在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，顏色作為檢測產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，越來越受到人們的重視。目視法作為一種客觀的檢測方法，無法對產(chǎn)品顏色進(jìn)行定量的描述。隨著顏色理論及色度學(xué)的不斷發(fā)展，市面上出現(xiàn)了各種各樣的顏色測量儀器，儀器測色法作為主要測量手段被廣泛使用。本文對顏色測量的一些方法做了詳細(xì)的介紹。

顏色測量的方法——目測法：

目測法是一種古老的基本方法，利用人眼這種最古老的顏色測量工具來觀察比較顏色樣品和標(biāo)準(zhǔn)顏色的差別。人眼對微小的顏色差別有很敏銳的辨別能力，人們長期利用目視比較的來辨別產(chǎn)品的顏色質(zhì)量。目測法通常是在某種的CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體下進(jìn)行，如標(biāo)準(zhǔn)A光源、D65或“北窗光”等。

這種測量方法需要借助于人眼的目視比較，要求操作人員具有豐富的顏色觀察經(jīng)驗(yàn)和敏銳的判斷力，即便如此其測量結(jié)果仍然包含了一些人為的主觀因素，而且工作效率低、精度差，所以隨著顏色科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，這種目視測色方法的應(yīng)用已經(jīng)越來越少了，取而代之的是采用儀器的物理測色方法。

顏色測量的方法——色度計(jì)法：

色度計(jì)包括目視色度計(jì)和光電色度計(jì)兩類。

1.目視色度計(jì)

在目視色度計(jì)中，人眼就是探測元件，故它不可能達(dá)到要模擬標(biāo)準(zhǔn)觀察者在標(biāo)準(zhǔn)照明體照明下觀察到的物體顏色情況，它也就不能達(dá)到很高的精度。在這類儀器中操作者觀察兩個(gè)并置的視場，一個(gè)視場由已知的三原色光混合組成，另一個(gè)視場為待測色，可調(diào)節(jié)三原色光的光度來達(dá)到與待測光相匹配，由三原色的光度量求得待測光的三刺激值。目視色度計(jì)是比較早期的儀器，色度學(xué)的許多基本實(shí)驗(yàn)都是在這類儀器上進(jìn)行的，目前仍廣泛地在各種顏色視覺研究中使用著，但是在工業(yè)上已被光電色度計(jì)所代用了。

2.光電色度計(jì)法

光電積分法就是儀器測色方法中較為常用的方法之一，運(yùn)用這種方法的典型儀器就是光電色度計(jì)。光電色度計(jì)是用一個(gè)光電探測器的光譜響應(yīng)匹配成所要求的CIE標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線或某一特定的光譜響應(yīng)曲線，從而對探測器所接收到的來自被測顏色的光譜能量進(jìn)行積分測量。這種方法是通過直接測量得與顏色得三刺激值呈比例的儀器響應(yīng)數(shù)值，直接換算出顏色的三刺激值。光電積分法獲得三刺激值的方法是由儀器內(nèi)部光學(xué)模擬積分完成的，也就是用濾色鏡來校正儀器光源和探測元件的光譜特性，使輸出的電信號大小正比于顏色的三刺激值。

光電色度計(jì)一般由照明光源、校正濾色器、探測器組成。通常的光電色度計(jì)內(nèi)部的照明光源是普通的白熾燈或鹵鎢燈；光電色度計(jì)的探測器為光電池、光電管等。為了要模擬標(biāo)準(zhǔn)觀察者在標(biāo)準(zhǔn)照明體照明下觀察到的物體顏色情況，色度儀器的總光譜靈敏度必須符合盧瑟條件。盧瑟條件是校正濾色器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。以公式表示如下：

式中S_A（λ）為儀器內(nèi)部光源的光譜分布，S_c（λ）為選定的標(biāo)準(zhǔn)照明體光譜分布；τ_X，τ_Y，τ_Z為三種校正濾色器各自的光譜透射比；x，y，z為選定的標(biāo)準(zhǔn)觀察者的光譜三刺激值：K_X，K_Y，K_Z為比例常數(shù)：γ（λ）為探測器的光譜靈敏度。

如果校正濾色器的光譜透射比滿足盧瑟條件則色度計(jì)的光學(xué)模擬目的就達(dá)到了。儀器各個(gè)探測器測到的電信號值就比例于物體顏色的三刺激值。色度計(jì)的精度與儀器符合盧瑟條件的程度有關(guān)，符合的程度越高，則測量精度就越高。

光電色度計(jì)的校正濾色器的光譜透射特性不可能完全符合盧瑟條件，因此儀器原理上就存在誤差。為此，光電色度計(jì)經(jīng)常要配備多種已知三刺激值的標(biāo)準(zhǔn)樣品來進(jìn)行定標(biāo)。這樣可以減少誤差，提高儀器精度。

采用光電積分法制成的測色儀器已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和控制過程中，這種方法的測量速度很快，也具有適當(dāng)?shù)臏y量精度，但是這類儀器無法測出顏色的光譜組成，而在紡織印染的自動配色等應(yīng)用中必須獲得顏色樣品的光譜功率分布或物體本身的光度特性，因此這時(shí)應(yīng)該采用分光光度法來進(jìn)行顏色的測量。

顏色測量的方法——分光光度計(jì)法：

分光光度計(jì)是顏色測量中最基本的儀器，它是通過測量樣品中的光譜反射性和透射性，也就是測量物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比，再選用CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)觀察者，通過積分計(jì)算求得樣品顏色的三刺激值。

現(xiàn)代的分光光度計(jì)是由照明光源，提供單色光得色散系統(tǒng)和對通過儀器的光輻射進(jìn)行測量的探測器系統(tǒng)組成。通常在儀器內(nèi)部將由色散系統(tǒng)產(chǎn)生的單色光輻射分成樣品光束和參考光束兩條光路。當(dāng)將樣品放在樣品光路內(nèi)時(shí)，兩條光束相等的狀態(tài)被破壞，探測器就檢測到差別，得到該波長上樣品的透射比或反射比，從而得到顏色的三刺激值。

一般，分光光度法可分為光譜掃描和同時(shí)探測全波段光譜兩大類光譜掃描法是利用分光色散系統(tǒng)（單色儀）對被掃描光譜進(jìn)行機(jī)械掃描，逐點(diǎn)測出各個(gè)波長對應(yīng)的輻射能量，由此達(dá)到光譜功率分布的測量。這種方法精度很高，但是測量速度慢，是一種傳統(tǒng)的發(fā)光光度測色方法。為了加快測量速度，提高測色效率，于是便出現(xiàn)了同時(shí)探測全波段光譜的新型光譜光度探測方法。為了同時(shí)探測全波段光譜能量分布，可采用多光路探測技術(shù)和多通道探測技術(shù)。但是，多光路的同時(shí)性只在紅外波段實(shí)現(xiàn)，在可見光區(qū)只能部分實(shí)現(xiàn)。所以，為了探測可見光，通常采用平行探測法，即多通道技術(shù)。

與常規(guī)的用單色儀分光實(shí)現(xiàn)波長掃描的測色系統(tǒng)相比，多通道系統(tǒng)除了具有快速、高效的優(yōu)點(diǎn)之外，還大大降低了對測量對象和照明光源的時(shí)間穩(wěn)定性要求，應(yīng)用快速存?。▽Σ缓嘘P(guān)信息的通道快速跳過）和分組處理（通過將相鄰?fù)ǖ老嗉涌蛇M(jìn)一步改善時(shí)間分辨），在時(shí)間分辨和光譜分辨兩者之間實(shí)現(xiàn)有益的兼顧。目前，國際上作為產(chǎn)品真正用于自動配色的顏色測量系統(tǒng)都是采用多通道技術(shù)。

多通道快速測色系統(tǒng)的照明光源可以采用脈沖式和直流式兩種類型。兩種照明光源的選用各有利弊，只要設(shè)計(jì)合理，應(yīng)用得當(dāng)，都能獲得滿意的結(jié)果。脈沖光源大多采用脈沖氙燈，其光譜功率分布與D₆₅比較接近，它的應(yīng)用大幅度地提高了光源的強(qiáng)度，充分利用了作為光電探測器的列陣圖象傳感器的靈敏度和線性，沒有發(fā)熱問題，有效地改善了測量精度，但是光脈沖地能量波動直接影響系統(tǒng)精度地穩(wěn)定性，特別是系統(tǒng)地長期重復(fù)性。因此，這類儀器地新型產(chǎn)品往往設(shè)計(jì)成雙光路結(jié)構(gòu)，使顏色測量地準(zhǔn)確度和重復(fù)性都非常令人滿意，當(dāng)然其成本要高一些。直流式照明光源通常都采用其色溫接近A光源地鹵鎢燈，由儀器內(nèi)置穩(wěn)壓電源供電，驅(qū)動和控制比較簡單，沒有沖放電過程，連續(xù)測量時(shí)速度更快，光源穩(wěn)定，只需單光路結(jié)構(gòu)加監(jiān)視光源波動的參考通道。但是光源功率的提高將直接導(dǎo)致明顯的光熱效應(yīng)，需對光源進(jìn)行周密的散熱和隔熱考慮，而且由于鹵鎢燈的光譜功率分布更接近A光源，其短波段的能量很小，不利于該光譜區(qū)的測量，從而影響到整個(gè)測色系統(tǒng)的精度，所以這類儀器在自動測色和配色領(lǐng)域中應(yīng)用的越來越少。