9、色彩测量与人类视觉响应：原理与应用

色彩测量与人类视觉响应：原理与应用

1. 色彩测量的复杂性

在色彩测量领域，辐射能与物体的相互作用并非简单的光谱现象。物体的反射率或透射率不仅是波长的函数，还受照明和观察几何条件的影响。以光泽现象为例，哑光、半光泽和光泽的相纸或涂料，其不同的光泽特性可归因于物体表面镜面反射的几何分布。此外，汽车漆面的颜色会随照明和观察角度变化而产生有趣的变化，如金属色、珠光色等“效果”涂层。

为了全面量化这些效果，需要针对每个可能的照明角度、观察角度和波长组合，获取完整的双向反射（或透射）分布函数（BRDFs）。然而，测量这些函数不仅极其困难和昂贵，还会产生大量难以有效利用的数据。为避免色彩测量数据的过度膨胀，色彩测量领域建立了少量标准的照明和观察几何条件。

2. CIE 照明和观察几何条件

国际照明委员会（CIE）为分光光度反射测量定义了四种标准的照明和观察几何条件，分为两对光学可逆的几何条件：
1. 漫射/法线（d/0）和法线/漫射（0/d） ：
- 在漫射/法线几何条件下，使用积分球从各个角度照射样品，并在接近表面法线的角度进行观察。
- 在法线/漫射几何条件下，从接近样品法线的角度照射样品，并使用积分球从各个角度收集反射能量。
- 这两种几何条件是彼此的光学逆过程，在其他仪器变量恒定的情况下，会产生相同的测量结果，测量的是总反射率。在许多仪器中，可以用黑色陷阱替换积分球中对应于镜面反射角度的区域，从而排除反射的镜面成分，仅测量漫反射率，这种测量称为“排除镜面成分”测量，与完整积分球时的“包含镜面成分”测量相对。
2. 45/法线（45/0）和法线/45（0/4