色差儀和分光測色儀是色彩管理中最為常用的兩類測色儀器,都可以對(duì)顏色進(jìn)行量化,并給出顏色之間的差異值,以此來對(duì)色彩進(jìn)行傳遞和管理。那么,色差儀和分光測色儀的區(qū)別是什么?下文對(duì)此做了分析。
色差儀是模擬人眼的三刺激值特性,用光電積分效應(yīng),直接測得顏色的三刺激值。這類儀器使用顏色濾光片,對(duì)所用的光電探測器的光譜響應(yīng)進(jìn)行濾色修正,使它與CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者相一致。同時(shí)對(duì)照明光源也加以濾色修正,使之符合標(biāo)準(zhǔn)照明體的相對(duì)光譜功率分布(實(shí)際中均把這兩種濾色修正混成一組來設(shè)計(jì)),光電積分式儀器其總的光學(xué)條件應(yīng)符合盧瑟條件。
在實(shí)際的濾色修正中,我們不可能做到儀器完全符合盧瑟條件,只能近似符合。近似的程度決定了儀器的精度。光電積分式儀器在測量原理上存在誤差,其精度自然比不上分光式儀器。
這類儀器一般都由光源、探測器、數(shù)據(jù)處理器和輸出單元幾部分組成。光源多為穩(wěn)定性光源,較多使用的是鹵素?zé)?。探測器為三個(gè)或四個(gè)經(jīng)過濾色修正的硅光電池或光電管。在結(jié)構(gòu)形式上一般有臺(tái)式和便攜式兩種。由于光源的光譜功率分布和光電池的光譜靈敏度直接影響到光學(xué)模擬的結(jié)果,所以它們的穩(wěn)定性和一致性在儀器制造中是十分重要的。
光電積分式儀器對(duì)顏色的絕對(duì)測量精度不高,但對(duì)顏色的相對(duì)測量,尤其對(duì)中色差測量還是比較常見的。所以在很多場合中,我們稱之為測色色差計(jì)。
分光測色儀不是直接測量顏色的三刺激值本身,而是測量物體的光譜反射或透射特性,也就是測得物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比,再選用CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)觀察者,通過積分計(jì)算求得顏色的三刺激值。
在實(shí)際測量中,它一般以5~20nm 的等距波長間隔,在380~780nm的波段內(nèi)測得各波長的光譜反射(或透射)率。由于這類儀器測得的是最基本的顏色光學(xué)數(shù)據(jù),所以它可用計(jì)算的方法靈活地得出顏色物體在各種條件下(如D65、C、A照明體)的三刺激值XYZ和X10Y10Z10。
根據(jù)光譜信號(hào)采集的方式,分光式儀器可分為單通道掃描式和多通道采集式。單通道掃描式主要由電源、單色器、光電探測器、數(shù)據(jù)處理和輸出裝置幾部分組成,光源一般為穩(wěn)定性光源(如鹵鎢燈、氙燈);單色器是整個(gè)儀器的核心,其形式有棱鏡分光式、光柵分光式和濾光片分光式等;探測器為光電倍增管、光電管,由于儀器的掃描機(jī)構(gòu)和光路較復(fù)雜,使得儀器的體積較大。多通道采集式主要由光源、色散裝置、探測器、信號(hào)采集電路、數(shù)據(jù)處理和輸出裝置幾部分組成,光源多用脈沖光源,即脈沖氙燈;光電傳感器陣列為光電二極管陣列或CCD;色散元件常為衍射光柵。
分光式儀器是顏色測量中的權(quán)威儀器,測量精度較高,傳統(tǒng)的分光光度計(jì)體積較大成本也較高,使得它的使用受到很大的局限:一般僅適于實(shí)驗(yàn)室使用。新一代分光光度計(jì)的出現(xiàn),由于它采用了先進(jìn)的技術(shù)和新的器件,使得儀器的結(jié)構(gòu)大大簡化,體積大為縮小,這將使其使用范圍產(chǎn)生巨大的變化。
色差儀和分光測色儀的區(qū)別,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.測色原理不同
色差儀是一種基于濾色片的顏色測量儀器,它通過比較待測顏色與標(biāo)準(zhǔn)顏色之間的差異來計(jì)算出色差值。色差儀通常由一組濾色片、光電池和測量孔組成,通過調(diào)節(jié)濾色片的位置和測量孔的大小來測量不同顏色。
分光測色儀則是一種基于分光技術(shù)的顏色測量儀器,它通過將待測顏色分解成不同波長的單色光,然后測量每個(gè)波長下的反射率或透射率來計(jì)算顏色參數(shù)。分光測色儀通常包括一個(gè)分光器、一個(gè)檢測器和一個(gè)光源,能夠提供更精確的顏色測量結(jié)果。
2.測色功能不同
色差儀通常用于測量一些簡單的顏色參數(shù),例如色差、亮度、對(duì)比度等。在使用時(shí),用戶需要將儀器放置在待測物體上方,調(diào)整濾色片的位置和測量孔的大小,然后讀取儀器顯示的色差值。
分光測色儀則適用于更精確的顏色測量,例如顏色配方、色彩還原和質(zhì)量控制等。在使用時(shí),用戶需要將儀器放置在待測物體上方,選擇合適的光源和分光器,然后進(jìn)行測量并讀取結(jié)果。
3.應(yīng)用領(lǐng)域不同
色差儀通常應(yīng)用于紡織品、塑料、涂料等領(lǐng)域中的顏色測量和質(zhì)量控制。例如,在紡織品行業(yè),色差儀可以用于測量布料的顏色差異,確保產(chǎn)品的一致性。
分光測色儀則廣泛應(yīng)用于化妝品、印刷品、建筑材料等領(lǐng)域中的顏色控制和配方管理。例如,在化妝品生產(chǎn)過程中,分光測色儀可以用于測量粉底液的顏色和遮蓋力,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。
4.儀器價(jià)格不同
光電積分色度儀器外形小巧、輕巧方便、操作簡便單功能相對(duì)單一,因此價(jià)格比較便宜。
分光光度測色儀器具有高精度性和不斷增加的多功能性,適用性更廣,因此價(jià)格也相對(duì)昂貴。
綜上所述,雖然色差儀和分光測色儀都是常用的顏色測量儀器,但它們?cè)跍y量原理、測色功能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面存在一些不同之處。色差儀適用于簡單的顏色參數(shù)測量,操作簡便,適用于日常的色彩管理;而分光測色儀則更適用于精確的顏色測量和配方管理,需要一定的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)支持。在選擇使用哪種儀器時(shí),需要根據(jù)具體的測量需求和應(yīng)用場景進(jìn)行選擇。
色差儀是一種測量光刺激的CIE三刺激值的儀器,可直接測量顏色的色度量。此類三刺激式儀器的優(yōu)點(diǎn)在于體積小和便于攜帶,它們主要在生產(chǎn)部門和檢驗(yàn)部門用來測量色差。而分光測色儀是一種用于測量以波長為函數(shù)的特定光學(xué)性能的儀器,它是根據(jù)光譜數(shù)據(jù)計(jì)算色度量的。精確度較高,一般主要用于科研部門。
在顏色測量過程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)2種顏色在一種光源下顯示相同,但在另一種光源下顯示出不同的現(xiàn)象,這稱為條件等色(也叫同色異譜)現(xiàn)象。對(duì)于有條件等色現(xiàn)象的物體,兩物體顏色的光譜反射特性是不一樣的。色差儀通常只在標(biāo)準(zhǔn)光源D65和標(biāo)準(zhǔn)光源C下作測量,這2種光源均相當(dāng)于日光并具有非常相似的光譜能量分布。正因?yàn)槿绱?,色差儀不能用來測量條件等色現(xiàn)象;而另一方面,分光測色儀裝備有各種各樣光源能量分布特性,因此能測量條件等色現(xiàn)象。分光測色儀還能顯示光譜反射率曲線,從而可以確切地看到這2種顏色的光譜反射率是如何不一樣的,更適合于復(fù)雜的色彩分析。
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