色差仪是怎么代替人眼测色的？

传统颜色的测量，主要采用的是目测法，这种测色方法容易受光源环境、观察者主观心理等的影响，导致测色的结果产生偏差。随着光电测色仪器的不断发展，颜色测量仪器逐渐取代了人眼测色，可以更加客观的对颜色进行定量的表达。本文对人眼测色的影响因素及色差仪测色的原理做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

人眼测色的影响因素：

1.光源的影响

颜色是由于光的吸收与反射而形成的。不同的光线经同一块样板吸收和反射，反映到人眼时颜色就有区别，即同一块样板，在不同的光源下会显示不同的颜色。例如，在涂料行业，企业晚上一般都不配色，主要借助于白天的自然光，因为自然光是涂料使用时最常见的光线，而晚上配色时就必须用标准的光源灯或色差仪来控制。标准的光源比色灯箱创造了不受地理及环境影响而被定义的照明条件，故能提供用作客观评估的条件。在很多场合我们仍以肉眼作视觉配色，仪器虽然可以作为重要的参考数据，但最终还是要用人眼来观察颜色。特别是铝银粉和珠光粉颜色，仪器很难做出最佳的测量，而且某些产品无法用仪器测量。

2.周围环境的影响

周围环境的颜色会对眼睛观察颜色时产生一定的影响、因而产生了对立颜色学说。对立颜色学说认为：红、绿、蓝锥体在通过视神经传向大脑的反映过程中进行重新组合.形成了黄-蓝代码、红-绿代码和黑-白代码。当观察者看到红色、黑色和黄色三种颜色组成的一面旗帜，认真注视旗帜的颜色数分钟后，再看旁边的一面白旗帜，首先眼睛看到白颜色，眼睛为了保持色彩的平衡，接着看到绿颜色和蓝颜色，最后眼睛完全恢复看到白颜色，这就是对立颜色学说。

3.观察者人为的因素

正常人的眼睛能区别出颜色微小的差别，不同的观察者由于眼睛结构的不同对颜色的判断也有所区别。即使同一观察者，当心理状态不同时，对颜色的感受和反应也不完全相同，所以人为因素对颜色会产生很大影响，而机器则不受这种心理和生理状态的影响。

色差仪代替人眼测色的原理：

色差仪是一种通过计算颜色差值来识别和比较颜色的光学设备，其工作机制实际上是对人眼识别颜色过程的部分模拟。在人眼视觉系统中，颜色判断是依据进入眼睛可见光的进行的，这种光线来自物体表面辐射、反射或者物体内部的透射，类似的在一个测色系统中，实际需要分析检测的就是进入仪器检测窗口的可见光。与人类视觉系统使用生物组织视网膜来识别光谱类似；在机器中这种颜色识别功能通常通过感光器件来完成的。人类比对颜色是在大脑中完成的，是对不同颜色信号的比较；色差仪则是在获得样本颜色数值后与记忆体中的颜色数值进行比较。

对色差仪而言，要获得待测可见光的首要条件是必须有能够反映待测样本颜色特征的光线。在颜色恒常性的部分阐述我们知道，特定环境中观察物体颜色时，依赖于当前光照条件的颜色谱系分布是确定的，但是一旦改变光照背景，机器传感器获得的颜色感应值发生变化，那么颜色的判断就不是恒常的了，这也就是机器视觉不具备颜色恒常性的原因。要解决这个问题，需要在一个和测量环境无关的颜色谱系空间中获取样本的反射光线，所以测色仪器中都会使用统一的内置光源来刺激物体表面，这样就相当于将所有待测物体都置于一个跟机器相关的系统光照条件下，而这系统光照条件下的颜色谱系分布也是确定的了。

在色差仪内有一个光源，每次测量时，光源使用单色白光多次照射样本，或者使用单色LED分组多次照射样本，在照射的同时使用CMOS感光阵列获得反射可见光的信息，然后经过后期的去噪、平均后获得样本颜色的系统颜色空间坐标值。需要补充的是在色差仪能够测色之前需要将标准颜色库信息装载到色差仪当中，并且使用纯黑或纯白色的系统颜色空间参考点同标准颜色库的标准颜色空间进行比对计算，从而求出两个颜色空间的映射关系，当标准照明体选定时，其是一个常数。

在颜色空间映射参数确定的条件下，一旦测得的系统样本颜色值被计算出来后，就可以在与映射参数计算从而得出和具体机器、硬件系统、光照条件无关的L*a*b*值。所以当系统要测量未知颜色时，这个样本L*a*b*空间坐标值就可以用来寻找最接近的标准颜色；反之，如果查看样本颜色是否符合落在期望颜色偏差的阈值内，则将样本的L*a*b*值与期望颜色的L*a*b*值作为选定色差公式的输入来计算色差距离△E，从而进行色差判断。