色差儀有哪些測量角度?色差儀的觀察者角度有幾個?
2023-07-04
在顏色的測量過程中,照明光源、觀察者角度及物體的位置三者關(guān)系的變化,都會對顏色測量的結(jié)果產(chǎn)生影響,CIE為了統(tǒng)一色度量值和量值的可比性,對顏色測量的角度和視場角進行了統(tǒng)一的規(guī)定。本文對色差儀測量角度及觀察者角度的類型做了介紹,對顏色測量知識感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀測量角度介紹:
由于物體的表面特性不同,而不同的外界照明和觀測條件會導(dǎo)致物體表面的光譜反射因數(shù)R(λ)不同,從而使得顏色表現(xiàn)各異,于是為了統(tǒng)一色度量值和量值的可比性,必須規(guī)定標準照明和觀測條件。1971年CIE正式推薦了四種用于反射樣品測量的標準照明和測量條件,如下圖所示。
(1)45°垂直(45/0)
照明光束的軸線與樣品表面法線成(45±2)°;觀測方向與樣品表面法線夾角不大于10°,照明與測量光束任意光線與其軸線夾角不超過8°,如上圖a所示。
(2)垂直/45°(0/45)
樣品被垂直照明,光束軸線與樣品表面法線間夾角不超過10°,觀測方向與樣品表面法線成(45±2)°,照明與測量光束任意光線與其軸線夾角不超過8°,如上圖b所示。
(3)漫射/垂直(d/0)
樣品被積分球漫射照明,在樣品的法線方向觀測。觀測方向軸線與樣品法線夾角不大于10°,積分球總開孔面積不超過積分球內(nèi)反射總面積的10%,觀測光束的任一光線與其光軸間夾角小于5°,如上圖c所示。
(4)垂直/漫射(0/d)
樣品被垂直照明,光束軸線與樣品表面法線間夾角不超過10°,積分球總開孔面積不超過積分球內(nèi)反射總面積的10%,觀測光束的任一光線與其光軸間夾角小于5°,如上圖d所示。
同樣,對于透射樣品CIE也推薦了三種標準照明與觀察幾何條件,如下圖所示。
(1)垂直/漫射(0/d)
照明光束光軸與樣品法線夾角不應(yīng)超過5°,照明光束任意光線與其光軸的夾角也不應(yīng)超過5°,接收積分球內(nèi)表面的漫射光線,如上圖a所示。
(2)漫射/漫射(d/d)
以積分球?qū)悠愤M行漫射照明,并用另一個積分球收集透射光,如上圖b所示。
(3)垂直/垂直(0/0)
與0/d類似,測量光束與照明光束幾何結(jié)構(gòu)相同。如圖c所示。
色差儀觀察者角度的類型:
物體的大小會對人眼對顏色的識別產(chǎn)生影響,視角是一種張角,它是通過被觀察對象的大小對人眼形成的。與人眼距離一定的物體,若物體的面積較大,則眼睛形成的張角也較大,物體在視網(wǎng)膜上的像就大,反之像就小。但是,我們用眼睛直接對紡織品的顏色進行評價時,通常觀察的距離(約33cm)是固定的,此時視角的大小由試樣的大小決定。顏色是由人眼的視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所決定的,視角的大小對顏色視覺也有重要的影響,如下圖所示,人眼在觀察近處和遠處物體時的視角。
實驗研究表明:在明亮的條件下,人眼觀察物體時,主要起作用的人眼細胞是椎體細胞,它可以分辨物體的細節(jié),不能分辨物體的輪廓,稱為明視覺。在黑暗條件下,人眼觀察物體時,主要起作用的細胞是桿體細胞,它可以分辨物體的輪廓,不能分辨物體的細節(jié),稱為暗視覺。椎體細胞主要分布在視網(wǎng)膜的中央凹附近,明亮的條件下觀察物體相當(dāng)于觀察遠處的物體,形成了較小的張角。桿體細胞分布在中央凹的外圍,黑暗的條件下觀察物體相當(dāng)于觀察近處的物體,形成了較大的張角。
當(dāng)視場角為2°時,物體的像恰好落在視網(wǎng)膜的中心椎體細胞最密集的區(qū)域。如下圖所示,觀察者的不同視場角,觀察遠處和近處物體時,人眼不同功能細胞起到相對應(yīng)的作用,在視網(wǎng)膜上得以成像。
CIE1931-XYZ標準觀察者的各個參數(shù),都是適用于 2°視場的中央觀察條件(適用10-4°視場),此視場角下觀察物體,主要是人眼的中央凹椎體細胞起作用。故小于 1°的極小視場的顏色觀察和大于40的視場顏色觀察條件,CIE1931-XYZ標準色度觀察者不適用。因此,為了適應(yīng)大視場的顏色觀察,人們在大量實驗的基礎(chǔ)上,又建立了“CIE1964-XYZ 色度學(xué)系統(tǒng)”。
在“CIE1964-XYZ補色色度學(xué)系統(tǒng)”中觀察被測物體,既覆蓋了視網(wǎng)膜中心的椎體細胞,也覆蓋了視網(wǎng)膜中央凹周圍的桿體細胞,它適合于10°大視場。人的眼睛在2°的視場條件下,識別物體顏色的能力較低,在10°的視場條件下,判斷顏色的精度和重現(xiàn)性較高。目前顏色測量大多采用,10°的視場。