第06章 顏色測量儀器與使用方法

第六章顏色測量儀器與使用方法

知識目標(biāo):1.了解CIE規(guī)定的測量幾何條件；2.了解測量儀器的結(jié)構(gòu)；3.理解密度測量方法和色度測量方法；4.掌握四色印刷的密度測量；5.掌握網(wǎng)目印刷品的網(wǎng)點百分比的計算公式；6.了解測量儀器的維護與校準(zhǔn)方法。

能力目標(biāo)：1.熟練使用密度儀測量密度和網(wǎng)點百分比；2.熟練選擇密度測量條件和使用密度類型；3.熟練計算網(wǎng)點百分比；4.熟練使用分光光度計測量色度；5.熟練對測量儀進行校準(zhǔn)。

學(xué)習(xí)內(nèi)容：1.顏色測量的幾何條件；3.彩色密度和密度類型；3.網(wǎng)點面積百分比；4.分光光度儀和密度儀的基本工作原理。重點：密度與密度測量條件，網(wǎng)點面積百分比的計算。難點：網(wǎng)點面積百分比。第六章顏色測量儀器與使用方法

一、透射樣品測量的幾何條件透射分為定向透射和漫透射（散射透射）。定向透射：當(dāng)入射光投射到透明物體表面后，光線穿過物體繼續(xù)沿著原來的方向出射，稱為定向透射。漫透射：如果從透明物體出射的是各個方向強度相等的透射光線，稱為漫透射。第一節(jié)顏色測量的幾何條件CIE規(guī)定透射樣品顏色測量的幾何條件CIE規(guī)定采用垂直照明、透射方向測量（漫透射樣品除外），這與實際觀察透射樣品的條件相一致。第一節(jié)顏色測量的幾何條件

不同透射性質(zhì)的材料：濾色片照相透明片基玻璃毛面薄膜磨砂玻璃。第一節(jié)顏色測量的幾何條件二、反射樣品測量的幾何條件反射分為鏡面反射（規(guī)則反射、定向反射和逆反設(shè)）和漫反射。漫反射：當(dāng)入射光投射到物體表面后，光線向各個方向以等能量反射，稱為漫反射。鏡面反射（規(guī)則反射、定向反射）：如果反射光線在某一方向強烈，常常出現(xiàn)刺眼現(xiàn)象，這種反射稱為鏡面反射。漫反射鏡面反射第一節(jié)顏色測量的幾何條件

逆反射（回射）：與入射光線入射線路正好相反的反射光線稱為逆反射。逆反射

表面結(jié)構(gòu)對色度測量的影響：理想毛面光澤表面金屬表面濕油墨表面干油墨表面等第一節(jié)顏色測量的幾何條件CIE規(guī)定反射樣品顏色測量的幾何條件：45o/0o：即以45o照射物體表面，在0o（垂直）方向觀測和采集光線。0o/45o：以0o

（垂直）照射物體表面，在45o方向觀測和采集光線。以上兩種稱為雙向幾何條件。45o45o第一節(jié)顏色測量的幾何條件d/0o：即以漫射光照射物體表面，在0o（垂直）方向觀測和采集光線。0o/d：以0o

（垂直）照射物體表面，以漫射光觀測和采集光線。積分球：漫射照明與測量中用到的積分球是一個直徑為十幾厘米空心金屬球，內(nèi)表面涂有高度漫反射物質(zhì)，如硫酸鋇、聚四氟乙烯。開孔的總面積小于球內(nèi)表面的10%。觀測d/0o觀測0o/d第一節(jié)顏色測量的幾何條件

測量幾何對測量值的影響：雙向幾何：避開了鏡面反射，使測量與視覺觀察一致。印刷領(lǐng)域的顏色測量儀器采用此測量幾何。積分球：可以測得樣品的全部反射，包括漫反射和鏡面反射（部分）。45o測量光鏡面反射第一節(jié)顏色測量的幾何條件d/0o

和0o/d：幾種垂直照明，測量漫射光的情況漫反射白板規(guī)則透射黑色陷阱漫透射漫反射白板總透射第一節(jié)顏色測量的幾何條件

顏色測量儀器分類根據(jù)獲得三刺激值的方法不同分為兩類：光電色度儀：采用濾色片來校正光源和光電元件的光譜特性，使透過濾色片的光符合標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜分布，光電元件的特性符合標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜特性，直接獲得樣品的三刺激值。分光光度儀：通過測量物體的光譜反射率或光譜透射率（光度），并選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)觀察者而計算出相應(yīng)條件下的三刺激值。第二節(jié)色度方法與色度儀模擬標(biāo)準(zhǔn)照明體：普通照明光源通過校正濾色片校正后滿足標(biāo)準(zhǔn)照明體A、B、C、D等的光譜分布。模擬標(biāo)準(zhǔn)觀察者：需用RGB三濾色片對光電器的光譜靈敏度校正，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜三刺激值。45o校正濾色片樣品RGB濾色片光電器XYZ顯示光電色度儀儀器設(shè)計原理：采用RGB三濾色片直接測得三刺激值，模擬兩個過程：第二節(jié)色度方法與色度儀

盧瑟條件：模擬過程，即濾色片必須使儀器的總靈敏度滿足以下條件，稱為盧瑟條件。其中：第二節(jié)色度方法與色度儀

儀器校準(zhǔn)預(yù)熱：測量前要提前打開儀器預(yù)熱，使儀器達到穩(wěn)定狀態(tài)。校準(zhǔn)：測量前先用儀器測量已知三刺激值的標(biāo)準(zhǔn)色板（一般是一塊標(biāo)準(zhǔn)白板,或內(nèi)置白板），使儀器的輸出值與標(biāo)準(zhǔn)值一致。第二節(jié)色度方法與色度儀分光光度儀分光光度儀采用光度量的方式進行工作：將特定波長的光同時或先后照射標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測樣品上，求所采集的光通量之比。標(biāo)準(zhǔn)樣品待測樣品

o(i)(i)第二節(jié)色度方法與色度儀

標(biāo)準(zhǔn)樣品1.測量透射樣品時的標(biāo)準(zhǔn)樣品為空氣（空氣在可見光譜內(nèi)的透射率均為100%；2.測量反射物體用完全漫反射體作標(biāo)準(zhǔn)，它在可見光譜內(nèi)的反射率均為100%

。用MgO、BaSo4、白陶瓷板代替，要求各波長反射率一致，接近1。第二節(jié)色度方法與色度儀

分光光度儀的主要組成和工作過程光源發(fā)出連續(xù)光譜先后照射標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測樣品，經(jīng)色散系統(tǒng)輸出不同波長的單色光，光電接受器將光能轉(zhuǎn)換為電能，信號處理系統(tǒng)計算兩者之比值，并輸出給顯示屏顯示。樣品光源分光棱鏡狹縫光電轉(zhuǎn)換信號處理顯示第二節(jié)色度方法與色度儀

分光光度儀的類型根據(jù)分光系統(tǒng)和光量接受系統(tǒng)分為以下三類。1.棱鏡分光光度儀：將通過棱鏡色散的單色光通過很窄的狹縫后，讓光電接受器接受（前頁圖）。樣品光源分光棱鏡狹縫光電轉(zhuǎn)換信號處理顯示第二節(jié)色度方法與色度儀2.干涉濾色片分光光度儀：將樣品的反射光線連續(xù)地通過一組波長間隔為5、10或20nm的干涉濾色片，從而使混合光分解為單色光（圖）。干涉濾色片信號處理數(shù)據(jù)顯示樣品光源光電器干涉濾色片：由多層簿膜組成,每一層的厚度和選擇性吸收、反射、透射性能都不相同，這樣能組成各種不同光譜透射性能的薄膜系。第二節(jié)色度方法與色度儀3.衍射光柵分光光度儀目前大多數(shù)分光光度儀采用衍射光柵分光。衍射光柵：在一塊光學(xué)玻璃上刻劃一系列等寬、等距平行的狹縫就是透射光柵。在一塊光學(xué)玻璃上刻劃一系列剖面結(jié)構(gòu)像鋸齒形狀，等距平行的刻線就是反射光柵。凹面的叫凹面光柵。第二節(jié)色度方法與色度儀4.采用光電二極管陣列的分光光度儀：通過色散元件將光色散，采用光電二極管陣列同時接收各波長的光信號，并轉(zhuǎn)換為電信號。節(jié)省了光電掃描時間。光電二極管陣列第二節(jié)色度方法與色度儀一、密度度法 視覺黑度相加，密度也相加。對于印刷品來說，墨層越厚，吸收的光就越多，反射的光就越少，印刷品看起來就越暗，視覺密度就大。反之，墨層越薄，吸收的光就越少，反射的光就越多，印刷品看起來就越亮，視覺密度就小。

第三節(jié)密度法與密度儀90%50%10%1%0.1%0.1%0.050.300.501.003.003.00密度儀工作原理：密度值光電探測器濾色片RGB）光孔鏡頭光源450密度測量是由被測量樣品吸收的光量來決定的，能實現(xiàn)這種從樣品中反射回來的光量測量，然后將其與參考標(biāo)準(zhǔn)或承印物在特定光源照射下的反射情況進行比較，從而計算出密度值的測量儀器叫密度儀。第三節(jié)密度法與密度儀濾色片光源被測品光電管放大器密度顯示光孔1.851.851.85

測量四色油墨的密度：印刷中用互補色濾色片測量三原色油墨的密度，不使用濾色片測黑色油墨的密度第三節(jié)密度法與密度儀

密度類型：

狀態(tài)T：美國標(biāo)準(zhǔn)，用于反射印刷品測量。

狀態(tài)A：常用于反射和透射照相材料以及印前膠片的測量。

狀態(tài)M：用于負(fù)片照相材料的測量。

狀態(tài)E：歐洲標(biāo)準(zhǔn)，用于反射印刷品測量，黃色密度較高。

狀態(tài)I：是一種窄帶類型的密度儀，很少用。

狀態(tài)G：以前在X-Rite密度儀中使用，現(xiàn)在不再使用。第三節(jié)密度法與密度儀T狀態(tài)光譜響應(yīng)E狀態(tài)光譜響應(yīng)第三節(jié)密度法與密度儀

干褪密度：四色印刷生產(chǎn)過程中是采用套印的濕壓濕印刷，在密度測量中會出現(xiàn)一種“干褪”現(xiàn)象。密度:1.80密度:1.60第三節(jié)密度法與密度儀偏振濾色片光源震動平面表面反射透鏡偏振濾色片光電接收器濕密度測量加偏振濾色片第三節(jié)密度法與密度儀網(wǎng)點密度測量.單位面積為測量頭的孔徑二、網(wǎng)目密度與網(wǎng)點面積百分比透射網(wǎng)點密度及其網(wǎng)點面積百分比:網(wǎng)點面積+透光面積=100%透光率T=G網(wǎng)點密度(積分密度)：網(wǎng)點面積百分比：第三節(jié)密度法與密度儀

反射網(wǎng)點密度及其網(wǎng)點面積百分比總反射率=空白部分反射率)+網(wǎng)點部分反射率空白部分反射率=(1–Fr)網(wǎng)點部分反射率=(FrRv)FrRV1-Fr印刷品的反射率由兩部分組成問題：1.（總）反射網(wǎng)點密度=?2.網(wǎng)點面積百分比=?第三節(jié)密度法與密度儀反射網(wǎng)點密度=網(wǎng)點面積百分比=第三節(jié)密度法與密度儀

密度測量條件1.物理濾色鏡：D65、UV、NO。2.標(biāo)準(zhǔn)白：Abs、pap。3.襯墊：黑紙、與印品用紙相同的紙張多張。4.密度T狀態(tài)。5.數(shù)字濾色片。第三節(jié)密度法與密度儀密度儀與色度儀的主要功能功能特征X-Rite530X-Rite528X-Rite520X-Rite518X-Rite508X-Rite504密度密度網(wǎng)點面積/網(wǎng)點擴大印刷反差,色相/灰度YYYYYYYYYYYYYY色度XYZL*a*b*/EL*C*h/E94色度圖Y*Y*YYY*Y*YYY**Y**紙張白度/紙張色相YY光譜光譜數(shù)據(jù)輸出光譜曲線YY*照明光源A,C,D50,D65,D75,F2,F7,F11,F12.標(biāo)準(zhǔn)觀察者2o,10o.**照明光源僅有D50.標(biāo)準(zhǔn)觀察者僅有2o.第三節(jié)密度法與密度儀密度儀與色度儀的主要性能指標(biāo)性能指標(biāo)CM2C測色儀CM2C光譜儀測量幾何45o/0o45o/0o光源LED陣列LED陣列測量光孔