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色彩和光的知識-選擇分光測色計的基本知識

發布時間：2019-10-30

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色彩和光的知識

如同

所說，三刺激值色差計有相對價格低廉，外形小巧，出眾的靈便性以及操作簡便的特點。它可以很方便地測得三刺激值。但是色差計卻不適合用于例如反射率光譜及色強度等復雜的色彩分析中。
分光測色計具有高精度性和不斷增加的多功能性。由于它可以測得每一波長下的反射率曲線，因此更適用于復雜的色彩分析。當然，分光測色計價格也比色差計更為昂貴。在選擇不同類型儀器前，您必須考慮到在應用領域里對色彩精度的要求到底有多高。


	色差計主要用于生產線及產品檢查中的色差測量。


	分光測色計通常用于實驗室和產品開發研究中的高精度色彩分析和管理。

物體顏色會隨著觀察條件，檢查角度及照明角度不同而變化，這在第I部分第2頁中已有說明。當一臺儀器測量樣品時，光源射向樣品的角度以及傳感器接收光線的角度，我們稱之為幾何光學結構。

單向照明系統
這是從一個方向提供照明的方式。在45/0結構中，樣品表面被來自45度角的線形光照射，反射光被固定位置（0度）傳感器接收。 0/45結構中，樣品表面由固定位置（0度）線形光提供照明并由45度的傳感器接收反射光。

積分球散射照明系統

這種系統利用一個積分球，使光線從各個方面均勻地射向樣品表面。（積分球是一個內表面涂有如硫酸鋇這樣的白色物質，能使光線均勻漫射的球形裝置）。一臺d/0結構儀器利用漫射照射樣品并在固定角（0度）接收反射光線。一臺0/d結構儀器從0度角照明樣品并接收從各個方向來的漫射光線。（+/-5度角內的鏡面反射光可利用SCE/SCI功能來排除或包含在內。）


即使物體由相同材質構成，但由于表面光澤度的不同，也會使顏色看起來有所變化。例如，當平滑光亮的藍色樣品表面被沙紙摩擦后，為什么藍色就顯得暗淡一點了呢？

	當彈性小球被投向墻面并反彈回來時，其角度是一樣的。同樣道理，由于光源照射產生從相同角度不同方向反射回來的光線，我們稱為鏡面反射光，因為光線就像是被鏡子反射回來的一樣。那些不是由于鏡面反射而是向各個方向散射的光線，我們稱之為漫射光。鏡面反射光與漫射光的和就是我們說的反射光。

	在光滑高亮的物體表面上，鏡面反射光相對就更強一些而漫射光弱一些。在那些低光澤度的粗糙表面上，情況則相反。當我們在鏡面反射角位置觀察表面光滑的藍色塑料物體時，物體就顯得不那么像藍色，這是因為光源產生的鏡面反射光被添加到了物體顏色里。通常來說人們在觀察物體顏色時都忽略鏡面反射光的。因此，在測量這類樣品時，為了能使數據和物體看上去的一樣，必須排除鏡面反射光而只測漫射光。一個物體的顏色呈現出不同，就是因為我們觀察到的鏡面反射光含量不同。

	我們已經明白了，由于人們只觀察漫射光的緣故，當物體表面條件發生變化時，顏色會呈現出不同。但是，由于物體本身材質都一樣，因此物體的顏色不應該有變化。我們怎樣才能得到材質本身的顏色呢？鏡面反射光和漫射光的含量是根據物體表面情況而定的。但在材料和顏色一定的條件下，兩種光的總量總是一樣的。因此，當表面光滑的藍色塑料樣品被磨粗糙后，鏡面反射光含量減少了而漫射光含量增多了。這就是為什么我們需要測量全部反射光（鏡面反射光與漫射光的和）。
第III部分1頁圖24中，條件3(SCE)和條件4(SCE)中的光井位置顯示了在測量樣品時，如何排除鏡面反射光。若如條件5(SCI)和條件6(SCI)中所示，用球體取代光井后，測量樣品時將包含鏡面反射光。排除鏡面反射光的測量顏色的方法稱之為SCE(Specular Component Excluded)。包含鏡面反射光的測量顏色的方法稱之為SCI (Specular Component Included)。在SCE測量模式中，鏡面反射光被排除在外面只測漫射光。這樣測出的值與觀測者看上去的物體顏色是相當的。當使用SCI模式時，測量過程中鏡面反射光與漫射光會被一起包含進去。這樣測得的值是物體整體客觀顏色，而與物體表面條件無關。當我們選擇儀器時，這些標準必須考慮到。有些儀器也可同時測量SCE和SCI模式下的值。


	SCE方式非常適用于檢驗生產線上的樣品是否符合視覺顏色標準。


	SCI方式非常適用于如利用計算機配色系統（CCM）調整色母粒到生產需要水平。


	當你看到熒光色時，雖然色彩不是真正的光源，但會顯得它本身在發光一樣。當光線射向熒光物質時，光線會被物質所吸收，再以光譜范圍內另一波長的可見光形式釋放，通常是比原來波長更大。如第II部分2頁中提到的，可見光波長范圍是從380nm到780nm。舉例來說，熒光物質吸收360nm波長的光線再以420nm波長的光線釋放，這樣，測量值中420nm這點波長的反射率或許會超過100％。由于更多數量的光線變為可見光，因此人眼感覺就像物體本身在發光。測量不含熒光的物質的樣品時，分光濾鏡位置可以在光源和樣品之間或樣品和接收之間。但在測量含有熒光物質的樣品時，為了符合人眼感觀視覺，分光濾鏡必須在樣品和接收之間，只有這樣，才能使整個光源光譜照射在樣品上。因此在用分光測色計測含熒光物質的樣品時，必須保證光源的光譜能量分布包含有紫外光范圍。

	為了達到色彩絢麗的效果，許多涂料特別是汽車用方面涂料都使用了染色劑與金屬粒薄片相混合的方法。在金屬漆中，由于金屬薄片的作用，光線會向各個方向反射，雖然它們一般來說都是同方向線性排列的。圖25中表明了在金屬漆中鏡面反射光與漫射光是如何相互作用的。由于有金屬薄片引起的不同方向的鏡面反射光的作用，使人眼看到的物體顏色也有所不同。在一個接近金屬片作用下的鏡面反射光的角度觀察時，我們會看到高亮度的顏色。在一個金屬薄片未影響的角度下，我們則看到了較暗的顏色。總之，用分光測色計測量金屬色時，在多角度下測量取值是很有必要和有效的。

	你曾見過這樣的房間嗎，在房間中存在這樣的現象：在暗黑或紫色燈照耀下的房間內，白色襯衫、襪子或墻上的裝飾圖案會顯得特別亮，就像在發光一樣。
類似這樣的地方是由一種稱為“黑光”的光源提供照明的。黑光是一種遠離可見光光譜范圍波長的光源，用來照明含熒光物礦石等。事實上，黑光釋放的能量在紫外光范圍內。物體中被添加的熒光物質吸收黑光的能量并以可見光形式重新釋放。在黑光的照射下，物質就會顯得在發光一樣。當一個物體將可見光范圍內所有波長光線以近100％的反射率反射出來，它顯現出來的就是白色。但是，如果物體對藍色波長段反射少一些的話，物體就會顯得偏黃。在許多情況下會使用熒光物質（有時是光學增亮結構）。這些熒光物質增強了藍色波長段的反射率從而使物體顯得白一些。所以，白色襯衫在日光下顯得很白而在黑光下看上去像在發光。在白色襯衫重復洗滌后就會變得偏黃，這并不是因為衣服上粘附了黃色而是因為熒光物質被逐漸洗去，衣服的原始顏色重又顯露出來了。通常的做法是使用含有熒光物質的清洗劑洗滌衣服而使衣服重新亮白。