色差儀模拟人眼看色原理


我們知道色差儀(Colorimeter)的研發基礎是人眼看色的過程,科學(science)家研究這個過程使用精密的元器件開發的光學顔色檢測設備。色差儀整个系统就是在模拟眼睛观看颜色的过程,然后经过处理(chǔ lǐ)与分析**终给出数字形式的数值。
人体眼睛是通过(tōng guò)视网膜结构来分辨物体细节(detail)的,主要是与其上面的感光单元的分布有关,所以人们在不同位置(position )看同一个物体时差别可能会很大。这就是为什么色差儀的观察角度和测量(cè liáng)角度是固定就是为了消除在这位置差异引起的色差偏差。在网膜中央靠近光轴的一个很小的区域(成为黄斑直径约为1.5mm)里,分辨能力**高。能分辨的**近两点对眼睛的张角,称为**小分辨角。从表面(appearance)上看人眼的观察视场水平(Level)方向视场角约为160度,垂直方向约为130度,但实际上只有中央视角6~7度一个小范围内才能较清楚地看到物体的细节。色差儀也是根据人眼的这个特点**大的观察视角只有10°、小的2°
又因为眼睛的分辨能力与照明环境有很大的关系,在夜间照明条件比较差的时候,眼睛分辨率能力大大下降。色差儀能直接读取色差数据,一般不能连电脑,不带软件。使用方便、价格便宜,但精度较低。在颜色管理的一般领域使用广泛。所以色差儀(Colorimeter)根据这种情况(Condition)内置标准照明光源,为测量提供一个稳定的环境使其不受照明环境的影响(influence)。
正常的人眼一次可以分辨出多種顔色,這種單波長的色光非常鮮豔,人們稱爲純色。實際看到的色光大多數是有許多中波長的光組成的。比如日光就是有紅到藍的連續光譜(spectrum)組成的。對顔色的感覺是光輻射(Radiation)到視網膜上的錐體細胞作用的結果,由于錐體細胞分布不同,因而不同區域對顔色的感受能力也不同。視網膜中央能分辨各種顔色,由中央向外圍部分過渡,對顔色的分辨能力逐漸減弱,直接對顔色的感覺消失。
觀察(Observed)小市場和大市場的顔色會有不同結果。
眼感受到顔色(colour),不止決定于客觀的刺激,還取決于用眼的什麽位子接受這個刺激。
顔色是外來的光刺激在人的視覺器官産生一種主觀感覺。所以在這種情況下物體的顔色就不僅僅取決于物體本身色彩了,還有光源、周五環境(environment)的顔色以及觀察者的視覺系統(system)有關系。一般來說可見光譜上的各種顔色是隨光強度的增加而有所變化(向紅色或藍色變化)。這種顔色隨光強度變化的現象,叫做貝楚德-樸爾克效應。但在光譜上黃(527nm)、綠(503nm)、藍(478nm)三點基本上不隨光強而變。
人眼對顔色的變化的辨識能力在光譜(spectrum)中不同位置是不同,人眼剛剛能辨識的顔色變化就是顔色辨識的靈敏閥。**靈敏處爲480nm(青)及600nm(橙黃)附近;**不靈敏處爲540nm(綠)及光譜兩端。靈敏處只要波長改變1nm,人眼就能感受到顔色的變化,而多數要改變1~2nm才行。
颜色可分为色彩和非色彩。色差儀能直接读取色差数据,一般不能连电脑,不带软件。使用方便、价格便宜,但精度较低。在颜色管理的一般领域使用广泛。
非色彩指白色、黑色和各種不同深淺的灰色
彩色就是值黑白系列以外的各种颜色。色差儀能直接读取色差数据,一般不能连电脑,不带软件。使用方便、价格便宜,但精度较低。在颜色管理的一般领域使用广泛。
对于理想的完全反射的物体,其反射率为100%,称它为纯白;而对于理想的完全吸收的物体,其发射率为零,称它为纯黑。色差儀(Colorimeter)研发过程中使用理想完全发射和理想完全吸收原理在根据实际情况(Condition)做调整(Adjustment)。
白色、黑色和灰色物體對光譜各個波長的反射和吸收是沒有選擇(xuanze)性的,稱它們爲中性色。
對光來說,非彩色的黑白變化相當于白光的亮度變化,即當白光的亮度非常高時,人眼就感覺到是白色的;當光的亮度較低時,就感覺到發暗或發灰,無光時就是黑色的。
非彩色的特性
可用明度表示:明度是指人眼對物體的明亮的感覺。
影響的因素(factor):
輻射的強度大小(亮度的大小)
一般亮度越大,我们感觉物体越明亮;但当亮度变化很小,人眼不能分辨明度的变化,可以说明度没变,但不能说亮度没变。因为亮度时标准(biāo zhǔn)的物理单位(unit),而明度是人眼的感觉。
人的經驗(experience)
在同樣的亮度情況下,我們可能認爲暗環境(environment)高反射率(例如在較暗環境中的白色書頁)明度比亮環境較低反射率(例如在光亮環境中的黑墨)的物體明度高。
我们分析眼睛观看颜色(colour)的过程其实就是在分析颜色差异仪的工作原理,因为色差儀就是模拟眼睛观看颜色的条件和过程。色差儀根据眼睛看物体颜色的过程,但是其中随光环境和情绪变化的因素剔除,**终提供一个可靠的颜色检测精密仪器。