулом
Цвет — это всегда цветовая валентность, ощущение, воспринимаемое глазом от цветового раздражителя. Объектом измерения является не (физический, спектральный) цветовой стимул, а (эффективная) цветовая валентность. Менее распространенным, но более точным является измерение цветовой валентности. Измерение осуществляется в принципе в соответствии с законом Ламберта-Бера, который выполняется только при монохроматическом измерении. Поэтому (как можно более узкие) формируются и измеряются интервалы длин волн.

До сих пор возможно только инструментальное обнаружение цветового стимула; требуемое числовое представление цветовой валентности в качестве цветовой системы требует, таким образом, математического аппарата или подходящей фильтрации материала. Другими словами, измерение производится в соответствии с спектральным составом записанного света, трансформация (рис.) На поглощение трех штифтов производится путем расчета. Нахождение точной функции отображения, дизайна цветового пространства, является в настоящее время все еще существующей проблемой измерения валентности цвета.

демаркация
Три человеческих конуса неизбежно обеспечивают три цветовые валентности, которые должны быть оценены. Измерение цвета должно быть «чувственно-ориентированным» измерением трех цветовых валентностей. Определение других номеров измерений, таких как белизна бумаги, номер цвета йода, номера степени отбеливания или колориметрия, находятся здесь в более узком смысле, чтобы не понимать его как измерение цвета. Точно так же определение цвета не является назначением цвета, так как результат определения цвета имеет название цвета или номер цвета, но не Farbmaßzahl.

Методы измерения
Существуют различные методы измерения цвета (цветовые валентности).

Метод равенства
В этом методе исследуемый образец сравнивается с рядом известных стандартных образцов с помощью технического устройства или визуально с глазом, пока не будет надежно установлено равенство. Также возможно пропорционально выбрать выбранные (три) основные цвета. Техническими реализациями являются цветной гироскоп или максвелловский вид. В первом случае временное разрешение измерительного устройства (например, глаза) подрывается быстрым изменением, во втором случае пространственное распределение основных цветов доводится до (по-видимому) общей поверхности путем дефокусировки и воспринимается глазом как однородное цветовое впечатление. Обычно этот метод использует оценку равенства глаз нормального зрения, поэтому он на самом деле субъективен. Разработка дорогостоящих технических устройств была скорректирована с помощью усовершенствованных вычислительных технологий в пользу следующих двух методов, которые, однако, требуют расчетов.

Метод яркости (метод тристимула)
Цветовой стимул попадает на такой приемник, чья спектральная чувствительность соответствует основным спектральным значениям цвета, подключая соответствующие цветовые фильтры. Измерительный элемент (фотоэлемент, сегодня фотодиоды) затем измеряет «яркость», которая (в идеале) соответствует стимулу на штифте. Таким образом, измеренное значение соответствует валентности цвета. Наиболее подходящими являются фильтры в соответствии со стандартными кривыми спектрального значения. Если три цветовых фильтра (или комбинации цветовых фильтров), определенные таким образом, подключаются один за другим, сразу три стандартных значения цвета. Предпосылкой является то, что условие Лютера должно соблюдаться. Точность измерения зависит от того, насколько хорошо отрегулирован спектральный состав цветовых фильтров. Цветные датчики работают в соответствии с этим принципом и имеют три фотодиода с тремя восходящими фильтрами в одном корпусе.

спектральный
Каждая цветовая валентность является интегралом по всем спектральным (монохроматическим) цветовым валентностям. Спектр (т. Е. Связанные интенсивности) цвета света или цвета тела, подлежащего исследованию, измеряется в диапазоне длин волн видимого света. Для цветов корпуса также должен быть включен освещающий свет. Благодаря более чем ста лет разработки устройств (спектрофотометр, спектрометр) с подключенной вычислительной технологией мощные устройства делают этот процесс наиболее широко используемым сегодня.

Дальнейшие методы оценки

Метод выбора координат
В этом методе умножение опущено переоценкой интегралов. Используя набор стандартизированных табличных значений, спектральное измеренное значение определяется в подходящих контрольных точках. Здесь определяются выбранные βλ или τλ, и поэтому требуется только одно добавление этих числовых значений.

Радиационное распределение
С другой стороны, распределение излучения источника света также можно суммировать и измерить в этом спектральном интервале. Соответственно, значения цвета получают путем измерения цветовых стимулов на этих интервалах.

Цветные метры
С 1980-х годов колориметры являются в основном спектрофотометрами, которые автоматически регистрируют спектральную кривую, а затем выполняют необходимую интеграцию измеренных значений, полученных на используемом чипе. Разумеется, вывод измеренных значений может происходить в разных координатах (соответствующих желаемому цветовому пространству) или также как спектральная кривая. При хранении могут выводиться цветовые промежутки между оригиналом цвета и рядом шаблонов. Преобразуясь в различные (предпочтительно нормированные) типы света, индекс метамеризма также может быть рассчитан от шаблона к образцу.

Тристимулирующий колориметр
При цифровой визуализации колориметры представляют собой тристимульные устройства, используемые для калибровки цвета. Точные цветовые профили обеспечивают согласованность в процессе обработки изображений, от сбора до выхода.

Абсолютное спектральное распределение мощности источника света может быть измерено спектрорадиометром, который работает оптически собирая свет, а затем пропускает его через монохроматор, прежде чем читать его в узких полосах длины волны.

Отраженный цвет можно измерить с помощью спектрофотометра (также называемого спектрорефлектометром или рефлектометром), который измеряет в видимой области (и немного дальше) данного цветового образца. Если соблюден обычай считывания с шагом 10 нанометров, диапазон видимого света 400-700 нм даст 31 показание. Эти показания обычно используются для построения кривой спектрального отражения образца (насколько он отражает, как функцию длины волны) — наиболее точные данные, которые могут быть предоставлены в отношении его характеристик.

Показания сами по себе обычно не так полезны, как их тристимульные значения, которые могут быть преобразованы в координаты цветности и обработаны посредством цветовых преобразований. Для этой цели можно использовать спектрокололиметр. Спектролориметр — это просто спектрофотометр, который может оценивать значения тристимула путем численного интегрирования (внутреннего продукта функций согласования цветов с спектральным распределением мощности источника света). Одно из преимуществ спектроколориметров над тристимулярными колориметрами заключается в том, что они не имеют оптических фильтров, которые подвержены колебаниям производства и имеют фиксированную спектральную кривую пропускания до тех пор, пока они не возрастут. С другой стороны, тристимульные колориметры специально разработаны, дешевле и проще в использовании.

CIE (Международная комиссия по освещению) рекомендует использовать интервалы измерения менее 5 нм даже для гладких спектров. Более низкие измерения не позволяют точно охарактеризовать спектры колючей эмиссии, такие как красный фосфор дисплея ЭЛТ, изображенный в стороне.

Цветной измеритель температуры
Фотографы и кинематографисты используют информацию, предоставленную этими метрами, чтобы решить, какой должна быть цветовая балансировка, чтобы разные источники света имели одинаковую цветовую температуру. Если пользователь вводит эталонную цветовую температуру, счетчик может рассчитать разницу между измерением и эталонной ошибкой, позволяя пользователю выбрать корректирующий цветной гель или фотографический фильтр с самым близким пропущенным фактором.

Внутренне измеритель обычно представляет собой кремний-фотодиодный тристимул-колориметр. Корреляционную цветовую температуру можно вычислить по значениям тристимула, предварительно вычислив координаты цветности в цветовом пространстве CIE 1960, затем найдя ближайшую точку на планковском локусе.