顏色怎么測量？顏色是光源照射到物體上，物體對光譜有選擇的反射或吸收，引起人眼視覺感受器的響應(yīng)，從而產(chǎn)生顏色的感覺。顏色測量包括光源色的測量和物體顏色的測量，其測量的根本任務(wù)就是測量待測物體的顏色刺激值。本文對顏色測量的原理、標準化條件、測量方法和測量儀器做了簡要的介紹，對顏色測量知識感興趣的朋友不妨了解一下！
顏色測量的原理：
顏色是光的屬性，是外界光投射到物體上，經(jīng)過顏色物質(zhì)對光有選擇的吸收后，其反射（或透射）光對人眼的輻射作用結(jié)果。人眼只能看到 380～780nm的光，即可見光。人眼對不同波長光的感受性是不一樣的。雖然不同的人對同一外界光刺激的主觀感受不盡一致，但人的生理視覺對可見光的感受卻呈現(xiàn)著共性的規(guī)律。人們根據(jù)這共性規(guī)律，制定了一個“標準人眼”。它是我們在顏色測量和評價中所遵循的生理學(xué)依據(jù)。
現(xiàn)代顏色測量采用 CIE（國際照明委員會）所規(guī)定的一套顏色測量原理、數(shù)據(jù)和計算方法、稱為CIE標準色度學(xué)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)以兩組基本視覺實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。一組數(shù)據(jù)叫做"CIE1931標準色度觀察者”，或叫做“CIE1931-XYZ 系統(tǒng)”；另一 組叫做"CIE1964補充標準色度觀察者”，或叫做“CIE1964－X10Y10Z10系統(tǒng)”，前者適于2°視場的測量，后者適于10°視場的測量，每組數(shù)據(jù)即相當于“標準人眼”，是由三條曲線組成，根據(jù)這三條曲線，我們便可以通過各種手段、測得顏色的三刺激值XYZ（X10Y10Z10）。具體公式為：
式中x（λ）、y（λ）、z（λ）即為“標準人眼”的三條曲線，稱之為CIE光譜三刺激值：φ（λ）為顏色刺激函數(shù)，對于自發(fā)光體（如光源），φ（λ）=S（λ），S（λ）為待測發(fā)光體的相對光譜功率分布：對于透射物體，p（λ）=τ（λ）S（λ），τ（λ）為待測物體的光譜透過率；對于反射物體，φ（λ）=B（λ），B（λ）為待測物體的光譜反射率因數(shù)。式中 K 為常數(shù)。
Se（λ）是所采用的標準照明體的相對光譜功率分布，XYZ（X10Y10Z10）是表征顏色的最基本參數(shù)。它們是假定的理想三原色。測色儀器的目的就是要測出被測對象的XYZ（X10Y10Z10）值，色度學(xué)中其它各種表色數(shù)據(jù)都是由這三個參數(shù)換算而來的。
顏色測量的標準化條件：
1.顏色測量標準照明體
在顏色測量中，光源是至關(guān)重要的，不同的光源照射會得到不同的測量結(jié)果。為了實現(xiàn)顏色測量標準化，CIE推薦了四種標準照明體（A、B、C、D）和標準光源（A、B、C），這樣，人們就可以在共同約定的具有代表性的光源下標定物體的顏色。
為了實際使用方便，CIE在標準照明體D中推薦了三種具有特定相對光譜功率分布的照明體D55、D65、D75作為在光度、色度和顏色測量中的標準日光，其中相關(guān)色溫為6504K的標準照明體D65使用最為普遍。
2.顏色測量照明觀測條件
在測量顏色時，待測物體表面的狀態(tài)、光源入射角以及人眼的觀察角度等的不一致都會影響測量結(jié)果。為了統(tǒng)一測量結(jié)果，CIE規(guī)定了反射物體（不透明物體）測量的四種標準照明和觀測條件：0/45（垂直照射/45°接收）、45/0（45°照射/垂直接收）、0/d（垂直照射/漫反射接收）和d/0（漫射照射/垂直接收）。
測量待測物體顏色時必須滿足這四種條件中的一種。不過此標準照明觀測條件并不適用于透射物體顏色的測量。對于透射物體，測量時直接對待測物體表面垂直方向照明，透射方向探測即可。
3.顏色測量標準色度觀察者
測量待測物體的顏色三刺激值時，要根據(jù)視場要求選用標準觀察者，小于4°的視場選用CIE1931標準色度觀察者，大于4°的視場要選用CIE1964補充標準色度觀察者。這一點很重要，否則可能會造成不必要的混亂。
顏色測量的方法：
顏色測量可以用3種不同的方法：目視法、光電積分法（三刺激值法）和分光光度法。
1.目視法
目視法是一種傳統(tǒng)的顏色測量方法，它是一種完全主觀的評價方法，同時也是最簡單的一種方法。它將被測樣品與標準色樣直接進行人為比對，評價印刷品與標準樣張的顏色差異。其實是一種目視光度測定法，是簡單的定性測量，但是由于觀測人員的經(jīng)驗和心理、生理因素的影響，使得該方法的不確定因素太多，并且無法進行定量描述，從而影響到評估的準確性和可靠性。其最大缺點是不能測出顏色的組成部分。
2.光電積分法
隨著科技的發(fā)展，密度測量已不能滿足印刷或其他行業(yè)的需要，人們越來越意識到色度的重要性，并且現(xiàn)代色度學(xué)的迅速發(fā)展也為光電積分儀器客觀評價顏色奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)國際照明委員會（CIE）色度學(xué)理論，任何一種顏色都可以用一組三刺激值X、Y、Z表示。光電積分法是20世紀60年代儀器測色中采用的常見方法，它不是測量某一波長的色刺激值，而是在整個測量波長區(qū)間內(nèi)，通過積分測量測得樣品的三刺激值X、Y、Z，再由此計算出樣品的色品坐標等參數(shù)。通常用濾光片覆蓋在探測器上，把探測器的相對光譜靈敏度S（λ）修正成CIE推薦的光譜三刺激值X（λ）、Y（λ）、Z（λ）。用這樣的3個光探測器接收光刺激時，就能用一次積分測量出樣品的三刺激值X、Y、Z。濾光片需滿足盧瑟條件，以精確匹配光探測器。
此類型儀器的測色準確度與儀器符合盧瑟條件的程度有直接關(guān)系，儀器不可能完全符合盧瑟條件，因此光電積分式儀器不能精確測量出色源的三刺激值和色品坐標，但能準確測出兩個色源的色差，因而又被稱為色差計。
3.分光光度法
分光光度法又叫測色光譜光度計，它是通過比較樣品反射（透射）的光能量與同樣條件下標準反射（透射）的光能量，得到樣品在每個波長下的光譜反射率，然后利用CIE提供的標準觀察者和標準光源按公式計算，從而得到三刺激值X、Y、Z，再由 X、Y、Z按 CIEYxy、CIELab等公式計算色品坐標x、y，以及CIELab色度參數(shù)等。
它通過探測樣品的光譜成分確定其顏色參數(shù)，不僅可以給出X、Y、Z的絕對值和色差值△E，還可以給出物體的分光反射率值，并可以畫出物體色的分光反射率曲線。它可以測出顏色的組成部分和確定顏色在色表中的位置。因此，被廣泛用于顏色的配色及色彩分析中，采用此類儀器可實現(xiàn)高準確度的顏色測量，故分光式儀器是顏色測量中的權(quán)威儀器。
顏色測量的儀器：
根據(jù)獲得三刺激值的方式不同，測色儀器主要可分為兩大類：分光式測色儀器和光電積分式測色儀器。
1.分光式測色儀器
分光光度計是顏色測量中最基本的儀器，這類儀器不是直接測量顏色的三刺激值本身，其測量顏色的過程主要包括物體反射或透射光度特性，也就是測得物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比，由此根據(jù)CIE標準色度觀察者光譜是三刺激函數(shù)計算出樣品的三刺激值X、Y、Z等色度的參數(shù)。
常規(guī)的測色分光光度計局限在可見光范圍內(nèi)。CIE推薦精度計算，波長間隔為1nm，在大多，數(shù)使用中可取5nm，光譜范圍取360nm～830nm，在大多數(shù)使用中可取380nm~780nm的波段內(nèi)測得各波長的光譜反射（或透射）率。由于這類儀器測得的是最基本的顏色光學(xué)數(shù)據(jù)，它可以用計算的方法靈活地得出物體顏色在各種條件的三刺激值 XYZ。根據(jù)光譜信號采集的方式，分光式儀器可分為單通道掃描式和多通道采集式。
2.光電積分式儀器
光電積分式儀器是模擬人眼的三刺激值特性，用光電積分效應(yīng)，直接測得顏色的三刺激值。
光電積分式顏色測量是在整個測量波長范圍內(nèi)對被測顏色的光譜能量進行一次性積分測量。如果通過三路積分測量分別測得樣品顏色的三刺激值X、Y、Z，那么就能進一步計算出樣品顏色的色品坐標及其他相關(guān)色度參數(shù)。
這類儀器使用顏色濾光片，對所用的光電探測器的光譜響應(yīng)進行濾色修正，使它與 CIE 標準觀察者相一致。同時對照明光源也加以濾色修正，使之符合標準照明體的相對光譜功率分布（實際中均把這兩種濾色修正混成一組來設(shè)計），由于在測量原理和具體元器件精度方面的不足，往往在某些波長上會出現(xiàn)光譜匹配誤差，同時在測量探測器的相對光譜靈敏度時也存在一定的測量誤差，其精度比不上分光式儀器，所以光電積分式儀器對顏色的絕對測量精度不高，但對顏色的相對測量，尤其對中色差測量還是比較常見的。