在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，顏色作為檢測產(chǎn)品質量品質的一項重要指標，越來越受到人們的重視。目視法作為一種客觀的檢測方法，無法對產(chǎn)品顏色進行定量的描述。隨著顏色理論及色度學的不斷發(fā)展，市面上出現(xiàn)了各種各樣的顏色測量儀器，儀器測色法作為主要測量手段被廣泛使用。本文對顏色測量的一些方法做了詳細的介紹。

顏色測量的方法——目測法：

目測法是一種古老的基本方法，利用人眼這種最古老的顏色測量工具來觀察比較顏色樣品和標準顏色的差別。人眼對微小的顏色差別有很敏銳的辨別能力，人們長期利用目視比較的來辨別產(chǎn)品的顏色質量。目測法通常是在某種的CIE標準照明體下進行，如標準A光源、D65或“北窗光”等。

這種測量方法需要借助于人眼的目視比較，要求操作人員具有豐富的顏色觀察經(jīng)驗和敏銳的判斷力，即便如此其測量結果仍然包含了一些人為的主觀因素，而且工作效率低、精度差，所以隨著顏色科學的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，這種目視測色方法的應用已經(jīng)越來越少了，取而代之的是采用儀器的物理測色方法。

顏色測量的方法——色度計法：

色度計包括目視色度計和光電色度計兩類。

1.目視色度計

在目視色度計中，人眼就是探測元件，故它不可能達到要模擬標準觀察者在標準照明體照明下觀察到的物體顏色情況，它也就不能達到很高的精度。在這類儀器中操作者觀察兩個并置的視場，一個視場由已知的三原色光混合組成，另一個視場為待測色，可調節(jié)三原色光的光度來達到與待測光相匹配，由三原色的光度量求得待測光的三刺激值。目視色度計是比較早期的儀器，色度學的許多基本實驗都是在這類儀器上進行的，目前仍廣泛地在各種顏色視覺研究中使用著，但是在工業(yè)上已被光電色度計所代用了。

2.光電色度計法

光電積分法就是儀器測色方法中較為常用的方法之一，運用這種方法的典型儀器就是光電色度計。光電色度計是用一個光電探測器的光譜響應匹配成所要求的CIE標準色度觀察者光譜三刺激值曲線或某一特定的光譜響應曲線，從而對探測器所接收到的來自被測顏色的光譜能量進行積分測量。這種方法是通過直接測量得與顏色得三刺激值呈比例的儀器響應數(shù)值，直接換算出顏色的三刺激值。光電積分法獲得三刺激值的方法是由儀器內部光學模擬積分完成的，也就是用濾色鏡來校正儀器光源和探測元件的光譜特性，使輸出的電信號大小正比于顏色的三刺激值。

光電色度計一般由照明光源、校正濾色器、探測器組成。通常的光電色度計內部的照明光源是普通的白熾燈或鹵鎢燈；光電色度計的探測器為光電池、光電管等。為了要模擬標準觀察者在標準照明體照明下觀察到的物體顏色情況，色度儀器的總光譜靈敏度必須符合盧瑟條件。盧瑟條件是校正濾色器設計的基礎。以公式表示如下：

式中S_A（λ）為儀器內部光源的光譜分布，S_c（λ）為選定的標準照明體光譜分布；τ_X，τ_Y，τ_Z為三種校正濾色器各自的光譜透射比；x，y，z為選定的標準觀察者的光譜三刺激值：K_X，K_Y，K_Z為比例常數(shù)：γ（λ）為探測器的光譜靈敏度。

如果校正濾色器的光譜透射比滿足盧瑟條件則色度計的光學模擬目的就達到了。儀器各個探測器測到的電信號值就比例于物體顏色的三刺激值。色度計的精度與儀器符合盧瑟條件的程度有關，符合的程度越高，則測量精度就越高。

光電色度計的校正濾色器的光譜透射特性不可能完全符合盧瑟條件，因此儀器原理上就存在誤差。為此，光電色度計經(jīng)常要配備多種已知三刺激值的標準樣品來進行定標。這樣可以減少誤差，提高儀器精度。

采用光電積分法制成的測色儀器已廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和控制過程中，這種方法的測量速度很快，也具有適當?shù)臏y量精度，但是這類儀器無法測出顏色的光譜組成，而在紡織印染的自動配色等應用中必須獲得顏色樣品的光譜功率分布或物體本身的光度特性，因此這時應該采用分光光度法來進行顏色的測量。

顏色測量的方法——分光光度計法：

分光光度計是顏色測量中最基本的儀器，它是通過測量樣品中的光譜反射性和透射性，也就是測量物體的光譜輻亮度因數(shù)或光譜透射比，再選用CIE推薦的標準照明體和標準觀察者，通過積分計算求得樣品顏色的三刺激值。

現(xiàn)代的分光光度計是由照明光源，提供單色光得色散系統(tǒng)和對通過儀器的光輻射進行測量的探測器系統(tǒng)組成。通常在儀器內部將由色散系統(tǒng)產(chǎn)生的單色光輻射分成樣品光束和參考光束兩條光路。當將樣品放在樣品光路內時，兩條光束相等的狀態(tài)被破壞，探測器就檢測到差別，得到該波長上樣品的透射比或反射比，從而得到顏色的三刺激值。

一般，分光光度法可分為光譜掃描和同時探測全波段光譜兩大類光譜掃描法是利用分光色散系統(tǒng)（單色儀）對被掃描光譜進行機械掃描，逐點測出各個波長對應的輻射能量，由此達到光譜功率分布的測量。這種方法精度很高，但是測量速度慢，是一種傳統(tǒng)的發(fā)光光度測色方法。為了加快測量速度，提高測色效率，于是便出現(xiàn)了同時探測全波段光譜的新型光譜光度探測方法。為了同時探測全波段光譜能量分布，可采用多光路探測技術和多通道探測技術。但是，多光路的同時性只在紅外波段實現(xiàn)，在可見光區(qū)只能部分實現(xiàn)。所以，為了探測可見光，通常采用平行探測法，即多通道技術。

與常規(guī)的用單色儀分光實現(xiàn)波長掃描的測色系統(tǒng)相比，多通道系統(tǒng)除了具有快速、高效的優(yōu)點之外，還大大降低了對測量對象和照明光源的時間穩(wěn)定性要求，應用快速存取（對不含有關信息的通道快速跳過）和分組處理（通過將相鄰通道相加可進一步改善時間分辨），在時間分辨和光譜分辨兩者之間實現(xiàn)有益的兼顧。目前，國際上作為產(chǎn)品真正用于自動配色的顏色測量系統(tǒng)都是采用多通道技術。

多通道快速測色系統(tǒng)的照明光源可以采用脈沖式和直流式兩種類型。兩種照明光源的選用各有利弊，只要設計合理，應用得當，都能獲得滿意的結果。脈沖光源大多采用脈沖氙燈，其光譜功率分布與D₆₅比較接近，它的應用大幅度地提高了光源的強度，充分利用了作為光電探測器的列陣圖象傳感器的靈敏度和線性，沒有發(fā)熱問題，有效地改善了測量精度，但是光脈沖地能量波動直接影響系統(tǒng)精度地穩(wěn)定性，特別是系統(tǒng)地長期重復性。因此，這類儀器地新型產(chǎn)品往往設計成雙光路結構，使顏色測量地準確度和重復性都非常令人滿意，當然其成本要高一些。直流式照明光源通常都采用其色溫接近A光源地鹵鎢燈，由儀器內置穩(wěn)壓電源供電，驅動和控制比較簡單，沒有沖放電過程，連續(xù)測量時速度更快，光源穩(wěn)定，只需單光路結構加監(jiān)視光源波動的參考通道。但是光源功率的提高將直接導致明顯的光熱效應，需對光源進行周密的散熱和隔熱考慮，而且由于鹵鎢燈的光譜功率分布更接近A光源，其短波段的能量很小，不利于該光譜區(qū)的測量，從而影響到整個測色系統(tǒng)的精度，所以這類儀器在自動測色和配色領域中應用的越來越少。