物体色的产生需要三个要素，即光源、物体和观察者，颜色测量仪器的几何结构也是模拟这种颜色产生过程来设计的，其中包括光源和色光接收器等。在国际标准中，按照光源位置和接收器位置，反射模式颜色测量仪器的测量结构类型有：垂直/45°、45°/垂直、垂直/漫射、漫射/垂直、45°/多角度等。其中现在市面上应用比较广泛的三种结构分别是0°/45°、d/8°和45°/多角度，下面为大家逐一进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！
1.0°/45°测量结构及其特点
0°/45°测量结构示意图如下所示。
这种测量结构以被测样品表面的法线为基准，光源在0°位置，即入射光垂直于物体表面；接收器在与法线呈45°位置，即接收器接收45°位置的反射光。可见由于光源垂直入射，此时镜面反射光与入射光重叠逆向返回；其它散射光中只有45°位置的散射光被接收。所以0°/45°测量结构仪器测量的是特定角度的物体散射光。为了减少样品表面的不均匀性反射对测量稳定性的影响，一般会有多个接收器在45°位置环形排列。
这是最早的颜色测量仪器结构，测量结构相对比较简单，它模拟的是诸如我们日常看书、太阳光下观测物体、光源灯箱内评判色样的情景，如下图所示。
因此这种结构的分光光度仪测量数据与人眼目视观察的结果很接近，即测量数据与目视结果匹配性高。
这种结构可以应用在建筑涂料的颜色检测中，主要原因是这类涂料的光泽不强并且有较好的漫反射性能，单个角度即可反映涂层的颜色特性；而且0°/45°结构的仪器结构简单，价格经济，便于维护。
2.d/8°积分球测量结构及其特点
积分球是一个内壁呈白色的圆球，其内壁有极高的反射和散射性能，广泛用于光源的色度和强度测量。当其用于颜色测量仪器时，球体会有多个开孔。其中之一是测量孔，它与被测物体紧密接触；另外还有一个观测孔，即接收器孔，它在测量孔对面，一般与法线呈8°，用于采集物体的反射光；在与观测孔相对于法线对称地方的开孔，为镜面反射孔，这个孔可以关闭和打开，用来控制镜面反射光的采集与否。这种d/8°积分球测量结构如下图所示。
工作时，光源发光，光线会通过积分球内壁进行完全漫反射，从而这些漫反射光能够从不同方向照射到样品表面，样品进行吸收和反射，其反射的8方向的光被接收器接收进行颜色分析。相对于0°/45°测量结构，其特点之一是其光源为漫反射光源，相当于有无数个点状光源分布于样品周围，而0°/45°结构是单点光源；特点之二是其接收器在8°位置，由于对称位置的镜面反射孔可以关闭和打开，所以可以采集包含镜面反射（SPIN，Specular Included）数据和排除镜面反射（SPEX，Specular Excluded）数据。
包含镜面反射与排除镜面反射光路示意图如下图所示。
按照上图来分析，当光源照射到样品表面后，会发生光的吸收、散射和镜面反射。样品表面的物理状况会影响光的传播，当表面比较光滑时，样品光泽较高，镜面反射光会比较强，散射会比较弱；当表面比较粗糙时，样品光泽较低，镜面反射光会比较弱，散射会比较强。所以对于相同材质的样品，若只是光泽差异，在包含镜面反射状态下测量结果是一致的（即1+2=2+1），这时其反映的是材质本身的颜色，称之为真实色；但在排除镜面反射状态下，样品间的差异会比较大（1≠2），数据反映的是材质和表面物理状况的综合变化，称之为表观色，此状态下与人眼的视觉效果更为接近。
可见包含镜面反射数据与排除镜面反射数据的差异主要是由镜面反射光造成的，而镜面光的强弱取决于样品的光泽高低，所以样品的光泽大小影响包含镜面反射与排除镜面反射数据的差异大小。
3.多角度测量结构及其特点
多角度测量结构是由于新材料的发明和应用而产生的，现在市场普遍应用的是五角度测量分光光度仪，其光路结构如下图所示。
光源位于与法线呈45°的位置，共有五个接收器，这五个接收器分别与镜面反射线呈15°、25°、45°、75°和110°。其比单角度结构仪器多了四个接收器，测量的是不同角度的散射光。
随着干涉颜料的研发和应用，最新的ASTM标准中推荐增加另外一个接收器和第二光源：除了上述五个角度的接收器外，增加了一个-15°接收器，如下图所示。
除了上述45°位置光源外，在15°位置增加了一个新的光源，此时与镜面反射呈15°和-15°位置的接收器接收计算颜色数据，如下图所示。
这样，45°照明时，从镜面反射算起，有-15、15°、25°、45°、75°、110六个接收器；15°照明时，从镜面反射算起，有-15°、15°两个接收器。为了区分这些角度，依次将其表示为：45as-15，45as1 5，45as25，45as45，45as75，45as1 10，15as-15，15asl5，as之前的数字表示光源与法线的角度值，as之后的数字为接收器与镜面反射光的角度值（aspecular）。一般的金属效果颜料在不同角度观测时其主要变化为明度值的变化，其色相基本不变；而且当改变光源角度时，其基本颜色特性并无改变。而对于干涉型涂料，当观测角度发生变化时，除了明度发生变化外，其色相也发生变化，特别是在-15°和15°附近位置；而且当光源位置发生变化时，-15°和15°位置的色相会有显著变化，新增的光源和角度主要是测量干涉性颜料和材料的这种特殊变色效果。
多角度结构颜色检测仪器主要应用于特殊效果涂料的颜色检测。普通涂料色板或者素色漆色板在不同的方向观测其颜色变化很小，而特殊效果涂料色板在不同方向观测时其颜色变化很大，而只有用多角度分光光度仪才能测量出这种随角异色的现象。
