光学结构
设备的照明与接收方式不同,取得的样品光学信息可能有差异。
色差仪与分光测色仪都能显示 L*a*b*、ΔE,但取得颜色信息的方式不同。一般三刺激值色差仪取得与人眼三刺激值相关的信息;分光测色仪则先测量样品在不同波长下的反射光谱,再计算 XYZ、L*a*b* 和色差。
因此,同一样品由不同设备测量,结果不一定完全相同。比较前应先确认测量口径、SCI/SCE、光源、观察者和其他测量条件。
一般三刺激值色差仪通过特定光学感测方式,取得与人眼三刺激值相关的颜色信息,再换算为 XYZ、L*a*b*、ΔE 等数据。分光测色仪会测量样品在各个波长下的反射信息,形成光谱反射率数据,再依据标准光源与标准观察者计算颜色数值。
| 比较项目 | 一般三刺激值色差仪 | 分光测色仪 |
|---|---|---|
| 颜色信息取得方式 | 透过光学感测取得与三刺激值相关的信息 | 测量不同波长下的光谱反射信息 |
| 是否取得完整光谱 | 一般不提供完整光谱反射率资料 | 可取得不同波长的光谱资料 |
| 常见输出 | XYZ、L*a*b*、ΔE 等颜色数值 | 光谱反射率、XYZ、L*a*b*、ΔE 等资料 |
| 多光源计算 | 视设备功能而定 | 可利用光谱资料计算不同光源下的颜色 |
| 同色异谱分析 | 通常无法只凭基本色差值完整判断 | 可进一步分析光谱资料 |
物体会吸收部分光并反射其余的光。反射光进入人眼后形成颜色感受;不同物体对各波长光线的吸收与反射比例不同,因此呈现不同颜色。分光测色仪记录这些波长差异,能进一步观察颜色的光谱特性。
以苹果为例,红色波长区域的反射率较高,其他区域相对较低;光谱曲线可呈现苹果反射橙红光、吸收部分蓝绿光的特性。以下图示为苹果在不同波长下的反射与颜色表现。
柠檬在红、黄波长区域的反射率较高,在靛蓝、紫色区域较低;分光测色仪可借由光谱资料呈现这些差异。设备能够分辨人眼不易察觉的反射变化,但实际表现仍应以具体型号规格为准。
L*a*b*、XYZ、ΔE 是测量后可以计算的颜色资料,关键差异在于设备前端如何取得样品的光学信息。两台设备最后都显示 Lab,并不代表内部感测方式相同。
想了解 L*a*b* 的意义,可阅读 什么是 Lab 值?L、a、b 与 ΔL、Δa、Δb 怎么看。
即使设备都已正常校正,同一样品也可能测出不同结果。除了设备类别,实际光学结构与测量条件也会影响数据:
设备的照明与接收方式不同,取得的样品光学信息可能有差异。
口径大小会改变取样区域,对颜色不均、带纹理或小面积样品尤其明显。
是否将镜面反射纳入测量,会影响亮面与雾面样品的 L*a*b*、ΔE。
标准光源或 2°/10° 标准观察者设定不同,计算结果也可能不同。
样品颜色、纹理或光泽不均时,测量位置变化会造成差异。
不同设备即使采用相同设定,仍可能存在一定的设备间差异。
SCI/SCE 是测量时处理镜面反射的模式,不能直接用来区分色差仪与分光测色仪。设备是否支持这些模式,要看各型号的光学结构与功能。
| 模式 | 镜面反射处理 | 常见用途 |
|---|---|---|
| SCI | 将镜面反射纳入测量 | 降低表面光泽差异对材料颜色比较的影响 |
| SCE | 排除镜面反射 | 较能反映亮面、雾面等实际外观差异 |
更多说明请阅读 SCI/SCE 是什么?SCI 与 SCE 有什么差异。
同色异谱是指两个样品在某种光源下看起来接近,换到另一种光源后却出现明显差异。问题不只反映在单一 Lab 或 ΔE,也可能来自两种样品不同的光谱反射特性。
分光测色仪能够取得不同波长的光谱资料,因此更适合分析同色异谱及不同光源下的颜色变化。
如果客户与供应商测量同一样品,却得到不同 Lab 或 ΔE,不要先认定某一方的设备不准。建议先统一以下条件:
确认双方使用的测量原理与设备是否相近。
确认实际测量的样品面积一致。
确认镜面反射处理模式相同。
确认标准光源及 2°/10° 标准观察者设定相同。
固定测量位置与方向,减少样品不均匀造成的影响。
确认设备已依照各自厂商程序完成校正。
完整排查流程请看 色差仪测量数值不一致?常见原因与排查方法。
不能简单地认为色差仪一定不准、分光测色仪一定更准。分光测色仪能取得完整光谱资料,适合需要多光源、同色异谱分析或更完整颜色资讯的工作;若只在固定条件下做日常色差比较,合适的色差仪也可能满足需求。
不一定。感测方式、测量口径、光学结构、SCI/SCE、光源与观察者等条件都可能影响结果。
可能。设备间的光学结构、口径、校正方式与器差都可能造成差异,比较前应统一条件。
不一定,是否支持要看具体设备的光学结构与规格。
可阅读色差仪和分光测色仪有什么区别?怎么选更合适,根据实际样品与使用需求选择。
色差仪与分光测色仪的关键差异,在于取得颜色信息的方式。一般三刺激值色差仪取得与三刺激值相关的信息;分光测色仪则先记录不同波长的光谱,再计算颜色数值。比较不同设备时,应统一光学条件、测量口径、SCI/SCE、光源、观察者与样品位置。