颜色测量仪器的几何结构及其数据关联性分析

上海韵鼎国际贸易有限公司上海市 200062

打开文本图片集

摘要：本文通过对颜色测量仪器的几何结构进行研究，探讨了常用的测量结构、特点和应用。重点分析了0°/45°测量结构、d/8°积分球测量结构和多角度测量结构，并比较了不同结构仪器之间的数据关联性。研究结果表明，不同结构的仪器在测量颜色时具有一定的差异，其中积分球结构与0°/45°测量结构、积分球结构与多角度结构之间存在数据差异。通过综合分析和对比实验数据，可以更好地理解和应用不同结构仪器的测量结果。

关键词：颜色测量仪器；几何结构；数据关联性；0°/45°定向性；d/8°积分球测量结构；多角度测量结构

引言

随着颜色测量技术的发展，各种颜色测量仪器被广泛应用于工业、医疗、艺术等领域。颜色测量仪器的几何结构对测量结果具有重要影响，不同结构的仪器在测量数据上存在差异。因此，本文应用了对比研究方式，对不同结构的测色仪进行比较，探讨了各自的特点，并用数据证实颜色测量仪器的几何结构及其数据关联性，对于准确测量和应用颜色数据具有重要意义。

1 颜色测量仪器常用的测量结构、特点和应用

1.1 0°/45°测量结构原理、特点、应用

基于人眼对颜色感知的特性，该结构采用0度照明，45度接收反射光线对颜色进行测量，确保测量结果更加准确和可靠，结果更符合人眼所见。通过测试能够得到样品的色度参数，包括色相、饱和度和亮度等，用于描述和比较不同样品之间的颜色差异。由于其可靠性和实用性，0°/45°测量结构被广泛应用于多个领域，如纺织、油漆、塑料、化妆品等行业。在纺织行业中，该测量结构可用于评估纺织品的颜色一致性和质量控制。在油漆和塑料行业中，它可以帮助确定产品颜色的准确度和稳定性。在化妆品行业中，该结构可用于测量化妆品的颜色饱和度和亮度，以确保产品的一致性和市场竞争力。

1.2 d/8°积分球测量结构原理、特点、应用

d/8°积分球测量结构通过使用一个积分球来收集样品表面反射的光线，该积分球能够均匀地将光线分散到球内。在测量过程中，入射角度为8度，而收集角度为积分球内全方向，还可以获得包括、排除镜面反射光线模式下的数据。这种结构能够减小外界环境因素对测量结果的影响，提供更加准确的颜色测量。d/8°积分球内部的光源能够均匀照射样品，并排除外界干扰，确保测量结果的稳定和可靠。d/8°积分球应用范围广泛，适用于包括印刷和包装行业的各种样品，包括光泽和非光泽表面的材料。d/8°积分球测色仪常用于印刷品和包装材料的颜色质量控制和一致性评估。在汽车涂装过程中，。d/8°积分球测色仪可以测量车身表面颜色的一致性和质量。在塑料和涂料行业中，。d/8°积分球测色仪可用于测量塑料制品和涂料的颜色稳定性和质量控制。在室内设计和照明中，d/8°积分球测色仪可用于评估室内空间和照明设计的颜色效果和亮度分布。

1.3 多角度测量结构定义、原理及优势

多角度测量结构是另一种用于颜色测量的常见结构，它基于光线与样品的相互作用，通过在不同入射/反射角度下测量样品的颜色反射、散射特性来提供数据，因此涉及测量样品在多个角度下的颜色外观变化，可以提供更加细致和全面的颜色信息。其特点主要包括：第一，全面性。多角度测量结构能够捕捉到样品在不同角度下的颜色变化，提供更全面、详细的颜色数据，以便更准确地描述和比较样品之间的颜色差异。第二，表面特征分析。通过观察样品在不同角度下的颜色变化，多角度测量结构能够揭示样品表面的特征和纹理信息，有助于表面质量评估和产品设计。第三，应用广泛。多角度测量结构适用于各种领域，如汽车外观设计、涂料和塑料行业、纺织品和时尚设计等，可以为不同行业提供全面的颜色测量解决方案。

2 不同结构仪器间的数据关联性

2.1 积分球结构与0°/45°测量结构

金属、玻璃等包含镜面反射特性的样品可以提供明显的镜面反射现象，不同结构的测色仪对镜面反射数据的处理存在差异。通过对比包含镜面反射数据和0°/45°结构数据，可以充分了解这种差异，并评估两种结构的适用性。对特定材料的颜色测量、表面特征分析、光泽度测量和颜色一致性评估等方面具有重要指导意义。也有助于我们更充分了解各种结构的优势和局限性，并制定相应的数据处理策略和校正方法。

2.1.1 包含镜面反射数据与0°/45°结构数据对比

RGB颜色空间是一种常用的颜色表示方法，它基于红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三个通道的组合来表示不同颜色。RGB颜色空间在许多应用领域中被广泛使用，包括计算机图形学、显示技术、图像处理等。RGB颜色空间是一种直观的颜色表示方式，与人眼感知颜色的方式较为接近。通过使用RGB值，可以方便地描述颜色的亮度、红绿蓝三原色的强度和组合，从而对比和分析不同样品之间的颜色差异。此外，RGB颜色空间在许多设备和软件中都得到了广泛支持和应用。通过使用RGB值，可以方便地进行颜色转换和比较，与其他颜色空间（如Lab、CMYK等）之间进行转换，并与标准颜色库进行匹配和比较。

首先，关于颜色测量结果，与0°/45°结构数据相比，使用积分球仪器得到的包括镜面反射数据得到的样品亮度更大，可以转换出更高的RGB值。这是由于镜面反射会增加样品表面的反射光纤，使颜色值产生偏高的效果，获得更强色彩。其次，在表面特征分析方面，镜面反射的存在会一定程度上掩盖样品的纹理特征，与肉眼实际观察效果差异较大。因此，基于镜面反射数据的分析结果往往无法准确地揭示样品表面的纹理情况。如果我们希望评估样品的纹理特征，需要排除镜面反射的影响，以便更好地观察和分析样品的表面纹理。

在光泽度测量方面，包含镜面模式下，光泽度的值较高。这是由于镜面反射能够增加样品表面的反射光线。因此，在进行光泽度测量时，需要考虑如何减少或消除镜面反射的影响，以获得更准确的光泽度测量结果。最后，关于颜色一致性评估，镜面反射数据会引入略微的颜色差异，导致样品的RGB值相对较低。与标准样品相比，包含镜面反射数据的样品的颜色在RGB空间中稍微偏暗。这是因为镜面反射会使样品表面反射的光线损失，从而使整体颜色变暗。在RGB表示中，每个颜色通道的数值会减少，导致整体颜色呈现较暗的效果。

2.1.2 排除镜面反射数据与0°/45°结构数据对比

以上数据可以观察到排除镜面反射数据后与0°/45°结构数据的差异。在颜色测量结果方面，排除镜面反射数据后的颜色值与0°/45°结构数据相比更加接近，但仍存在细微的差异。在表面特征分析方面，排除镜面反射数据后可以清晰地观察到微小的纹理特征。光泽度测量结果显示排除镜面反射数据后光泽度的值相对降低，更符合实际表面的光泽程度。在颜色一致性评估方面，排除镜面反射数据后样品的颜色与标准样品一致。这些对比结果表明，排除镜面反射模式可以减少其反射光线对测量结果的干扰，并更接近实际样品的表面特征和颜色。在实际检测与应用中，对于表面具有纹理等特定样品，排除镜面反射数据有助于维持样品特征、提高测量结果与实际肉眼评估的一致性。

2.1.3 积分球数据与0°/45°结构数据综合分析

排除镜面反射，对积分球测色数据与0°/45°结构数据进行综合比较与分析。颜色测量结果显示，两种测量结构得到的颜色值差异，都与标准样品相似。反射率测量结果显示，积分球数据的反射率略低于0°/45°结构数据。在颜色一致性评估方面，积分球数据与标准样品的颜色一致。综合分析结果显示，积分球数据与0°/45°结构数据在颜色测量方面具有相似的准确性和一致性。然而，在反射率测量方面，积分球数据相对较低，由于积分球结构的测量特性导致了一定程度的反射率损失。因此，在实际应用中，需要根据具体的测量目的和样品特性选择合适的测量结构，以确保测量结果的准确性和可靠性。

2.2 积分球结构与多角度结构

具有丰富特性的样品，可以通过多角度测色仪获得在不同角度下的变化。比较积分球结构仪器和多角度结构仪器对颜色数据的获取和对颜色特性分析能力，可以深入了解它们的特性与差异。比较包括亮度（L）、红绿色调（a）、黄蓝色调（b）等参数的变化情况，及在不同角度下的表现，可以评估样品的颜色一致性和色差情况。此外，还可以了解积分球结构和多角度结构对测量结果的整体影响，对选择适当的测量结构仪器进行颜色测量具有重要指导意义。

2.2.1 积分球结构仪器测量数据

上述数据体现了积分球结构仪器测量的颜色数据和反射率数据。测量结果显示，样品的亮度（L）为80，红绿色调（a）为-5，黄蓝色调（b）为10。同时，该样品的反射率为0.75。这些测量数据提供了有关样品颜色特性和反射率的定量信息。在实际应用中，这些数据可以用于分析样品的色彩特征、进行颜色比较或色差评估等。需要注意的是，积分球结构仪器的测量数据受到仪器自身特性和校准等因素的影响。因此，在使用这些数据时，需要考虑到仪器的准确性和可靠性，并进行适当的校准和比对，以确保测量结果的准确性和一致性。

2.2.2 多角度结构仪器测量数据

测量结果显示，随着角度的增加，样品的亮度（L）逐渐减小，红绿色调（a）和黄蓝色调（b）也发生了一定程度的变化。这些数据提供了有关样品在不同角度下颜色特性的定量信息。多角度结构仪器的测量结果可以用于研究样品的表面反射特性、颜色变化趋势等。此外，通过比较不同角度下的测量数据，还可以评估样品的颜色一致性和色差情况。

2.2.3 多角度结构和积分球结构仪器数据差异

多角度结构仪器和积分球结构仪器在不同角度下的测量结果差异。积分球结构仪器的数据是通过使用一个球形的积分球来收集样品反射的光，并对整个光谱进行平均测量获取，通过数据分析，多角度结构仪器的测量值相对较低，而积分球结构仪器的测量值相对较高。这种差异是由于仪器的测量原理和结构不同导致的。多角度结构仪器通过在不同角度下测量样品的反射光，从而获得多个角度的颜色数据。而积分球结构仪器则使用一个球形的积分球来收集样品反射的光，并对整个光谱进行平均测量。因此，多角度结构仪器更适用于研究样品的颜色变化趋势和表面反射特性，而积分球结构仪器更适用于获取整体的颜色信息和色彩平均值。在使用不同的测量结构仪器时，需要注意这些差异并进行合理的比较和分析。此外，还需要根据具体应用的需求和目的选择适当的测量结构仪器，以获得准确和可靠的颜色测量结果。

3 结语

综上所述，不同的测量结构仪器在颜色测量方面具有各自的优势和限制。选择合适的仪器取决于具体的测量需求和应用场景。对表面具有纹理等特征的样品，定向性仪器或者排除镜面反射下的积分球数据更符合实际观察情况；对于研究表面反射特性和颜色变化趋势，多角度结构仪器是一个理想的选择；而对于获取整体颜色信息和色彩平均值，积分球结构仪器则更为适用。在未来的研究中，可以进一步探索不同测量结构仪器的几何结构和数据关联性，以提高颜色测量的准确性和可靠性。此外，还可以加强对仪器校准和标准化的研究，以确保测量结果的可比性和可追溯性。

参考文献

[1]邓体俊，付文亭.颜色测量仪器的几何结构对陶瓷颜色测量的影响研究[J].陶瓷学报，2015，36（04）：410-413.

[2]袁琨，基于LED复合光源的高精度分光颜色测量仪器. 浙江省，中国计量大学，2015-08-06.

[3]袁琨. 颜色测量仪器关键技术及其应用研究[D].浙江大学，2015.

[4]付马，程卫.基于漫射照明的镭射纸颜色测量方法研究[J].包装学报，2015，7（01）：71-75.

[5]丁桂芝，王晓红，刘太庆，张茜.基于BP神经网络的颜色测量仪器台间差自适应修正模型[J].包装工程，2013，34（23）：102-106+120.

[6]田全慧，拉姆曲珍.如何测量金银卡纸印刷品的颜色[J].印刷杂志，2021（04）：47-49.

[7]章鑫恩. 基于LCTF高光谱成像系统的织物颜色测量性能评价与仪器校正[D].浙江理工大学，2021.DOI：10.27786/d.cnki.gzjlg.2021.000194.

作者简介：姓名：徐晓青 1970.11.9 男研究生上海韵鼎国际贸易有限公司 200062

*本文暂不支持打印功能