在颜色测量的过程中,多种因素会影响颜色测量结果的准确性,例如照明光源、观察者角度等,因此,为了统一颜色测量的标准条件,CIE对颜色测量的光源及几何条件做了相应的规定。本文对颜色测量的标准光源及标准照明几何条件做了介绍。
颜色测量的标准光源:
物体的颜色与照明条件有着密切的关系,同一物体在不同的照明光源下会呈现不同的颜色。为了统一颜色的评价标准,方便色度计算,CIE推荐了几种用于色度学的标准照明体和标准光源,包括标准照明体A,B,C,D65等以及标准光源A和C。
1.标准照明体
标准照明体A:代表1990国际实用温标绝对温度为2856K时的完全辐射体的相对光谱功率分布,其色品坐标落在CLE1931的黑体轨迹上。
标准照明体B:代表相关色温约为4874K的直射阳光,相当于中午的阳光。
标准照明体C:代表相关色温为6774K的平均昼光,近似薄云天空的白光。
标准照明体D65:代表相关色温为6504K的时相昼光,近似平均自然昼光。其他时相昼光如D50,D55,D65等,相关色温分别为5000K,5500K 和7500K。
2.标准光源
标准光源是用人工光源来实现 CIE 标准照明体的相对光谱功率分布,以满足色度学的应用需要。最常用的是标准光源A和C。标准光源A:CIE规定以相关色温为2856K的充气钨丝灯(多采用卤钨灯)来实现;
标准光源C:在标准光源A的前面加上一组戴维斯-吉伯逊(Davis-Gibso)液体滤光器实现。
关于D65光源,目前CIE还没有推荐实现相关色温的D照明体人工光源,实践中一般采用氤灯、荧光灯等模拟D65光源。
标准照明几何条件:
由于物体的表面特性不同,而不同的外界照明和观测条件会导致物体表面的光谱反射因数R(λ)不同,从而使得颜色表现各异,于是为了统一色度量值和量值的可比性,必须规定标准照明和观测条件。1971年CIE正式推荐了四种用于反射样品测量的标准照明和测量条件,如下图所示。
(1)45°/垂直(45/0):照明光束的轴线与样品表面法线成(45±2)°;观测方向与样品表面法线夹角不大于10°,照明与测量光束任意光线与其轴线夹角不超过8°,如图a。
(2)垂直/45°(0/45):样品被垂直照明,光束轴线与样品表面法线间夹角不超过10°,观测方向与样品表面法线成(45±2)°,照明与测量光束任意光线与其轴线夹角不超过8°,如图b。
(3)漫射/垂直(d/0):样品被积分球漫射照明,在样品的法线方向观测。观测方向轴线与样品法线夹角不大于10°,积分球总开孔面积不超过积分球内反射总面积的10%,观测光束的任一光线与其光轴间夹角小于5°,如图c。
(4)垂直/漫射(0/d):祥品被垂直照明,光束轴线与样品表面法线间夹角不超过10°,积分球总开孔面积不超过积分球内反射总面积的10%,观测光束的任一光线与其光轴间夹角小于5°,如图d。
同样,对于透射样品CIE也推荐了三种标准照明与观察几何条件,如下图所示。
(1)垂直/漫射(0/d):照明光束光轴与样品法线夹角不应超过5°,照明光束任意光线与其光轴的夹角也不应超过5°,接收积分球内表面的漫射光线,如图a。
(2)漫射/漫射(d/d):以积分球对样品进行漫射照明,并用另一个积分球收集透射光,如图b。
(3)垂直/垂直(0/0):与0/d类似,测量光束与照明光束几何结构相同。如图c。