物體的顏色量值是通過對光譜或刺激值的測量得到的，測量結(jié)果與光源、探測器和樣品的相對位置關(guān)系，即幾何條件有關(guān)。因此，為了統(tǒng)一顏色測量的角度，CIE對顏色測量的幾何條件做了規(guī)定。本文對色差儀用于反射色測量幾何條件的類型及特點做了介紹。

色差儀用于反射色測量的幾何條件類型及特點：

2004年，CIE取消了儀器測量中“照明觀測條件”的提法，代之以“幾何條件”以避免與目視觀察相混淆。CIE對反射測量和透射測量分別規(guī)定了相應(yīng)的幾何條件。其中用于反射色測量的幾何條件一共有10種，分別如下：

1.漫射（di：8°）：8°幾何條件，包含鏡面成分

取樣孔徑被以其平面為界的半球內(nèi)表面從各個方向均勻地照明，測量區(qū)域過充滿。探測器對取樣孔徑區(qū)域的響應(yīng)均勻，反射光束軸線和樣品中心法線成8°角，在接收光束軸線5°內(nèi)的所有方向上，認(rèn)為取樣孔徑反射的輻射是均勻的。

2.漫射（de：8°）：8°幾何條件，排除鏡面成分

滿足di：8°的條件，但將單面的平面反射鏡放置于取樣孔徑處時，沒有光反射到探測器方向，并且在這個方向的1°以內(nèi)也沒有鏡面反射，為儀器雜散光或?qū)?zhǔn)誤差留有寬容度。目前，實現(xiàn)漫射：8°幾何條件的儀器，一般會使用反射平面與光陷阱，可以實現(xiàn)包含或排除鏡面成分測量。

3.漫射（8°：di）：漫射幾何條件，包含鏡面成分

滿足di：8°的條件，但光路相反，因此取樣孔徑被與法線成8°角的光照明，以參考平面為界的半球收集取樣孔徑反射的各個角度的通量。

4.漫射（8°：de）漫射幾何條件，排除鏡反射成分

滿足de：8°的條件，但光路相反。

5.d:d：漫射/漫射幾何條件

照明滿足di：8°的條件，且以參考平面為界的半球收集取樣孔徑反射的各個角度通量。

6.d：0°：備選的漫射幾何條件

一個備選漫射幾何條件是出射方向沿著樣品法線，這是嚴(yán)格的不包含鏡反射幾何條件。

7.45°a：0°：45°環(huán)帶/垂直幾何條件

從頂點位于取樣孔徑中心，中心軸位于取樣孔徑法線上，半角分別為40°和50°的兩個正圓錐之間各個方向射來的光均勻地照明取樣孔徑；探測器從頂點位于取樣孔徑中心，中心軸沿樣品法線方向、半角為5°的正圓錐內(nèi)均勻接收反射輻射。這種幾何條件可以將樣品質(zhì)地和方向選擇性反射影響降至最低。如果這種照明幾何條件是由多個光源以接近于圓形排列來近似得到，或者由多根出光口排列成圓形且被單個光源照明的光纖束近似得到，就得到圓周/垂直幾何條件（45°c：0°）。

8.0°：45°a：垂直/45°環(huán)帶幾何條件

角度和空間條件滿足45°a：0°的條件，但光路相反。因此取樣孔徑被垂直照明，反射輻射被中心與法線成45°角的環(huán)帶接收。

9.45°x：0°：45°單方位/垂直

角度和空間條件滿足45°a：0°的條件，但輻射只從一個方位角發(fā)出，這排除了鏡反射，但突出了質(zhì)地和方向性。符號中x表示入射光束從某任意方位照射參考平面。

10.0°：45°x：垂直/45°單方位

角度和空間條件滿足45°x：0°的條件，但光路相反。因此樣品表面被垂直照明，從與法線成45°角的某個方位接收反射輻射。

幾何條件符合1、2、6、7、8、9、10的情況下測量的結(jié)果是反射因數(shù)，當(dāng)測量張角足夠小時，反射因數(shù)的量值與輻亮度因數(shù)的量值相同；符合3且積分球為理想積分球時，測量結(jié)果是反射比。因此在45°x：0°條件可以給出輻亮度因數(shù)β45:0；在0°：45°x條件下可以給出輻亮度因數(shù)β0:45；在di：8°條件下可以給出輻亮度因數(shù)βdi：8——接近于輻亮度因數(shù)βd：0；8°：di條件的測量結(jié)果是反射比ρ。

色差儀反射色測量幾何條件相關(guān)術(shù)語解釋：

1.45°單方向入射（符號：45°x）

入射光以與法線成45°的某方位照明反射材料。這種幾何條件強調(diào)了材料的質(zhì)地和方向性。符號中x表示入射光束是從某任意方位（x方向的方位角）照射參考平面的。

2.45°環(huán)帶入射（符號：45°c）

測量45°照明條件下的反射樣品色時，如果光源從所有方位同時以與法線成45°角度照明樣品，則樣品的質(zhì)地和方向性對測量結(jié)果的影響最小。這種照明方式可以通過使用一個小尺寸光源和一個橢球環(huán)反射鏡或其他非球面光學(xué)元件實現(xiàn)。這種幾何條件有時可以通過將很多光源排列成環(huán)狀，或通過用單個光源照明很多光纖束，再形成環(huán)形來近似實現(xiàn)。這種近似環(huán)帶的幾何條件叫做圓周幾何條件，符號45°c。

3.0°入射

以法線方向照射反射材料。

4.8°入射

從某個方位以與法線成8°的方向照射反射樣品。在反射測量中，這種幾何條件可以實現(xiàn)包含鏡面反射或者排除鏡面反射的測量，所以在很多實際應(yīng)用中，用于替代0°入射的幾何條件。

5.參考平面

測量過程中樣品或標(biāo)準(zhǔn)放置的平面。反射測量的幾何條件是根據(jù)參考平面定義的。在透射測量中，對于入射光有一個參考平面，對于透射過樣品的光，有第二個參考平面，兩個參考平面之間是樣品的厚度。

6.取樣孔徑

被測量的參考平面區(qū)域。取樣孔徑指的是照明區(qū)域或者接收器探測到通量的區(qū)域，二者之中以面積小的為準(zhǔn)。如果照明面積大于探測面積，稱為“過充滿”；如果照明面積小于探測面積，稱為“未充滿”。