色度计测色系统介绍CIE1964XYZ标准色度系统的补充

小夏 科技 更新 2024-03-07

为了统一颜色测量和计算的方法,CIE规定了多个用于颜色测量和计算的标准色度系统,其中常见的有CIE1931RGB标准色度系统、CIE1931XYZ标准色度系统和CIE1964XYZ补充标准色度系统。 鉴于很多朋友对CIE1964XYZ补充标准色度系统了解不多,本文介绍一下测色系统,感兴趣的朋友可以了解一下!

CIE1931标准色度系统建立后,经过多年的实践证明,CIE1931标准色度观察器的数据代表了人眼2°视场的平均色阶特征。 然而,当视场增加到4°以上时,一些研究人员发现,在380 460nm的波长范围内,光谱三刺激值较低。 这是由于视杆细胞的参与和大面积视野条件下窝中黄色素的影响,色觉会发生一定的变化。 在日常生活中观察物体时,视场经常超过2°的范围,因此,为了满足大视场色彩测量的需要,CIE在1964年指定了一套“CIE 1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”,简称为“CIE1964补充标准色度观察器”, 现在更名为“CIE1964标准色度观察器”,这个系统被称为“CIE1964标准色度系统”,也称为10°视场X10Y10Z10色度系统。

从色度体系和色度公式的发展历史来看,1964年以前分别经历了1931CIE-RGB标准比色体系和1931CIE-XYZ比色体系。 但随着科研水平的不断提高和应用的不断扩大,上述两种比色体系的缺点逐渐暴露出来,越来越不适合当前的工程应用和相应标准的确定。 因此,CIE在1964年提出了CIE1964补充标准色度系统,下面将对此进行详细描述

光源(光源颜色)发出的光或光源的光谱能量被物体(物体颜色)反射或透射后进入人眼产生颜色感觉的光称为颜色刺激功能,根据CIE的规定,颜色刺激功能引起的三刺激值为:

其中 X10、Y10 和 Z10 是CIE1964补充标准色度系统的三刺激值。 X10( )Y10( )Z10( ) 是CIE1964补充标准观察器的光谱三刺激。 x10( )y10( )z10( ) 是 CIE 指定的一组值,可以用这组值模拟三条刺激曲线,如下图所示。

考虑到实际的颜色刺激函数往往难以用代数形式准确表示,在实际色度计算中,通常使用求和来近似于上述方程中的积分,即

CIE1964补充标准色度系统之所以取代以前的比色系统,是因为以前的色度系统1931CIE-RGB和1931CIE-XYZ比色系统在视场超过4°时,在380nm和460nm的光谱范围内具有较低的值,这是因为在大视场的观察条件下, 视杆细胞的参与和**窝色素的影响使色觉发生一定的变化。每天观察物体时的视场通常大于 4°。 因此,为了满足大视场色彩测量的需要,CIE推荐一套适合10°视场条件的“CIE补充标准色度观察者光谱三刺激值”,从而形成“CIE1964补充标准色度系统”,相应的光谱三刺激曲线用XN表示, 分别为 YN 和 ZN。CIE1964补充标准色度系统构成了大视场测量的标准,作为未来开发的一系列色差公式的基础,在各种色差公式中不断改进和修订,并得到了广泛的应用。

CIE1964 补充标准色度系统 颜色的测量分为两种类型:物体颜色测量和光源颜色测量,物体颜色和照明条件与物体本身的光谱特性有关,因此实际进入人眼的颜色的刺激函数应该是照明源的相对光谱功率分布与物体本身的光谱特征函数的乘积, 如果它是反光物体,那么:

式中( 和 ( 分别为不透明物体的光谱反射率和光谱辐射系数,在实际测量时可根据几何条件选择使用; p( )为照明器的相对光谱功率分布,一般采用CIE推荐的标准照明器,由被测物体的实际情况确定; (是颜色刺激功能。 标准照明器b、c、d65可用于在日光下观察物体,标准照明器a用于在光照下观察物体时。 在计算三刺激值的公式中,常数 k10 称为归一化系数,计算公式为:

此外,在计算上述三刺激值时,应根据被测颜色的光谱特性和所需的计算精度来确定波长间隔a的选择,一般可以选择的波长间隔为10nm、5nm、1nm等。 在大多数情况下,使用 5nm,可以给出精确的结果。 如果计算精度不高,=10nm就足够了,但是当需要非常精确的计算时,可以使用δ=1nm。

国际标准规定,在测量物体颜色时,应在CIE推荐的标准照明器D65下测量物体。 CIE标准照明器D65是基于大量关于地球上不同地方太阳光光谱辐射探测的数据,总结了一组相对光谱功率分布数据,其相关色温为6500K。 标准照明器 D65 近似于平均自然光,并且同时与水平面上整个天空的散射光和阳光非常吻合。 其相关色温是 6000 k-7000 k 范围内“全球日光”的平均值。 另一方面,“全球日光”通常被认为是从日出后两小时到日落前两小时以及从多云到晴朗的任何地方的天光的平均相对光谱功率分布。 目前,为标准照明器D65开发的实际光源的相对光谱功率分布并不理想,但只要光源、光学系统和检测器在检测物体颜色时的整体光谱响应特性符合标准照明器D65的三刺激值和10°视场配色功能即可。 即满足路德条件

其中 s( 是光源的相对光谱功率分布: sd( ) 是 D65 的相对光谱功率分布; x10( )y10( )z10( ) 是 10° 视场的配色功能; KX、ky、KZ是与波长无关的常数; (是校正前探测器的相对光谱灵敏度; X、Y 和 Z 是仪器专用滤波器的透射率。 根据上式中项之间的关系,模拟了使用D65光源的相对光谱功率函数。 也就是说,用标准A光源测得的色度值与用标准D65光源测得的色度值相同。

广州宝莱发仪器有限公司产品广泛应用于国内印刷、涂料、汽车配件、五金、家电、金标试纸、食品安全、医学检测等行业和科研机构,在行业应用范围不断扩大的同时,公司坚持不懈地进行技术研发和品牌服务,确保公司产品的稳定性, 并致力于为用户提供高品质的技术和技术化的产品和服务。主要为色差计、分光光度计、高光谱相机、标准光源箱、光泽度计、雾度计、测厚仪、分辨率测试卡、图像测试卡、测试软件等配色系统产品提供解决方案。

本文由宝莱发提供,更多详情请见宝莱发色度仪厂家官网。

相似文章

    如何测量色度计的Lab值?如何将色度计的Lab值转换为Lch值?

    色度计是一种用于测量两个颜色样品之间差异的仪器,通常用于检测色差 颜色管理和颜色标准化等领域。其中,实验室值是色度计在测量颜色时得到的色彩空间值,它代表了颜色的亮度 红绿和黄蓝程度。LCH值是Lab值的一种转换形式,它强调对颜色相貌的描述。那么,色度计是如何测量实验室值的呢?首先,我们需要将样品放在...

    为什么要使用色度计进行颜色测量,色度计的优点是什么?

    随着科学技术的发展,色度计作为一种高精度的彩色测量仪器,被广泛应用于各个行业。本文将介绍色度计的基本概念 测量原理和应用,以及色度计的优点。.色度计的基本概念。色度计是一种用于测量颜色的仪器,它可以通过测量物体反射光或发射光的颜色并将其转换为相应的值来实现颜色的精确测量。色度计广泛应用于塑料 涂料 ...

    色差仪测量塑料板的色差,告别肉眼识别误差

    在塑料片材的生产过程中,色差的控制是一个非常重要的环节。传统的色差识别方法主要依靠肉眼,但该方法存在主观性强 准确率低 效率慢等诸多局限性。为了解决这个问题,我们引入了色度计来测量塑料片材的色差。色度计是一种高精度的测量设备,可以快速准确地测量塑料板的色差。它采用先进的颜色测量技术,精确测量塑料片材...

    分光光度计和色度计的区别

    首先,原理不同。分光光度计和色度计的工作方式不同。分光光度计的原理是将白光分解成不同的波长,通过测量样品各波长的反射光或透射光的强度来分析样品的颜色和颜色信息。色度计的原理是将样品的反射光与参考对象 白色和嫩个体或标准色砖等 的反射光进行比较,以获得样品与参考对象之间的差异,并测量样品的色差。 应用...

    为什么色度计校准只测量黑白而不测量彩色?

    色度计是广泛应用于颜色测量和质量控制领域的仪器,可以准确测量两个样品之间的色差。但是,在执行色度计校准时,通常只执行黑白校准而不进行颜色校准。为什么?本文将为您解开这个谜团。首先,我们需要了解色度计的工作原理。色度计通过测量物体表面的反射光来计算颜色值。当光线照射到物体表面时,一部分光被吸收,一部分...