颜色测量有何具体的意义？颜色测量仪器的现状是怎样的？

对于塑料、纺织等有色行业来说，颜色的测量是保证产品外观品质的重要手段，有利于提升产品在同行业中的竞争力，增加经济效益。而颜色测量仪器是进行颜色测量的重要工具，是颜色传统的重要载体。本文对颜色测量的意义及颜色测量仪器的现状做了分析，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

颜色测量的具体意义：

颜色是自然界物质的最主要的客观属性之一。长期以来对颜色的描述限于主观词汇表达，对颜色是否具有客观性在历史中也存在过争论。随着近代科学的发展，特别是自80年来色度学的发展，给颜色的标准化提供了条件。现在CIE主要的颜色理论与标准已经被采纳为IEEE标准，这为颜色的精确测量提供了理论基础。

随着社会的发展，环境、食品安全问题已引起了人们的高度重视，实时、便捷、定量的标准化颜色检测技术和测色仪器的开发应用不仅具有很大的社会意义，同时也是国民经济中一个新的增长点。在环境、食品分析中，通过颜色的测定也是实现产品质量的检验和对污染物的定量分析的常用手段。如饮用水色度是国家生活饮用水标准规定的监测指标，1985年国家就发布了生活饮用水卫生标准（卫生部GB5749-1985），力求对饮用水的颜色标准进行规范。又如发布食用大豆油国家标准（GB1535-2003），对不同等级油品质量进行颜色限定。但这些国家标准普遍推荐目视比色法（铂古比色法、罗维朋比色法等）作色度测量，测定结果准确度差，而且与国际标准颜色单位也不一致。

近些年随着医疗，卫生事业的飞速发展，特别是医疗美容行业的发展使颜色检测广泛的应用到这些领域。口腔医院对需要换牙的病人都会进行牙齿颜色的检测和配色，美容行业需要对人脸部皮肤的颜色进行精密的检测。另外颜色检测在建筑行业，图象分析与处理等领域都有非常广泛的应用。颜色正逐渐成为像温度这样的可以方便检测和定量标定的物理量。

目视比色测色仪器的现状：

1.限定的照明条件

该照明条件能够在相当的时间内保持稳定，这也就是说要使用光暗室，且光暗室的光谱功率分布应该与样品所需的照明条件一致。当样品需要人工照明时，这个要求既合理又可实现，但当样品需要自然光照明时，这个需要就成问题了，因为所有用于目测评估的光源与自然白昼光在光谱功率分布和照度上都极不相同。CIE公布了一种用同色异谱样品评估白昼光发生器质量的方法，这种方法可以用来对各种不同的光暗室定级。CIE显色指数也可用来评估差别极大的人造光源，但却还没有相应可用于光室的CIE自然光标准光源，CIE标准白昼光照明体（如D50，D65，D75）也仅仅是色度学中假想的标准照明体。除此之外，周围场、背景、样品外形等也受到严格限定。

2.具有一维标尺的均色系统

用来作为对比测色的参照样品应当具有单色彩变化均匀的特点，这就好比用来测量距离的尺应当是刻度均匀的一样。但CIE三刺激值系统和色品坐标系统本身不是均色系统，虽然已有颜色科学家和工程师已开发出新的颜色空间，提供均匀的视觉间距并与颜色感知相对应，但仍然存在各种问题且未被采纳为标准。实验中通过大量样本建立起来的一维颜色标尺样品本身的颜色就可能和标准的颜色不同，试验样品不像任何一种标准，也不介于两个标准之间，因此样品与标准色之间形成了同色异谱对。在这种情形下，对样品在标尺上的位置做出一个可靠的判断是非常困难或不可能的，实际中标尺上可能根本没有这个位置。此时试图利用单一数字标尺描述颜色可能产生错误或误导。一个普通的例子就是使用一套纯黄色的样品，对偏红或者偏蓝的样品的黄度估计就极可能不准确，这也直接导致基于此原理的仪器只能针对特定颜色色调的物品。

3.稳定的观察测量操作者

这样的操作者应当是对颜色有相当鉴别能力的，能够指出微小颜色差别的大致趋势，是样品一比样品二黄还是样品二比样品一红，只能够回答两个颜色有没有差别是不够的。虽然一般人具有这个辨别本能，但在相近色的判断上还需要特定的训练。即使如此，人的主观差异所导致的测色误差也是不能忽视的。

据此可以知道目视测色这一类仪器的局限性：照明条件要求严格，系统误差不可回避，一种仪器只能测量特定一类的颜色，需要对样品预分类而不能自动化检测，易受主观因素影响等缺点。

光谱测色仪器的现状：

光谱测色仪器通过测定物体在可见光范围内（380nm-780nm）的反射或透射谱线、光源的功率谱线，通过CIE标准的三刺激值计算公式计算出三刺激值和色品坐标。所有测色光谱光度计的主要组成部分是光学辐射源、一个限定几何条件的光学系统、一些分光的组件及探测器将光信号转换成编译处理的电信号。此类测色仪器由于采用CIE标准化的测色计算方法因此在测量精度及测量结果的表达方式的上都有显著优势，但在以下几个方面都存在缺陷：

1.光源上

在光源上，大多数采用波长范围在380nm到780nm的恒定光源，使用玻璃滤光器调节光谱特性，使之有与D65光源接近的光谱性能，测量的结果仍需复杂的数学运算以处理这些匹配的光源与D65光源的差别。

2.分光系统上

需要有机械装置的分光系统。仪器通常需要采用棱镜和机械调节的挡板来分离复合色光；或者采用机械转动的干涉转盘来分离色光。随着新型检测器件的出现，也可用COMS或CCD来直接检测棱镜色散后色光面。不管是那种检测方法，运动的机械装置和对精密度要求极高的光学装置棱镜、积分球）却增加仪器的复杂程度和不稳定性。

3.测量数据上

测量数据过多，由于需要测量经物体反射或者透射后的连续光谱，因此可能需要几百个数据点（以5nm或1nm为间隔），测量结果需复杂的数学运算，才能得到颜色参数，因此这类仪器常带有高速的MCU或直接使用PC系统，这无疑要增加成本或测色仪器体积。

从这些可以看出，虽然光谱测色仪器有着精度高的特点，但仍然具有结构复杂、成本高、系统稳定性受到限制等缺点，因此这种仪器只能停留在大型分析测试实验，应用范围难以扩展。