如何选择色差仪？影响色差仪测量精度的因素有哪些？

随着色差仪的普遍应用，人们在如何选择、验收、校准、使用色差仪时有了许多问题和争议，因为色差仪原理涉及色度学、光学、数学、材料学，还有生物学、心理学等方面的综合的知识，而且有些是目前我们的大、中学教育中没有涉及到的，所以出现困惑、疑问和争议是很正常的。本文介绍了色差仪选择方法及影响色差仪测量精度的六个因素。

如何选择色差仪？

颜色是人的大脑对物体的外观色彩特征产生的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。颜色的测量和数据化管理是一个对视觉感受（包括生理和心理如心情、年龄作用）的测量和管理，由于人与人对颜色敏感度的差异，环境背景的变化以及对颜色、色差的沟通和管理文件了解不足，都会影响视觉对颜色的感受。所以也就只能通过按照国际上指定的颜色系统制造的各种测色仪器解决，由于现代色差仪所提供的数字信息已尽可能做到了与人们的视觉感觉相关连，所以使其在科研和生产活动中得到广泛应用。

颜色的测量与普通物理量的测量有很大的区别。比方说选购色差仪时，我们看到的反映仪器技术水平的统一指标中就没有我们平常习惯考察的项目如：误差、精度、分辨率、测量范围等，而是另外一些指标如：重复性△E（标准白板上连续10次）、仪器间一致性△E（12块BCRAII板上测量的平均值）等，这是在选购仪器时要了解的一点。

色差仪分为滤色片式色差仪和分光光度计式色差仪，三滤色片式色差仪模仿人眼感受，将通过红绿蓝三个滤色片分别接受的样品反射光信号转换成XYZ或Lab三刺激值。由于很难得到重现性好的滤色器，所以仪器之间的一致性很差，属于入门级的仪器。

分光型色差仪是将样品的反射光光谱与照亮样品的入射光光谱之比一样品的反射率，通过仪器内的微电脑按照色度学数学模型计算转换成与标准观察的人眼所对应的视觉感觉的色度学三刺激值。分光色差仪适合任何种类的应用，能模拟所有的CIE规定的标准光源，能给出分光数据和同色异谱指数，有非常好的重复性和重现性，符合国际通用技术标准，是当今最常用的技术。

对选择CIE（国际照明委员会）的彩色系统，几个基本的视觉感觉单位是L；代表亮度，反映从白到灰到黑的无彩色中性颜色给人明暗的感觉。+a代表红色方向，-a代表绿色方向，+b代表黄色方向，-b代表蓝色方向。三者构成了描述颜色的正交的三维空间，这样就给万紫千红的颜色给出了一个可以用解析几何描述的颜色空间，L为纵轴，a，b构成彩色平面。如果将a-b平面转化为极坐标形式，a和b的平方和再开方，是从原点出发的模长，正好描述了颜色三要素里的彩度C（也叫鲜艳度），C越大，表示颜色越鲜艳，无彩色的中性色，C值就非常小。而a，b构成的正弦角正好描述了颜色三要素里的色相角H，加上代表明暗的明度L（也可叫亮度）。用LCH或Lab三坐标空间的数学方法就全面地描述了所有颜色的特征。现在已经有很多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜色的理论被普遍接受，尽管如此，并没有影响人们使用一个统一的标准（如CIE规定的）判断综合色差（△E）的大小，色偏（△L、△a、△b）的方向和大致程度。

影响色差仪测量精度的六个因素：

色差仪测量颜色受六个因素的影响，每个因素在色差仪捕获颜色信息的方式上都起着至关重要的作用。任何这些因素的变化都会改变颜色数据，造成两个相同的样品或两个不同的色差仪获得的数字之间产生差异。

1.颜色空间

就颜色而言，存在许多测量系统。目前有五种完整颜色空间可供使用：CIE X Y Z；CIE Yxy；CIE L * a * b *；CIE L * C * h；和Hunter L a b。这些量表中的每一个都由三个数字组成，但每个数字的确定方式都是独一无二的。因此，为您的样品使用合适的颜色空间并且每次使用相同的颜色空间以便在样品之间创建统一的标准至关重要。

2.CIE光源

色差仪测量颜色也受到使用什么类型光线的影响。色差仪可以使用许多光源，包括A（钨），F2（冷白荧光灯），C（平均日光）和D65（正午日光）。虽然有充足的理由使用这些光源中的任何一种，但在确定颜色一致性或不同样品的变化时，您必须使用相同类型的光源。

3.CIE标准观察者角度

有两种类型的标准观察员：1931年2度和1964年10度。尽管它们之间存在显着的相似性，但也有可能影响颜色数据的差异。因此，对每个样本使用相同的标准观察者都很重要。

4.仪器照明方式

您选择的色差仪照明方式将对颜色数据的捕获方式产生重大影响。目前通用的色差仪照明方式为45°/ 0°或0°/ 45°仪器和漫射/ 8°球形仪器。选择哪一个将在很大程度上取决于你正在使用的样品的类型；在某些情况下，这也取决于您是否要单独测量外观或颜色。

5.样品制备

样品的适当制备是获得准确颜色数据的重要组成部分。这也是人为因素可能造成测量不一致性一个重要方面。因此，必须制定标准化的样品制备程序。

6.样品测量

样品测量包含许多因素，包括样品定位方式，样品视图区域，测量模式和样品平均读数数量。与样品制备一样，必须采取措施尽量减少样品的变化，包括使用标准化程序或仪器，以尽量减少或消除样品变化的机会。