色差仪模拟人眼看色原理


我们知道色差仪(Colorimeter)的研发基础是人眼看色的过程,科学(science)家研究这个过程使用精密的元器件开发的光学颜色检测设备。色差仪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。这就是为什么色差仪的观察角度和测量(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。色差仪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。色差仪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**域使用广泛。所以色差仪(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种颜色,这种单波长的色光非常鲜艳,人们称为纯色。实际看到的色光大多数是有许多中波长的光组成的。比如日光就是有红到蓝的连续光谱(spectrum)组成的。对颜色的感觉是光辐射(Radiation)到视网膜上的锥体细胞作用的结果,由于锥体细胞分布不同,因而不同区域对颜色的感受能力也不同。视网膜中央能分辨各种颜色,由中央向外围部分过渡,对颜色的分辨能力逐渐减弱,直接对颜色的感觉消失。
观察(Observed)小市场和大市场的颜色会有不同结果。
眼感受到颜色(colour),不止决定于客观的刺激,还取决于用眼的什么位子接受这个刺激。
颜色是外来的光刺激在人的视觉器官产生一种主观感觉。所以在这种情况下物体的颜色就不仅仅取决于物体本身色彩了,还有光源、周五环境(environment)的颜色以及观察者的视觉系统(system)有关系。一般来说可见光谱上的各种颜色是随光强度的增加而有所变化(向红色或蓝色变化)。这种颜色随光强度变化的现象,叫做贝楚德-朴尔克效应。但在光谱上黄(527nm)、绿(503nm)、蓝(478nm)三点基本上不随光强而变。
人眼对颜色的变化的辨识能力在光谱(spectrum)中不同位置是不同,人眼刚刚能辨识的颜色变化就是颜色辨识的灵敏阀。**灵敏处为480nm(青)及600nm(橙黄)附近;**不灵敏处为540nm(绿)及光谱两端。灵敏处只要波长改变1nm,人眼就能感受到颜色的变化,而多数要改变1~2nm才行。
颜色可分为色彩和非色彩。色差仪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**域使用广泛。
非色彩指白色、黑色和各种不同深浅的灰色
彩色就是值黑白系列以外的各种颜色。色差仪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**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。色差仪(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、黑色和灰色物体对光谱各个波长的反射和吸收是没有选择(xuanze)性的,称它们为中性色。
对光来说,非彩色的黑白变化相当于白光的亮度变化,即当白光的亮度非常高时,人眼就感觉到是白色的;当光的亮度较低时,就感觉到发暗或发灰,无光时就是黑色的。
非彩色的特性
可用明度表示:明度是指人眼对物体的明亮的感觉。
影响的因素(factor):
辐射的强度大小(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。
人的经验(experience)
在同样的亮度情况下,我们可能认为暗环境(environment)高反射率(例如在较暗环境中的白色书页)明度比亮环境较低反射率(例如在光亮环境中的黑墨)的物体明度高。
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,因为色差仪就是模拟眼睛观看颜色的条件和过程。色差仪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。