比色法(Colorimetry)是“用于量化和描述人体颜色感知的科学和技术。”它类似于分光光度法,但其区别在于它将光谱降低到色彩感知的物理相关性,通常是CIE 1931 XYZ色空间三色值和相关量。

比色法是旨在测量颜色的心理学学科。它将光照下的物理测量与多彩的感知联系起来。

光是一种电磁辐射,只能通过其光谱来完全描述;但只需要从光谱测量得出的三个数值来识别颜色,以便可以在不看到它们的情况下对有问题的灯进行有效的颜色比较。

比色法支持所有需要客观发现的情况下的视觉检查,例如油漆,清漆和污渍的质量控制;在解决供应商和客户之间或制造商之间的模型问题之间的纠纷;并且在需要比视觉评估更高的精度的情况下,如在化学中,或者最近在随后果实在树上成熟的情况下。

研究人类对孤立光刺激的反应的基本比色法是从十九世纪中期开发的。色度研究继续进行更复杂的色差,视觉适应和色彩相互作用研究,以及更复杂的视觉特征,如透明度,光泽度和珠光颜色,其感知与颜色不可分离。

仪器
比色设备与分光光度法中使用的类似。为了完整性也提到一些相关设备。

三色比色计测量颜色的三色值。
分光辐射度计测量光源的绝对光谱辐射率(强度)或辐照度。
分光光度计测量颜色样本的光谱反射率,透射率或相对辐照度。
分光色度计是一种可以计算三色值的分光光度计。
密度计测量通过或被对象反射的光的程度。
色温计测量入射光源的色温。

颜色测量

红色,绿色,蓝色和白色LED的光谱。颜色价对应于指定,光谱中的光是颜色刺激
这里的颜色总是颜色价,即眼睛从颜色刺激中感知的感觉。测量目标不是(物理,光谱)颜色刺激,而是(有效)颜色价。颜色价测量术语不太常见但更准确。原则上根据朗伯 – 比尔定律进行测量,该定律仅在单色测量中实现。因此(尽可能窄)波长间隔被形成和测量。

到目前为止,只有对颜色刺激的仪器检测是可能的;作为色彩系统的色价的期望数字表示因此需要数学装置或合适的材料过滤。换句话说,测量是根据记录光的光谱成分在仪器上进行的,三针吸收的变换(图)通过计算完成。精确映射函数的发现,即色彩空间的设计,是目前仍然存在的色价测量问题。

划界
三个人锥不可避免地提供三种颜色的价值,这些价值将被评估。颜色测量必须是三色价的“感觉导向”测量。其他测量数字的确定,例如纸的白度,碘颜色数,漂白度数或比色法在这里是狭义的,不被理解为颜色测量。类似地,颜色检测不是要分配的颜色测量,因为颜色检测的结果是颜色名称或颜色编号的结果 – 但不是Farbmaßzahl。

测量方法
有各种方法来测量颜色(颜色价)。

平等方法
在这种方法中,通过技术装置将检查样本与一系列已知的标准图案进行比较,或者用眼睛进行视觉比较,直到可靠地建立相等。也可以按比例提供选定的(三种)基本颜色。技术实现是彩色陀螺仪或麦克斯韦式视图。在第一种情况下,测量装置(例如眼睛)的时间分辨率被快速变化削弱,在第二种情况下,通过散焦将原色的空间分布带到(看似)公共表面并被眼睛感知为统一的颜色印象。通常,这种方法使用了正常眼的平等判断,所以它实际上是主观的。昂贵的技术设备的开发已经通过改进的计算技术进行了调整,以支持以下两种方法,但这需要进行计算。

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亮度法(三刺激法)
通过连接适当的彩色滤光片,色彩刺激击中了这样一个接收器,其光谱灵敏度对应于主色谱值。测量元件(光电管,今天的光电二极管)然后测量(理想地)与引脚处的刺激对应的“亮度”。测量值因此对应于色价。根据标准光谱值曲线,最合适的是过滤器。如果以这种方式定义的三个彩色滤光片(或彩色滤光片组合)依次连接,则直接产生三个标准颜色值。先决条件是路德条件得到尊重。测量精度取决于滤色片的光谱组成的调节程度。颜色传感器根据这个原理工作,并且在一个外壳中具有三个光电二极管和三个上游过滤器。

光谱
每种颜色价是所有光谱(单色)颜色价的积分。在可见光的波长范围内测量待检查的光色或体色的光谱(即,相关强度)。对于车身颜色,还必须包含照明灯。经过一百多年连接计算技术的设备开发(分光光度计,光谱仪),功能强大的设备使这一过程成为当今应用最广泛的过程。

进一步评估方法

选择坐标方法
在这种方法中,通过重新评估积分省略了乘法。使用一组制表标准值,在合适的参考点确定光谱测量值。这里,所选择的βλ或τλ被确定,因此这些数值中只有一个是必要的。

辐射分布
另一方面,光源的辐射分布也可以在这个光谱区间内总结和测量。因此,通过测量这些间隔处的颜色刺激来获得颜色值。

彩色米
自20世纪80年代以来,色度计大都是分光光度计,可自动记录光谱曲线,然后对所用芯片上获得的测量值进行必要的整合。当然,测量值的输出可以发生在不同的坐标上(对应于期望的颜色空间)或者也可以作为光谱曲线。通过存储,可以输出彩色原稿和一系列图案之间的色彩间隙。通过转换为不同的(优选标准化的)光线类型,也可以从模板到样本计算同色异谱指数。

三色比色计
在数字成像中,比色计是用于颜色校准的三色设备。准确的颜色配置文件确保整个成像工作流程的一致性,从采集到输出。

光源的绝对光谱功率分布可以使用分光辐射度计来测量,该分光辐射度计通过光学收集光线,然后在通过单色器之前在窄波段中读取它来工作。

可以使用分光光度计(也称为分光反射计或反射计)来测量反射颜色,该分光光度计在给定颜色样品的可见光区域(以及稍微超出)进行测量。如果遵循10纳米增量读数的习惯,400-700纳米的可见光范围将产生31个读数。这些读数通常用于绘制样本的光谱反射率曲线(它反映了多少,作为波长的函数) – 可以提供关于其特性的最准确的数据。

读数本身通常不如其三色值,可以转换为色度坐标并通过色彩空间转换进行操作。为此目的,可以使用分光色度计。分光色度计就是一种分光光度计,它可以通过数值积分(颜色匹配函数的内积和光源的光谱能量分布)来估算三色值。分光色度计与三色比色计相比的一个优点是,它们没有光学滤光片,这些光学滤光片受到制造差异的影响,并且具有固定的光谱透射率曲线 – 直到它们变老。另一方面,三色比色计是专门制造的,更便宜并且更易于使用。

CIE(国际照明委员会)建议在5nm以下使用测量间隔,即使光谱也是平滑的。稀疏测量不能准确表征尖端发射光谱,例如CRT显示器的红色磷光体,如图所示。

色温表
摄影师和电影摄影师使用这些仪表提供的信息来决定应该做什么颜色平衡,以使不同的光源看起来具有相同的色温。如果用户输入参考色温,仪器可以计算测量值和参考值之间的差值,使用户可以选择最接近因素的校正色胶或照相滤光片。

仪表内部通常是硅光电二极管三色比色计。可以通过首先计算CIE 1960色彩空间中的色度坐标,然后找到普朗克轨迹上的最近点,从三色值计算相关色温。

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