描述颜色的物理量有哪些？颜色测量有几种常规方法？

描述颜色的物理量有哪些？颜色是光作用于人眼引起的除形象以外的视觉特性，在色度学和颜色测量领域，颜色可以用明度、色调和彩度三个物理量进行定量描述和表达。那么，颜色怎么测量？本文对颜色的物理量及颜色测量的常规方法做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

颜色的定义：

色度学是研究颜色的感觉、计算、测量和判别颜色的一门科学。它涉及多种学科，人眼的视觉能对物体各点出射的强弱不同和波长不同的光作出选择性的反应，这就是色觉。由物理学定义的进入眼睛而引起色觉的辐射称为色刺激。色刺激的相对光潜功率分布称为色刺激函数。主观知觉的颜色，就是观察者可用以区别大小、形状和结构相同的两视场之间差异的视觉现象。

美国光学学会的色度学委员会曾经把颜色定义为：颜色是除了空间的和时间的不均匀性以外的光的一种特性，即光的辐射能刺激视网膜而引起观察者通过视觉而获得的景象。在我国国家标准GB5698-85中，颜色的定义为：颜色是光作用于人眼引起的除形象以外的视觉特性。根据这一定义，颜色是一种物理刺激作用于人眼的视觉特性，而人的视觉特性是受大脑支配的，也是一种心理反映。所以，色彩感觉不仅与物体本来的颜色特性有关，而且还受时间、空间、外表状态以及该物体的周围环境的影响，同时还受各人的经历、记忆力、看法和视觉灵敏度等各种因素的影响。

描述颜色的物理量：

对于物体色（包括反射和透射物体）颜色分两大类：非彩色和彩色。非彩色是指黑色白色和介于这两者之间深浅不同的灰色。它们可以排成一个系列，由白色逐渐到浅灰、中灰、深灰、直到黑色这叫白黑系列或无色系列。白黑系列由白到黑的变化可以用一条直线代表：一端是纯白，另一端是纯黑，中间有着各种不同等级的灰色过渡。所谓灰色是相对的比周围明亮的称为浅灰，比周围暗的称为深灰，灰色是最不饱和色之一。所谓纯白和纯黑也是相对而言的，并无绝对的标准。白雪接近纯白，黑绒接近纯黑。由白和黑按不同比例混合可得出各种灰色。白色和各种灰色，是物体表面没有选择性的反射。白黑系列的非彩色的反射率代表物体的明度，反射率越高时接近白色，反射率低时接近黑色。一张洁白的纸的反射率可达85%以上。用来测量颜色定标用的标准白板的反射率可达90%以上。一张黑纸的反射率可低至5%以下。黑色天鹅绒的反射率甚至可低于0.05%。

彩色是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。不同明度和纯度的色调都属于有彩色系。彩色是由光的波长和振幅决定的，波长决定色饱和度，振幅决定色调。

人眼观察物体感觉受到的色感觉包括色调，彩色，和明度称为颜色的三属性。

色调：是指彩色彼此相互区分的特性，如红，橙，黄，绿，青，蓝，紫等所表述的颜色属性。

饱和度：是指彩色的纯洁度。它可用以估计光谱纯度在整个色感觉中所占成分比例的视觉特性。

明度：是指与所观察物体明亮程度相对应的视觉特性。它与人眼的视觉特性，照明条件和物体漫反射或漫透射光的程度有关。

颜色测量三种常规方法：

颜色测量有三种方法：目测法，分光光度法，和光电积分法。

1.目测法

它是一种完全主观评价方法，同时也是最简单的一种方法。它将样品与标准样直接进行人为比对，评价样品与标准样呈色差异。这种方法由于观测人员的经验和心理、生理因素的影响，使得该方法可变因素太多，并且无法进行定量描述，从而影响到评估的准确性和可靠性。

2.分光光度法

利用这种方法测量颜色主要是测量物体反射的光谱功率分布或物体本身的光度特性。它是在可见光谱域逐点测量，即在一些离散点上进行测量，通常每隔10或20nm测量一个点，再由这些光谱测量数据，通过计算的方法求得物体在各种标准光源或者标准照明体下的三刺激值，这是一种精确测量颜色的方法。

3.光电积分法

它是通过探测器的光谱相应匹配成所要求的CIE标准色度观察者光谱三刺激值曲线，或某一特定的光谱响应曲线，来对被测的光谱功率进行积分测量。一般是用滤色片来校正仪器光源和探测元件的光谱特性，使输出的电信号大小正比于颜色的三刺激值。

分光光度法测色仪器的测色原理：

目前测量颜色的方法有三种：目视匹配法、色度计法和光谱光度测量法。目视匹配法基于人眼观察，受到生理、心理等因素影响，误差较大；色度计法虽可直接测得三刺激值或者色品坐标，但测量精准度受到色度计与色匹配函数的匹配程度；光谱光度法测量颜色要先得到光谱反射因数，再根据色度学公式转换为三刺激值和色品坐标，数值准确可靠，已被各个国家作为标准测量方法。分光光度计是测量颜色的最基本的仪器，其不能直接测量颜色，而是测量样品的反射、透射特性，计算得到样品颜色的三刺激值。现代的分光光度计由照明光源、分光系统及对光辐射进行测量的探测器组成。

分光测色计是模拟人眼对颜色感应的光学测量仪器，由光源、单色器、积分球和检测器组成。它的工作原理是：脉冲氙灯发射光源照射到样品上，单色器将光源和样品的反射光利用光栅进行色散，然后将光信号转换成电信号，最终转换成数字信号；计算过程是从光源光谱能量、样品反射率（透射率）、仪器模拟观察者、系数的积分值得到相应的X、Y、Z三刺激值，然后通过转换得到色度标尺。常见的色度标尺有Hunter Lab、CLE Yxy、CIEL*a*b*及CIEL*C*h*。这些色度值可以用来表示样品的颜色，也可以用来表示试样与标样之间的颜色差异。