顏色的測量是對顏色進(jìn)行客觀定量評價的重要手段，想要對顏色進(jìn)行客觀的測量，就需要用到各種類型的顏色測量儀器。但不同類型的測色儀器，其技術(shù)要求是不同的。那么，測色儀器有哪些必要的技術(shù)特點(diǎn)？測色儀儀器的現(xiàn)狀如何？本文為大家做了詳細(xì)的介紹，對測色儀器知識感興趣的朋友可以了解一下！

基于目視比色測色儀器的技術(shù)特點(diǎn)與現(xiàn)狀：

目前已有的測色儀器中，基于目視比色的測色儀器占據(jù)主要位置，此類測色儀器在應(yīng)用與測量精度上都受到以下幾個條件的限制。

1）限定的照明條件

該照明條件能夠在相當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)保持穩(wěn)定，這也就是說要使用光暗室，且光暗室的光譜功率分布應(yīng)該與樣品所需的照明條件一致。當(dāng)樣品需要人工照明時，這個要求既合理又可實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)樣品需要自然光照明時，這個需要就成問題了，因?yàn)樗杏糜谀繙y評估的光源與自然白晝光在光譜功率分布和照度上都極不相同。CIE公布了一種用同色異譜樣品評估白晝光發(fā)生器質(zhì)量的方法，這種方法可以用來對各種不同的光暗室定級。CIE顯色指數(shù)也可用來評估差別極大的人造光源，但卻還沒有相應(yīng)可用于光室的CIE自然光標(biāo)準(zhǔn)光源，CIE標(biāo)準(zhǔn)白晝光照明體（如D50，D65，D75）也僅僅是色度學(xué)中假想的標(biāo)準(zhǔn)照明體。除此之外，周圍場、背景、樣品外形等也受到嚴(yán)格限定。

2）具有一維標(biāo)尺的均色系統(tǒng)

用來作為對比測色的參照樣品應(yīng)當(dāng)具有單色彩變化均勻的特點(diǎn)，這就好比用來測量距離的尺應(yīng)當(dāng)是刻度均勻的一樣。但CIE三刺激值系統(tǒng)和色品坐標(biāo)系統(tǒng)本身不是均色系統(tǒng)，雖然已有顏色科學(xué)家和工程師已開發(fā)出新的顏色空間，提供均勻的視覺間距并與顏色感知相對應(yīng)，但仍然存在各種問題且未被采納為標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)中通過大量樣本建立起來的一維顏色標(biāo)尺樣品本身的顏色就可能和標(biāo)準(zhǔn)的顏色不同，試驗(yàn)樣品不像任何一種標(biāo)準(zhǔn)，也不介于兩個標(biāo)準(zhǔn)之間，因此樣品與標(biāo)準(zhǔn)色之間形成了同色異譜對。在這種情形下，對樣品在標(biāo)尺上的位置做出一個可靠的判斷是非常困難或不可能的，實(shí)際中標(biāo)尺上可能根本沒有這個位置。此時試圖利用單一數(shù)字標(biāo)尺描述顏色可能產(chǎn)生錯誤或誤導(dǎo)。一個普通的例子就是使用一套純黃色的樣品，對偏紅或者偏藍(lán)的樣品的黃度估計就極可能不準(zhǔn)確，這也直接導(dǎo)致基于此原理的儀器只能針對特定顏色色調(diào)的物品。

3）穩(wěn)定的觀察測量操作者

這樣的操作者應(yīng)當(dāng)是對顏色有相當(dāng)鑒別能力的，能夠指出微小顏色差別的大致趨勢，是樣品一比樣品二黃還是樣品二比樣品一紅，只能夠回答兩個顏色有沒有差別是不夠的。雖然一般人具有這個辨別本能，但在相近色的判斷上還需要特定的訓(xùn)練。即使如此，人的主觀差異所導(dǎo)致的測色誤差也是不能忽視的。

據(jù)此可以知道目視測色這一類儀器的局限性：照明條件要求嚴(yán)格，系統(tǒng)誤差不可回避，一種儀器只能測量特定一類的顏色，需要對樣品預(yù)分類而不能自動化檢測，易受主觀因素影響等缺點(diǎn)。

基于光譜法測色儀器的技術(shù)特點(diǎn)與現(xiàn)狀：

除此之外另外一大類儀器則是基于光譜法的測色儀器，這類儀器通過測定物體在可見光范圍內(nèi)（380nm-780nm）的反射或透射譜線、光源的功率譜線，通過 CIE 標(biāo)準(zhǔn)的三刺激值計算公式計算出三刺激值和色品坐標(biāo)。所有測色光譜光度計的主要組成部分是光學(xué)輻射源、一個限定幾何條件的光學(xué)系統(tǒng)、一些分光的組件及探測器將光信號轉(zhuǎn)換成編譯處理的電信號。此類測色儀器由于采用 CIE 標(biāo)準(zhǔn)化的測色計算方法因此在測量精度及測量結(jié)果的表達(dá)方式的上都有顯著優(yōu)勢，但在以下幾個方面都存在缺陷：

（1）在光源上

在光源上，大多數(shù)采用波長范圍在380nm到780nm的恒定光源，使用玻璃濾光器調(diào)節(jié)光譜特性，使之有與 D65光源接近的光譜性能，測量的結(jié)果仍需復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算以處理這些匹配的光源與 D65 光源的差別。

（2）在分光系統(tǒng)上

需要有機(jī)械裝置的分光系統(tǒng)。儀器通常需要采用棱鏡和機(jī)械調(diào)節(jié)的擋板來分離復(fù)合色光，其結(jié)構(gòu)如圖 所示；或者采用機(jī)械轉(zhuǎn)動的干涉轉(zhuǎn)盤來分離色光。

隨著新型檢測器件的出現(xiàn)，也可用COMS或CCD來直接檢測棱鏡色散后色光面，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

不管是那種檢測方法，運(yùn)動的機(jī)械裝置和對精密度要求極高的光學(xué)裝置（棱鏡、積分球）卻增加儀器的復(fù)雜程度和不穩(wěn)定性。

（3）在測量數(shù)據(jù)上

測量數(shù)據(jù)過多，由于需要測量經(jīng)物體反射或者透射后的連續(xù)光譜，因此可能需要幾百個數(shù)據(jù)點(diǎn)（以5nm或1nm為間隔），測量結(jié)果需復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，才能得到顏色參數(shù)，因此這類儀器常帶有高速的MCU或直接使用PC系統(tǒng)，這無疑要增加成本或測色儀器體積。

另外也有人提出用回歸算法實(shí)現(xiàn)顏色的定量測量。但是由于其所需要的樣本庫容量非常大；并且其光源不具有連續(xù)的光譜，在初期測量的過程中就已經(jīng)損失了很多有價值的信息；所以這種方法在定量測量這個方面還沒有能夠得到普便的應(yīng)用。