颜色测量基础

颜色测量基础

人们相信对色彩观察视觉最为重要，当人们对颜色的判断有争议时，可使用色卡来判定。但有人对这种颜色识别方法持有异议，因为每个人的眼睛对色彩的感知能力是不同的。

颜色是肉眼中黄斑颜色感应区对光线的分辨，除了遗传变异因素，随年龄增长，对色彩的感应产生变化。由此看来，所有对色彩的识别都必须以生理因素为基础，这种看法还在探讨中。该测量法以及对颜色的分辨与观察者对色彩的识别能力密切相关。

颜色控制方法有两种：视觉和仪器。

在后续页面里，我们将讨论颜色测量方法：

- 设备包括色度计和分光光度计

- CIELAB 颜色测量系统

- Munsell颜色测量系统

CIE

CIE（国际发光照明委员会）：原文为Commission Internationale de

L'Eclairage（法）或International Commission on Illumination（英）。这个委员会创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准。可回溯到1930年，CIE标准一直沿用到数字视频时代，其中包括白光标准（D65）和阴极射线管（CRT）内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜色。

CIE的总部位于奥地利维也纳。

CIE颜色系统

颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。现在已经有很多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜色的理论被普遍接受。

RGB模型采用物理三基色，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜

色模型。每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。

1）简介

为了从基色出发定义一种与设备无关的颜色模型，1931年9月国际照明委员会在英国的剑桥市召开了具有历史意义的大会。CIE的颜色科学家们企图在RGB模型基础上，用数学的方法从真实的基色推导出理论的三基色，创建一个新的颜色系统，使颜料、染料和印刷等工业能够明确指定产品的颜色。会议所取得的主要成果包含：

?定义了标准观察者(Standard Observer)标准：普通人眼对颜色的响应。该标准采用想象的X,l Y和Z三种基色，用颜色匹配函数(color-matching function)表示。颜色匹配实验使用2°的视野(field of view)；

?定义了标准光源(Standard Illuminants)：用于比较颜色的光源规范；l

?定义了CIE XYZ基色系统：与RGB相关的想象的基色系统，但更适用于颜色的计算；l

?定义了CIE xyY颜色空间：一个由XYZ导出的颜色空间，它把与颜色属性相关的x和y从与l 明度属性相关的亮度Y中分离开；

?定义了CIE色度图(CIE chromaticityl diagram)：容易看到颜色之间关系的一种图。

其后，国际照明委员会的专家们对该系统做了许多改进，包括1964年根据10°视野的实验数据，添加了补充标准观察者(Supplementary Standard Observer)的定义。

1976年国际照明委员会又召开了一次具有历史意义的会议，试图解决1931的CIE系统中所存在两个问题：

1. 该规范使用明度和色度不容易解释物理刺激和颜色感知响应之间的关系；

2. XYZ系统和在它的色度图上表示的两种颜色之间的距离与颜色观察者感知的变化不一致，这个问题叫做感知均匀性(perceptual uniformity)问题，也就是颜色之间数字上的差别与视觉感知不一致。

为了解决颜色空间的感知一致性问题，专家们对CIE 1931 XYZ系统进行了非线性变换，制定了CIE 1976 L*a*b*颜色空间的规范。事实上，1976年CIE

规定了两种颜色空间，一种是用于自照明的颜色空间，叫做CIELUV，另一种是用于非自照明的颜色空间，叫做CIE 1976 L*a*b*，或者叫CIELAB。这两个颜色空间与颜色的感知更均匀，并且给了人们评估两种颜色近似程度的一种方法，允许使用数字量ΔE表示两种颜色之差。

CIE XYZ是国际照明委员会在1931年开发并在1964修订的CIE颜色系统(CIE Color System)，该系统是其他颜色系统的基础。它使用相应于红、绿和蓝三种颜色作为三种基色，而所有其他颜色都从这三种颜色中导出。通过相加混色或者相减混色，任何色调都可以使用不同量的基色产生。虽然大多数人可能一辈子都不直接使用这个系统，只有颜色科学家或者某些计算机程序中使用，但了解它对开发新的颜色系统、编写或者使用与颜色相关的应用程序都是有用的。

2）CIE 1931 RGB

按照三基色原理，颜色实际上也是物理量，人们对物理量就可以进行计算和度量。根据这个原理就产生了用红、绿和蓝单光谱基色匹配所有可见颜色的想法，

并且做了许多实验。1931年国际照明委员会综合了不同实验者的实验结果，得到了RGB颜色匹配函数(color matching functions)，其横坐标表示光谱波长，纵坐标表示用以匹配光谱各色所需要三基色刺激值，这些值是以等能量白光为标准的系数，是观察者实验结果的平均值。为了匹配在438.1 nm和546.1 nm之间的光谱色，出现了负值，这就意味匹配这段里的光谱色时，混合颜色需要使用补色才能匹配。虽然使用正值提供的色域还是比较宽的，但像用RGB相加混色原理的CRT虽然可以显示大多数颜色，但不能显示所有的颜色。

3）CIE 1931 XYZ

CIE 1931 RGB使用红、绿和蓝三基色系统匹配某些可见光谱颜色时，需要使用基色的负值，而且使用也不方便。由于任何一种基色系统都可以从一种系统转换到另一种系统，因此人们可以选择想要的任何一种基色系统，以避免出现负值，而且使用也方便。1931年国际照明委员会采用了一种新的颜色系统，叫做CIE XYZ系统。这个系统采用想象的X，Y和Z三种基色，它们与可见颜色不相应。CIE选择的X，Y和Z基色具有如下性质：

?所有的X，Y和Z值都是正的，匹配光谱颜色时不需要一种负值的基色；l

?用Y值表示人眼对亮度(luminance)的响应；l

?如同RGB模型，X，Y和Z是相加基色。因此，每一种颜色都可以表示成X，Y 和Z的混合。l

根据视觉的数学模型和颜色匹配实验结果，国际照明委员会制定了一个称为“1931 CIE 标准观察者”的规范，实际上是用三条曲线表示的一套颜色匹配函数，因此许多文献中也称为“CIE 1931标准匹配函数”。在颜色匹配实验中，规定观察者的视野角度为2度，因此也称标准观察者的三基色刺激值(tristimulus values)曲线。

CIE 1931标准匹配函数中的横坐标表示可见光谱的波长，纵坐标表示基色X，Y和Z的相对值。三条曲线表示X，Y和Z三基色刺激值如何组合以产生可见光谱中的所有颜色。例如，要匹配波长为450 nm的颜色(蓝/紫)，需要0.33单位的X基色，0.04单位的Y基色和1.77单位的Z基色。

计算得到的数值(X，Y，Z)可以用三维图表示。图中只表示了从400 nm (紫色)到700 nm (红色)之间的三基色刺激值，而且所有数值都落在正XYZ象限的锥体内。

可以看到：

?所有的坐标轴都不在这个实心锥体内；l

?相应于没有光照的黑色位于坐标的原点；l

?曲线的边界代表纯光谱色的三基色刺激值，这个边界叫做光谱轨迹(spectral locus)；l

?光谱轨迹上的波长是单一的，因此其数值表示可能达到的最大饱和度；l

?所有的可见光都在锥体上。l

4）CIE 1931 xyY

CIE XYZ的三基色刺激值X，Y和Z对定义颜色很有用，其缺点是使用比较复杂，而且不直观。因此，1931年国际照明委员会为克服这个不足而定义了一个叫做CIE xyY的颜色空间。

定义CIE xyY颜色空间的根据是，对于一种给定的颜色，如果增加它的明度，每一种基色的光通量也要按比例增加，这样才能匹配这种颜色。因此，当颜色点离开原点(X=0, Y=0, Z=0)时，X:Y:Z的比值保持不变。此外，由于色度值仅与

波长(色调)和纯度有关，而与总的辐射能量无关，因此在计算颜色的色度时，把X, Y和Z值相对于总的辐射能量＝(X+Y+Z)进行规格化，并只需考虑它们的相对比例，因此，x, y, z称为三基色相对系数，于是配色方程可规格化为x+y+z=1。由于三个相对系数x, y, z之和恒为1，这就相当于把XYZ颜色锥体投影到

X+Y+Z=1的平面上。

由于z可以从x+y+z=1导出，因此通常不考虑z，而用另外两个系数x和y 表示颜色，并绘制以x和y为坐标的二维图形。这就相当于把X+Y+Z=1平面投射到(X, Y)平面，也就是Z=0的平面，这就是CIE xyY色度图。

在CIE xyY系统中，根据颜色坐标(x, y)可确定z，但不能仅从x和y导出三种基色刺激值X，Y和Z，还需要使用携带亮度信息的Y，其值与XYZ中的Y

刺激值一致。因

5）CIE 1931色度图

CIE xyY色度图是从XYZ直接导出的一个颜色空间，它使用亮度Y参数和颜色坐标x, y来描述颜色。xyY中的Y值与XYZ中的Y刺激值一致，表示颜色的亮度或者光亮度，颜色坐标x, y用来在二维图上指定颜色，这种色度图叫做CIE 1931色度图(CIE 1931 Chromaticity Diagram)。例如一个点在色度图上的坐标是x＝0.4832，y＝0.3045，那么它的颜色与红苹果的颜色相匹配。

CIE 1931色度图是用标称值表示的CIE色度图，x表示红色分量，y表示绿色分量。E点代表白光，它的坐标为(0.33，0.33)；环绕在颜色空间边沿的颜色是光谱色，边界代表光谱色的最大饱和度，边界上的数字表示光谱色的波长，其轮廓包含所有的感知色调。所有单色光都位于舌形曲线上，这条曲线就是单色轨迹，曲线旁标注的数字是单色(或称光谱色)光的波长值；自然界中各种实际颜色都位于这条闭合曲线内；RGB系统中选用的物理三基色在色度图的舌形曲线上。

CIE剑桥大学国际考试委员会

CIE（Cambridge International Examinations 剑桥大学国际考试委员会）是世界上最主要的国际资质认证和考核机构之一。根据国际教育与文化的需求，我们颁发的资格证书范围广泛，并力图使这些资质证书具有趣味性和实用性。同时我们努力确保CIE（剑桥大学国际考试委员会）的资质证书得到世界上各大学、教育机构和企?的广泛认可。

背景

CIE （剑桥大学国际考试委员会）是UCLES（剑桥大学考试委员会）的组成部分，该委员与剑桥大学一道享誉全球。UCLES（剑桥大学考试委员会）还包括OCR（OCR考试部）和 ESOL（剑桥大学英语考试部）。OCR考试部在英国国内开展考试与评估工作；ESOL（剑桥大学英语考试部）为英语作为外国语的学生提供一系列的考试。

UCLES（剑桥大学考试委员会）在全球发展和推广资质认证已近150年，它很清楚对国际认可的资质认证的需求将持续增长。CIE（剑桥大学国际考试委员会）于1998年正式成立，旨在提供高水准的资质认证服务，以满足了全世界企业和教育机构的需要。

现状和未来

作为剑桥大学的一部分，CIE（剑桥大学国际考试委员会）不断研究创新, 在已有资质认证的基础上不断地开发新兴, 领域的资质评定。同时我们与全球的CIE（剑桥大学国际考试委员会）的注册中心紧密合作，采用最先进的技术来传输信息, 开展资质评定和管理工作。

Lab色彩空间

L*a*b*色彩空间，只展示可充入 sRGB 色域的颜色(因此可以显示在典型的计算机显示器上)。每个正方形的每个轴取值于 -128 到 128。

Lab色彩空间是颜色-对立空间，带有维度L表示亮度，a和b表示颜色对立维度，基于了非线性压缩的 CIE XYZ 色彩空间坐标。

Hunter 1948 L, a, b色彩空间的坐标是L, a和b。[1][2] 但是，Lab经常用做CIE 1976 (L*, a*, b*) 色彩空间的非正式缩写(也叫做 CIELAB，它的坐标实际上是L*, a*和b*)。所以首字母Lab自身是有歧义的。这两个色彩空间在用途上有关联，但在实现上不同。

两个空间都得出自“主”空间 CIE 1931 XYZ 色彩空间，它可以预测哪些光谱功率分布会被感知为相同的颜色(参见异谱同色 metamerism)，但是它不是显著感知均匀的。两个“Lab”色彩空间都受到了孟塞尔颜色系统的强烈影响，意图都是建立可以用简单公式从XYZ计算出来，但比XYZ在感知上更线性的色彩空间[3]。感知上线性意味着在色彩空间上相同数量的变化应当产生大约相同视觉重要性的变化。在用有限精度值来存储颜色的时候，这可以增进色调的再生。两个Lab 空间都相对于它们从而转换的XYZ数据的白点。Lab 值不定义绝对色彩，除非还规定了这个白点。实际上白点经常被假定服从某个标准而不明确规定(比如 ICC L*a*b*值是相对于CIE标准光源 D50)。[4]

CIELAB 使用立方根计算，而 Hunter Lab 使用平方根计算。[5]。除非数据必须与现存的 Hunter L,a,b值相比较，对新应用推荐使用 CIELAB。[5]

Lab 的好处

不象 RGB 和CMYK 色彩空间，Lab颜色被设计来接近人类视觉。它致力于感知均匀性，它的L分量密切匹配人类亮度感知。因此可以被用来通过修改a和b 分量的输出色阶来做精确的颜色平衡，或使用L分量来调整亮度对比。这些变换在 RGB 或 CMYK 中是困难或不可能的，它们建模物理设备的输出，而不是人类视觉感知。

因为Lab空间比计算机显示器、打印机甚至比人类视觉的色域都要大，表示为Lab 的位图比 RGB 或 CMYK 位图获得同样的精度要求更多的每像素数据。在1990 年代，这时的计算机硬件和软件通常受限于存储和操纵 8 位/通道的位图，从 RGB 图象到 Lab 之间的来回转换是有损耗的操作。对于现在常见的 16 位/通道支持，这就不是问题了。

此外，Lab 空间内的很多“颜色”超出了人类视觉的视域，因此纯粹是假想的；这些“颜色”不能在物理世界中再生。通过颜色管理软件，比如内置于图象编辑应用程序中的那些软件，可以选择最接近的色域内近似，在处理中变更亮度、彩度有时还有色相，Dan Margulis 声称有权在图象操作的多个步骤之间使用假想色是很有用的。[6]

谁用“Lab”?

在软件和文献中对这个缩写的明确使用。

在 Adobe Photoshop 中，图象编辑使用的“Lab 模式”是 CIELAB D50。

[6]

?在 ICC Profile 中，“Lab 色彩空间”用做 profile 连接空间的是CIELAB D50。[4]

?在 TIFF 文件中，可以使用 CIELAB 色彩空间。[7]

?在 PDF 文档中，“Lab 色彩空间”是 CIELAB。

CIE 1976 (L*, a*, b*) 色彩空间 (CIELAB)

CIE L*a*b* (CIELAB)是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。它是为这个特殊目的而由国际照明委员会(Commission Internationale

d'Eclairage的首字母是CIE)提出的。L、a 和 b 后面的星号(*)是全名的一部分，因为它们表示 L*, a* 和 b*, 不同于 L, a 和 b。因为红/绿和黄/蓝对立通道被计算为(假定的)锥状细胞响应的类似孟塞尔值的变换的差异，CIELAB 是Adams 色彩值(Chromatic Value)空间。

三个基本坐标表示颜色的亮度(L*, L* = 0 生成黑色而L* = 100 指示白色)，它在红色/品红色和绿色之间的位置(a*负值指示绿色而正值指示品红)和它在

黄色和蓝色之间的位置(b*负值指示蓝色而正值指示黄色)。

已经建立的L*a*b*色彩模型来充当用做参照的设备无关的模型。要认识到永远不能精确的在视觉上表示这个模型中颜色的完全色域是至关重要的。它们只是用来帮助理解概念而天生就不精确的。

因为L*a*b*模型是三维模型，它只能在三维空间中完全表现出来。[8]

“L*a*b*”模型也被表达为“L*C*h(a*, b*)”，它把 a* 和 b* 变换为辐射表示。[9]

测量差别

CIE 1976 L*a*b*直接基于了 CIE 1931 XYZ 色彩空间，它尝试使用 MacAdam 椭圆所描述的颜色差异度量建立线性化的颜色差异的感知。L*, a*和b*的非线性关系意图模仿人眼睛的非线性响应。色彩信息参照于这个系统的带有下标 n 的白点的颜色。[10]

在L*a*b*模型中均匀改变对应于在感知颜色中的均匀改变。所以在L*a*b*中任何两个颜色的相对感知差别，可以通过把每个颜色处理为(有三个分量: L*, a*, b*的)三维空间中一个点来近似，并计算在它们之间的欧几里德距离。[10] 在

L*a*b*空间中的这个欧几里德距离是ΔE(经常叫做“Delta E”，更精确的是ΔE*ab)。

使用 L*a*b* 中的两个颜色和 :

一个有关的色彩空间，CIE 1976 (L*, u*, v*) 色彩空间，遵从和L*a*b*同样的原理但有不同的u*和v*分量表示(保持相同的L*)。

RGB 和 CMYK 转换

在 RGB 或 CMYK 值与L*a*b*之间没有转换的简单公式，因为 RGB 和 CMYK 色彩空间是设备依赖的。RGB 或 CMYK 值首先必须被变换到特定绝对色彩空间中，比如 sRGB 或 Adobe RGB。这种调整将是设备依赖的，但是变换都的结果数据是设备无关的，允许把数据变换成 CIE 1931 色彩空间并接着变换成L*a*b*。XYZ 与 CIE L*a*b* (CIELAB) 的转换

正向变换

这里的

对于否则

这里的 , 和是参照白点的 CIE XYZ 三色刺激值。(下标 n 暗示了

“normalized”)。

函数被分成两个定义域是为了防止在处的无限斜率。在某个之下被假定是线性的，并被假定匹配函数的部分在的值和斜率。换句话说:

b的值被选择为 16/116。上面两个方程对a和t0 有解:

这里的。注意。

反向变换

反向变换如下( 如上):

?定义

?定义

?定义

?如果则否则

?如果则否则

?如果则否则

引用

?^ Richard S Hunter, abstract, Journal of the Optical Society of America,38:661 (1948).

?^ Richard S Hunter, abstract, Journal of the Optical Society of America,38:1094 (1948).

?^ https://www.sodocs.net/doc/e42666600.html, explanation of this history:

https://www.sodocs.net/doc/e42666600.html,/HP/WCL/color7.html#CIELUV ?^ 4.0 4.1 International Color Consortium, Specification ICC.1:2004-10 (Profile version 4.2.0.0) Image technology colour management — Architecture, profile format, and data structure,

(2006).

?^ 5.0 5.1 Hunter L,a,b Versus CIE 1976 L*a*b* (PDF)

?^ 6.0 6.1 Dan Margulis．Photoshop Lab Color: The Canyon Conundrum and Other Adventures in the Most Powerful Colorspace, ISBN

0321356780．

?^TIFF: Revision 6.0. Adobe Developers Association, 1992

?^ See here for 3D representations of the L*a*b* gamut.

?^ See [1] for information on L*C*h and conversion formulas.

?^ 10.0 10.1 "Anil K. Jain"（1989）．"Fundamentals of Digital Image Processing"．New Jersey, United States of America：Prentince-Hall Inc.，p. 68, 71, 73．ISBN 0-13-336165-9．

孟塞尔（Munsell）颜色系统

孟塞尔（Munsell）颜色系统，1898年由美国艺术家A. Munsell 发明，是另一常用的颜色测量系统。Munsell目的在于创建一个"描述色

彩的合理方法"，采用的十进位计数法比颜色命名法优越。1905年他出版

了一本颜色数标法的书，已多次再版，目前仍然当作比色法的标准。 孟塞尔系统模型为一球体，在赤道上是一条色带。球体轴的明度为中性灰，北极为白色，南极为黑色。从球体轴向水平方向延伸出来是不同级别明度的变化，从中性灰到完全饱和。用这三个因素来判定颜色，可以全方位定义千百种色彩。孟塞尔命名这三个因素（或称品质）为：色调、明度和色度。

色调

色调为区分两种

颜色的特性。选择五种主色

调：红、黄、绿、蓝、紫；

及五种中间色：红黄，黄绿，

绿蓝，蓝紫、紫红为标准。

将其成按轮盘状排列，划分

成100个均分点。定义R 为

红色，YR 为黄红，Y 为黄色

等。每一主色和中间色均划

分为十等分，根据色彩所处

位置可做进一步的定义。

明度

孟塞尔定义明度

为区分亮色与暗色的特性。

当颜色为灰度时，明度位于

中性轴上，从白到黑按序排

列。

色度

色度是从灰度中辨别色调纯度的特性。色度轴从明度轴向右延伸，色度值记于明度值之后。7.5YR 7/12表示红黄色调并偏黄，明度7，色度12。然而，色度不能与每一个色调和明度相匹配。

孟塞尔发现在色球体中，可以在很多场合实现一种色调的饱和色度。在该系统中，红、蓝和紫色在完全饱和状态下平均色度高，表现为较强的色调，而黄色和绿色在完全饱和的色度时距中性轴较近，色调较弱。

在"孟塞尔颜色手册"中，完整的颜色系统有40页之多。每页的色调不同，从红色到紫色按波谱规律排序，在一圈中从紫色开始又回到紫色(孟塞尔符号PB)。每页里相同明度的颜色排在同行，相同色度的颜色排在同列。每种颜色具有相应的色调、明度和色度(例如：5YR/5/10是饱和的橙色)。 NCS 基本原理

NCS 是以我们的眼睛看颜色的方式来精确描述颜色的唯一色彩系统。因此，

图 1 : 孟塞尔（Munsell ）颜色系统

它很容易理解、有逻辑和使用简单。任何的表面颜色都可以定义在NCS系统中，并且可以给出一个精确的色彩编号。

当我们了解了NCS系统以后，就可以通过颜色编号判断颜色的基本属性，如：黑度、彩度、白度以及色相。这有助于颜色交流、检验及识别。NCS编号描述的是色彩的纯视觉属性，与颜料配方及光学参数等无关。

六个基准色

这6个纯粹的颜色是：白色（W）、黑色（S），以及黄色（Y）、红色（R）、蓝色（B）、绿色（G）。这6个基准色是理想色，是人们头脑中固有的颜色感知特性，而且它们彼此之间没有相似性。NCS色彩编号系统描述的是我们所看到的

颜色与这6个基准色的对应关系。

NCS色彩空间

在这个立体的色彩空间中，任何表面颜色都可以归于其中，每种颜色占据特定的位置，并和其它颜色有着准确的关系。

NCS色彩空间有如两个圆锥相扣，纵轴W-S表示非彩色，顶端是白色（W），底端是黑色（S），中部水平周长是纯彩色形成的色彩圆环。

NCS色彩圆环

在NCS色彩空间的水平中间位置取水平断面，得到由不含黑色和白色纯彩色形成的NCS色彩圆环，它表示颜色的色相关系。

4个彩色基准色－黄（Y）、红（R）、蓝（B）、绿（G）在色彩圆环上呈直角分布，每两个基准色之间被等分为100阶，取每10阶表示在NCS色谱（atlas）中。

NCS色彩三角

NCS色彩三角是经过NCS色彩空间

的纵轴（W-S）和色彩圆环上纯彩

色而形成的垂直剖面，它表示颜

色的黑度、白度及彩度等关系。

左图的色彩三角形展示的是NCS

色彩总谱中色相为Y90R的所有颜

色，白色（W）、黑色（S）和纯

彩色（C）是三角形的顶点。其中

编号S 2030-Y90R 的颜色被特别

标注出来了。

NCS色彩编号

以NCS色彩编号S 2030-Y90R为

例，2030表示黑度和彩度，也就

是纯黑占20%，而纯彩色占30%。

Y90R表示色相，也就是色相为90%

红色和10%黄色。

NCS色彩编号前的字母S表示NCS

第2版（Second edition）,此外

还代表标准色样（Standard）。奥斯特瓦尔德色彩系统

德国化学家奥斯特瓦尔德(Wilhelm F. Ostwald, 1853-1932)，依据德国生

理学家Hering的色拮抗学说，采用色相、明度、纯度為三属性，架构的以配色

为目的的色彩系统。基本色相黄、橙、红、紫、群青、土尔其蓝、海绿、黄绿共

8个，每色相再细分3个，以2为代表色相构成24个色相。明度划分8个阶段，从白到黑以8个英文字母表示

表色法：色相白量黑量

上图；奥斯特瓦尔德色相环

上图；奥斯特瓦尔德色彩系统立体模型

日本色研所色彩系统

日本色研所色彩系统是日本标准色协会于1966年推出的综合Munsell和Ostwald两个表色体系优点的折中型日本色彩研究所实用色彩调和体系(Practical color coordinate system)，简称P.C.C.S。其色相环以光谱色为基础做出12色相,再分为24色相。P.C.C.S注重等差感觉,所以补色不在色相环直径的两端。明度、彩度均分为9阶。其最大特点是色调理论.

P.C.C.S 色相环

P.C.C.S 色调图

DIN色彩系统

DIN (Deutsche Industrie Nomung Colour System)是德国国家规定标准表色系统，是基于奥斯特瓦尔德色彩系统，跟Munsell系统一样采用色票的表色方式，其三属性是色相T(Farbton)，饱和度S(Sattigung)，相对明度D(Dunkelstufe)。色相是根据主波長，划分24个色相，以S=0表无色彩，饱和度增加时，S值随着增大，相对明度D=1~8，DIN色度图是以CIE x,y色度图为基础做成的。

DIN色彩系统

RAL工业标准色彩系统

RAL Colour System，简称RAL，是德国的工业标准色彩系统。于1927年开发，主要形容漆类颜色，适用于工业材料如金属等。开始时仅有40个颜色，后扩大至1900个以上，并成为欧洲的工业色彩标准。色相：010—036共36个色相。

RAL色彩编码

最全测试方法

★测试方法 一、编写用例的方法 等价类划分、边界值、因果图、判定表、正交排列法、场景法、状态转换图法、测试大纲方法 ☆等价类划分 1.应用场合： 只要有数据输入的地方，就可以应用等价类划分。 从很多的数据中，选取具有代表性的数据进行测试，可以提高测试效率，节约测试成本。 2.核心概念： （1）有效等价类： 对程序有意义、合理的输入数据 程序接收有效等价类数据，应该正确计算、执行 （2）无效等价类： 对程序无意义、不合理的输入数据 程序接收无效等价类数据，应该给出错误提示，或者根本不让输入 3.步骤： （1）根据需求，划分等价类 （2）细化等价类 再次检查，等价类能不能细分，一般依据的不是书面上的需求，而是基于对计算机数据存储、 处理方式的深入理解。——对正数和负数一般需要单独测试 （3）建立等价类表（熟练后，直接做这一步） 个人认为这一步是多余的。 （4）编写测试用例 从每个等价类中至少选取一个数据进行测试即可 4.边界值法 说明：一般不会单独说到用边界值，等价类和边界值是小情侣，结合使用设计一套较为完善的测试用

例。 边界值选取规则：得到需求的边界值时，取大于，等于，小于三个值设计测试用例。 5.等价类法经验 1)在一条用例中，可以尽可能多的测试（覆盖）不同控件的1个有效等价类（包括有效边界值）—— 对于不同控件的有效等价类（有效边界值）可以组合着去测。 2)在一条用例中，只测试一个控件的一个无效等价类（包括无效边界值）——无效等价类先不要组 合（无效等价类先单独测试，避免屏蔽现象，最后可以考虑无效等价类的组合） ☆因果图法 1.应用场合 在一个界面中，有多个控件，要考虑控件之间的组合，不同控件的组合会产生不同的输出结果组合，为了弄清输入组合和输出组合之间的对应关系，可以使用因果图（控件之间的组合） 2.因果图的核心 （1）因——原因，输入动作 （2）果——结果，输出结果 找出原因（输入）和结果（输出），以及它们之间的对应关系 3.图形符号 （1）基本符号 表达输入（因）和输出（果）的对应关系 （2）约束条件 约束的是同一类型（全部是输入或者全部是输出） 4.步骤 1)找出所有的原因（输入）和找出所有的结果（输出） 2)找到各输入的限制关系和组合关系和找出各输出的限制关系和组合关系

色坐标的表示及测试方法

色坐标表示方法 色彩的坐标系即表色系，国际上色彩的定量表述有孟塞尔表色系统、CIE表色系统等，各系统之间在一定条件下可以转换。 1.孟塞尔表色系 孟塞尔表色系描述色彩的三个要素是，色相、彩度、明度。 色相:色彩的相貌，是区别色彩种类的名称;明度：色彩的明暗程度，即色彩的深浅差别，明度差别指同色的深浅变化，也指不同色相之间存在的明度差别；彩度：又称纯度或饱和度，指色彩的纯净程度。孟塞尔色彩体系中色相、明度、彩度间关系如图所示。 孟塞尔表色系认为，互补的色相对比可通过调整明度差别来取得谐调，即高明度基色可配其低明度的补色来做补偿。配色中较强的色要缩小面积，较弱的色要扩大面积。TFT-LCD的像素大小、色层厚度等光学相关物理参数都是固定的，所以在TFT-LCD中使用孟塞尔色彩体系还原五颜六色的物体在光学和材料上很难操作。 2.RGB表色系 三原色可以合成包括单色光在内的所有的颜色。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同，用颜色方程C=R(R)+G(G)+B(B)表示，其中（R）、（G）、（B）代表代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量，R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量，称为三刺激值。把等能量的单色光，用三刺激值分别求出各自在RGB三维空间的坐标，得到CIE1931xy色度图。 3.XYZ表色系 CIE在RGB表色系基础上，改用三个假想的原色XYZ建立了一个新的色度系统，将它匹配等能光谱的三刺激值，定名为CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值，简称XYZ表色系。经过变换，色度坐标均为正值，XY坐标进行归一化处理，可得到x-y色度坐标，又称CIExyY色度图，其中Y轴用于表示亮度。 4.CIExyY色度图 CIExyY色度图的建立给定量分析颜色创造了条件， 对CIE XYZ空间进行非线性变换空间处理，消掉XYZ的具体绝对值，把x-y坐标系迎合视觉

铸件质量检测方法有哪些

铸件质量检测方法有哪些 内容摘要:铸件的检测主要包括尺寸检查、外观和表面的目视检查、化学成分分析和力学性能试验，对于要求比较重要或铸造工艺上容易产生问题的铸件，还需要进行无损检测工作，可用于球墨铸铁件质量检测的无损检测技术包括液体渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声检测及振动检测等。 铸造网讯：铸件的检测主要包括尺寸检查、外观和表面的目视检查、化学成分分析和力学性能试验，对于要求比较重要或铸造工艺上容易产生问题的铸件，还需要进行无损检测工作，可用于球墨铸铁件质量检测的无损检测技术包括液体渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声检测及振动检测等。 1 铸件表面及近表面缺陷的检测 1.1 液体渗透检测 液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷，如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。常用的渗透检测是着色检测，它是将具有高渗透能力的有色(一般为红色)液体(渗透剂)浸湿或喷洒在铸件表面上，渗透剂渗入到开口缺陷里面，快速擦去表面渗透液层，再将易干的显示剂(也叫显像剂)喷洒到铸件表面上，待将残留在开口缺陷中的渗透剂吸出来后，显示剂就被染色，从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。需要指出的是，渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光检测效果越好，磨床磨光的表面检测精确度最高，甚至可以检测出晶间裂纹。除着色检测外，荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法，它需要配置紫外光灯进行照射观察，检测灵敏度比着色检测高。 1.2 涡流检测 涡流检测适用于检查表面以下一般不大于6～7MM深的缺陷。涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2种。当试件被放在通有交变电流的线圈附近时，进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流(涡流)，涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场，使线圈中的原磁场有部分减少，从而引起线圈阻抗的变化。如果铸件表面存在缺陷，则涡流的电特征会发生畸变，从而检测出缺陷的存在，涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状，一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度，另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。

实验二 颜色的测定

实验二颜色的测定 天然和轻度污染水可用铂钴比色法测定色度，对工业有色废水常用稀释倍数法辅以文字描述。 一、实验目的和要求 1、掌握铂钴比色法和稀释倍数法测定水和废水颜色方法，不同方法所适用范围。 2、复习第二章有关色度的内容，了解颜色测定的其它方法及各自特点。 二、铂钴比色法 水是无色透明的，当水中存在某些物质时，会表现出一定的颜色。溶解性的有机物，部分无机离子和有色悬浮微粒均可使水着色。 pH值对色度有较大的影响，在测定色度的同时，应测量溶液的pH值。 （一）、原理 用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色。每升水中含有1mg铂和 0.5mg钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位。 如水样浑浊，则放置澄清，亦可用离心法或用孔径为0.45μm滤膜过滤以去除悬浮物，但不能用滤纸过滤，因滤纸可吸附部分溶解于水的颜色。 （二）、仪器和试剂 1、50mL具塞比色管，其刻线高度应一致。 2、铂钴标准溶液：称取1.246g氯铂酸钾（K2PtC16）（相当于500mg铂）及1.000g 氯化钴（COCl2·6H2O）（相当于250mg钴），溶于100mL水中，加100mL盐酸，用水定容至1000mL。此溶液色度为500度，保存在密塞玻璃瓶中，存放暗处。 （三）、测定步骤 1、标准色列的配制：向50mL比色管中加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00及7.00mL铂钴标准溶液，用水稀释至标线，混匀。各管的色度依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60和70度。密塞保存。 2、水样的测定 （1）分取50.0mL澄清透明水样于比色管中，如水样色度较大，可酌情少取水样，用水稀释至50.0mL。

漆膜颜色标准、表示方法及测量

漆膜颜色标准、表示方法及测量 1 颜色的基本概念 颜色是大脑经过眼和视觉神经所刺激的感觉。这种感觉是入射光照到观察物表面所反射出的光线产生电脉冲的结果，即颜色是物体性质和光源性质共同作用的结果。 物体的表面性质不同，一束入射光照射到表面上会有不同的结果。入射光可能部分或全部被反射、部分或全部透射、部分或全部被吸收。如白色表面能反射所有波长的入射光，黑色表面能吸收所有波长的入射光，绿色表面只能反射入射光的绿色射线部分，而吸收其他部分射线。 同一有色物体受到不同光源照射，会出现不同的颜色。正常的人眼能分辨出100多万种不同的颜色，很容易区分相近的颜色，而色盲患者对某些颜色不太敏感。 影响正常个眼对物体颜色的判断的因素有：物体本身的性质、光源种类和明暗、物体大小及环境背景、眼睛对环境的适应性、观察角度等。 2 有关漆膜颜色的标准 GB/T3181-1995 漆膜颜色标准 GB/T6749-1997 漆膜颜色表示方法 GB/T9761-1988 色漆和清漆色漆的目视比色 GB/T11186.1-1989 漆膜颜色测量方法第一部分原理 GB/T11186.2-1989 漆膜颜色测量方法第二部分颜色测量 GB/T11186.3-1989 漆膜颜色测量方法第三部分色差计算 GSB A2603-1994 中国颜色体系样册 GSB G51001-1994 漆膜颜色标准样卡 3 漆膜颜色表示方法及测量 3.1 色调法 GB/T3181-1995规定了用色调表示漆膜颜色的方法，应结合GSB G51001-1994《漆膜颜色标准样卡》一起使用。漆膜颜色以编号加名称表示。编号由一个或两个英文字母和两位阿拉伯数字组成。英文字母表示色调，阿拉伯数字表示同一色调的不同颜色。颜色名称采用习惯的名称，如大红、中绿、深黄、浅灰等。 色调由5种主色调红（R）、黄（Y）、蓝（B）、紫（P）、绿（G），以及这5种相邻色调黄红（YR）、绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）组成。每种色调范围又包括若干种颜色，如红色色调包括5种颜色：R01铁红、R02朱红、R03大红、R04紫红、R05桔红。 GB/T3181-1995包括了目前常用的主要色漆的83种颜色。GSB G51001-1994规定了该83种颜色的标准样卡。其分布情况见表1。 下，或在比色箱人造日光条件下进行比色。待测试样与标准样卡并排放置。相应的边互相接触或重叠，眼睛距试样500mm观察。为提高比色精度，试样与标准样卡位置应互换。光泽差别大的漆膜应先在自然日光下观察，再在比色箱中进行观察，使照射光0°角入射，人眼以45°角观察。有争议时，应在符合国际照明委员会（CIE）标准光源D65（相关色温为6504K的平均昼光）的人造日光条件下进行比色仲裁。 3.2 CIE三色色标系统数据法 GB/T6749-1997规定的这种方法是以国际照明委员会（CIE）规定的用仪器测得的三色色标系统数据来表示漆膜颜色。颜色坐标由三个相互垂直的矢量值明确表示出来。这种方法不适用于表示清漆和荧光漆膜的颜色。 漆膜颜色可用下列三种CIE三色色标系统数据之一来表示：

模拟法测静电场示范实验报告

实验七:模拟法测静电场 示范实验报告 【实验目的】 1． 理解模拟实验法的适用条件。 2． 对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。 3． 加深对电场强度和电势概念的理解。 【实验仪器】 YJ-MJ-Ⅲ型激光描点模拟静电场描绘仪、白纸、夹子 【实验原理】 直接测量静电场，是非常困难的，因为： ① 静电场是没有电流的，测量静电场中各点的电势需要静电式仪表。而教学实验室只有磁电式仪表。任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，所以想利用磁电式电压表直接测定静电场中各点的电势，是不可能的。 ② 任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，会使场源电荷的分布发生变化。 人们在实践中发现：两个物理量之间，只要具有相同的物理模型或相同的数学表达式，就可以用一个物理量去定量或定性地去模拟另一个物理量，这种测量方法称为模拟法。本实验用稳恒电流场模拟静电场进行测量。 从电磁学理论知道，稳恒电流场与静电场满足相同的场方程： 0E dl ?=? （静电场的环路定理） ， 0E dS ?=?? （闭合面内无电荷时静电场的高斯定理）； 0j dl ?=? （由?=?0l d E ，得?=?0l d E σ，又E j σ=，故?=?0l d j ） ， 0j ds ?=?? （电流场的稳恒条件）； 如果二者有相同的边界条件，则场分布必定相同，故可用稳恒电流场模拟静电场。 1．长直同轴圆柱面电极间的电场分布 在真空中有一个半径为r 0的长圆柱导体A 和一个内半径为R0的长圆筒导体B ，其中心轴重合且均匀带电，设A 、B 各带等量异种电荷，沿轴线每单位长度上内外柱面各带电荷σ+和

颜色检验方法

一铂钴、赛波特。加德纳、1500、酸洗、熔融色 测量各类有机溶液或油品的铂钴指数、赛波特指数、1500指数、加德纳指数、酸洗色 度等等指标。涉及标准主要有两类，人眼观察法（目视法）和仪器法，前者存在误差较大，后者稳定，但仪器碱有很大差异，需要了解差异并筛选自己的仪器。 1.常用标准： 1）铂钴：目视法ASTM D1209，GB3143，仪器法ASTM D5386,GB3143 2）赛波特：目视法：SH/T0168、GB/T6540、GBT3555，仪器法ASTM D156、1500、6045等 3）加德纳：GBT22295、ASTM D1544/6166 4）酸洗：ASTM D848、GB2012 5）ASTM颜色 铂钴，0-500色号 赛波特,-16-30 常用黄色指数表征方法 在视觉上，样品的黄度是同灼烧、沾染，光照降解、化学品的暴露和加工相关联，因此黄色指数（yellowness index , YI））主要用来测定这类现象的黄化程度。 常用的黄色程度表征指数有YI E313、YI D1925、Platinum-Cobalt、APHA、Hazen、Saybolt、Gardner、ASTM色度。适用对象即可为清澈、近无色的液体或固体（透射模式），又可为近白色、不透明固体（反射模式）. 黄度指数简介 YI E313 是由ASTM E313推荐的黄度指数，适用于D65和C标准光源（也称标准照 明体）。2006年采用的计算式为： 100（CxX-CzZ）/Y 其中X、Y、Z分别为CIE三刺激值，Cx、Cz为系数（其值随标准光源，标准观察者角度而变，参见table 1）. YI E313 适用于主波长在570-580nm的样品，或Munsell色调约在2.5GY-2.5Y范围内。YI E313可用于比较相同材质和外观的样品，比如样品的光泽、纹理、厚度（半透明或透明 样品）、透光性应较接近。 YI D1925是由ASTM D1925（TestMethod for Yellowness Index of Plastics）推荐的黄度指数，1962年采纳的计算公式为： 100（1.28X-1.06Z）/Y 该计算式只用于C/20,并于1995年退出。 Platinum-Cobalt（Pt-Co，铂-钴）色度、APHA色度、Hazen色度是相同颜色标尺的三 个名称，三者均以铂钴标准溶液为参比，但三者的使用范围稍有不同。一般来说，APHA色度用于废水行业进行水质分级；Hazen用于描述说明液态产品的色度（单位：HU）Pt-Co适用于捎带黄色，接近无色、清澈无雾度、光吸收特性近似铂钴标准溶液的液态样品，它表征的是液体样品的黄度。

颜色检测技术综述

摘要 LED作为现在最重要的光源之一，正在以其独特的特性全面渗入到社会的各个层面和角落。LED具有亮度高、寿命长、运行稳定、驱动简单等特点，且经过简单处理后其光束质量也可以有较大改善，研究LED的必要性不言而喻。而LED光源虽然应用方便，但同激光器相比，其发射光谱宽，发射角大，对她的应用有一定的限制。在可见光波段，研究LED的单色性是一个重要课题，因此，如何在近似的波段里面准确区分LED的发光颜色，如何准确检测和判断LED是我们的实际操作。本文介绍了LED光源的一些特性和目前的几种LED颜色检测方法，对其未来的发展趋势作了预测。 关键词：LED光源；颜色检测；颜色评价

一、LED及LED光源 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体。它的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个被环氧树脂封装起来。由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。 由于LED的半导体本质和其发光原理，LED很明显的拥有高亮度、高光效、长寿命、无辐射、功耗低等优点。同时，根据其P-N结材料的不同，LED可以发出不同波长的光，所以其发射光谱很宽，在可见光波段，我们可以比较容易得到多种颜色的LED光源。LED亮度高，在照明领域，目前LED已开始了广泛的应用，而且由于LED发光效率高，且在小角度上光能集中，几W的LED已经可以媲美数十W的传统光源，在单位功率内的成本大大降低。根据其发光原理，LED光源的驱动结构比较简单，这大大节省了其在驱动部分的消耗，也减小了光源的体积。 目前，LED光源已广泛应用于照明、汽车、LCD背光、测量、仪器等领域，方便了人们的生活。根据专家作出的预测，未来，LED的最大优势----寿命将在现有基础上大大提高，理论上LED可拥有无限的生命周期，目前，常用的LED光源也已经达到和大于了10万小时。所以，LED的全面应用是毋庸置疑的。目前，LED的限制条件主要是

色度的测定方法

色度的测定方法 1 主题内容与适用范围 本标准规定了两种测定颜色的方法。本标准测定经15min澄清后样品的颜色。pH值对颜色有较大影响，在测定颜色时应同时测定pH值。 ⒈1 铂钴比色法参照采用国际标准ISO 7887—1985《水质颜色的检验和测定》。铂钴比色法适用于清洁水、轻度污染并略带黄色调的水，比较清洁的地面水、地下水和饮用水等。 ⒈2 稀释倍数法适用于污染较严重的地面水和工业废水。 两种方法应独立使用，一般没有可比性。 样品和标准溶液的颜色色调不一致时，本标准不适用。 色度 2 定义 本标准定义取自国际照明委员会第17号出版物（CIE publication No.17），采用下述几条。 ⒉1 水的颜色 改变透射可见光光谱组成的光学性质。 ⒉2 水的表观颜色 由溶解物质及不溶解性悬浮物产生的颜色，用未经过滤或离心分离的原始样品测定。 ⒉3 水的真实颜色 仅由溶解物质产生的颜色。用经0.45μm滤膜过滤器过滤的样品测定。 ⒉4 色度的标准单位，度：在每升溶液中含有2mg六水合氯化钴（Ⅳ）和1mg铂[以六氯铂（Ⅳ）酸的形式]时产生的颜色为1度。 3 铂钴比色法 ⒊1 原理 用氯铂酸钾和氯化钴配制颜色标准溶液，与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色强度，即色度。 样品的色度以与之相当的色度标准溶液（3.2.3）的度值表示。

注：此标准单位导出的标准度有时称为“Hazen际”或“Pt－Co标”[GB 3143《液体化学产品颜色测定法（Hazcn单位——铂－钴色号）》]、或毫克铂/升。 ⒊2 试剂 除另有说明外，测定中仅使用光学纯水（3.2.1）及分析纯试剂。 ⒊2.1 光学纯水：将0.2μm。滤膜（细菌学研究中所采用的）在100mL 蒸馏水或去离子水中浸泡1h，用它过滤250mL蒸馏水或去离子水，弃去最初的250mL，以后用这种水配制全部际准溶液并作为稀释水。 ⒊2.2 色度标准储备液，相当于500度：将1.245±0.001g六氯铂（Ⅳ）酸钾（K2PtC16）及1.000±0.001g六水氯化钴（Ⅳ）（CoCl2·6H2O）溶于约500mL水（4.1）中，加100±1mL盐酸(p=1.18g/mL）并在1000mL的容量瓶内用水稀释下标线。 将溶液放在密封的玻璃瓶中，存放在暗处，温度不能超过30℃。个溶液至少能稳定6个月。 ⒊2.3 色度标准溶液：在一组250mL的容量瓶中，用移液管分别加入 2.50,5.00,7.50,10.00,12.50,15.00,17.50,20.00,30.00及35.00mL储备液（ 3.2.2），并用水（3.2.1）稀释至标线。溶液色度分别为： 5,10,15,20,25,30,35,40,50,60和70度。 溶液放在严密益好的玻璃瓶中，存放于暗处。温度不能超过30℃。这些溶液至少可稳定1个月。 ⒊3 仪器 ⒊3.1 常用实验室仪器和以下仪器。 ⒊3.2 具塞比色管，50mL。规格一致，光学透明玻璃底部无阴影。 ⒊3.3 pH计，精度±0.1pH单位。 ⒊3.4 容量瓶，250mL。 ⒊4 采样和样品 所用与样品接触的玻璃器皿都要用盐酸或表面活性剂溶液加以清洗，最后用蒸馏水或去离了水洗净、沥干。 将样品采集在容积至少为1L的玻璃瓶内，在采样后要尽早进行测定。如果必须贮存，则将样品贮于暗处。在有些情况下还要避免样品与空气接触。同时要避免温度的变化。 ⒊5 步骤 ⒊5.1 试料 将样品倒入250mL（或更大）量筒中，静置15min，倾取上层液体作为试料进行测定。 ⒊5.2 测定 将一组具塞比色管（3.3.2）用色度标准溶液（3.2.3）充至标线。将另一组具塞比色管用试料（3.5.1）充至标线。 将具塞比色管放在白色表面上，比色管与该表面应呈合适的角度，使光线被反射自具塞比色管底部向上通过液柱。 垂直向下观察液柱，找出与试料色度最接近的标准溶液。 如色度≥70度，用光学纯水（3.2.1）将试料适当稀释后，使色度落入标准溶液范围之中再行测定。 另取试料测定pH值。

眼镜质量检测方法

情境一学习 眼镜质量检测 任务一、用顶焦度计测量眼镜的顶焦度和轴位任务二、光学中心水平距离和垂直互差的测量 任务三、渐进多焦点眼镜的质量检测 任务四、眼镜片质量检测 任务五、配装眼镜棱镜度和棱镜底向的检测任务六、太阳镜的质量标准及测试方法 任务七、眼镜装配质量的要求和检查 任务八、配装眼镜的外观质量和整形要求 任务九、配装眼镜的检测 任务十、眼镜架检测 任务十一、无框眼镜外观质量检查 任务十二、瞳距尺、瞳距仪的使用 任务十三、镀膜镜片的膜层质量要求

任务一、用顶焦度计测量眼镜的顶焦度和轴位 一、学习目标 了解顶焦度计的工作原理，掌握顶焦度计测量眼镜镜片顶焦度和轴位的操作步骤 二、学习内容 (一)顶焦度计结构和工作原理 目前普遍使用的顶焦度计大致有三种:直视式顶焦度计、投影式顶焦度计及电脑焦度计。下面以直视式顶焦度计JDY-1型为例进行介绍。 图1-1-1为顶焦度计的光学系统图。 1,光源;2,滤色片;3,移动分划板;4,准直物镜;5,置片座;6,被测镜片;7,物镜;8,固定分划板;9,目镜

顶焦度计由准直系统和望远系统组成，如图1-1-1所示。光源1通过滤色镜2照明准直分划板3，准直分划板3可以前后移动，故又称移动分划板。望远系统分划板8是固定的。 在未放置被测眼镜情况下，移动分划板3位于准直系统物镜4的焦平面上，此时，通过望远系统目镜9，可以看到移动分划板清晰成像在固定分划板8上。这一位置即为顶焦度计的零位。 当在准直物镜前放置被测眼镜后，通过目镜9看到移动分划板像变得模糊，转动顶焦度测量手轮，使移动分划板前后移动，直到移动分划板能清晰成像在固定分划板上为止，移动分划板的移动量，即对应被测眼镜的顶焦度。 (二)测量前的准备 1．接通电源，灯泡亮。 2．调整望远系统目镜视度:转动目镜视度圈，能清晰看到望远系统固定分划板为止。 3．核对零位:转动顶焦度测量手轮，通过目镜观察到移动分划板清晰成像在固定分划板上，此时，顶焦度测量手轮的读数应为零。 如图1-1-2所示。

测量基本知识培训资料

测量基本知识培训资料

目录 一、全站仪的使用方法与步骤 二、简单介绍GPS全球定位系统组成及优点 三、工程测量基础练习

一、全站仪的使用方法与步骤 全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度(水平角、竖直角)测量、距离(斜距、平距、高差)测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。 全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机(CPU)是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器)、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置(接口)，输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。 目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。 (一)全站仪的操作与使用 1.全站仪的基本操作与使用方法 (1)测量前的准备工作 1)电池的安装(注意：测量前电池需充足电) ①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。 ②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。 ③向下按解锁钮，取出电池。 2)仪器的安置。 ①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。 ②将全站仪安置于点，对中、整平。 ③在两点分别安置棱镜。 3)竖直度盘和水平度盘指标的设置。 ①竖直度盘指标设置。 松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周(望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时)，竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。 ②水平度盘指标设置。 松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。 4)调焦与照准目标。

颜色测量方法及其局限性

phi;（λ）全印展，对于光源的测量，实际上 是要测定光源的相对光谱功率分布P（λ）；对于物体色的测量，则是测定物体的光谱光度特性，如反射物体的光谱辐亮度因数β（λ）和光谱反射比P（λ）、透射物体的光谱透射比τ（λ）等。在测得了色刺激函数φ（λ）之后，就可以根据色度学的三个基本方程求出被测颜色的CIE三刺激值X、Y、Z区域报道，将所选择的标准照明体的Y值调整到100。 颜色测量包括光源颜色的测量与物体色的测量两大类。物体色测量又分为荧光物体测量和非荧光物体测量。在实际生产和日常生活中，涉及到大量的非荧光物体测色颜色测量的方法分为目视测色和仪器测色两大类。其中，仪器测色又包括密度法、光电积分法和分光光度法。 一、目视法 目视法是一种传统的颜色测量方法。它是一种完全主观评价方法，同时也是最简单的一种方法。它将印刷品与标准样张直接进行人为比对，评价印刷品与标准样张呈色差异印刷商巡礼，同时还借助放大镜来细微地观察各色网点的形状和叠印状况，对网点的调值作定性评估。其实质是一种目视光度测定法，原理是利用加色混合定律，将各个分量的未知色加在一起，以描述所得的未知色。虽然对于色彩评价来说最可靠的方式是借助人眼出版，而且简单灵活，但是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。故障分析与排除 二、密度检测法 密度测量实际上并不直接测量密度值承印材料，只是测量反射光量和入射光量的大小，其中假设了反射光和密度计提供的光之间的差别是光的吸收量，也即印刷表面油墨层的吸收光量大小。密度测量考虑的是整个反射光谱的总体光量特性，实质上是评价印刷表面各色的亮度因数，而与色调无关。在彩色印刷中DTP，印刷油墨呈色实际上就是，油墨印在反射率较高的白纸上，从照射其上的光线中选择性地吸收了一部分波长的光，而反射剩余的光，此时密度反映了油墨对光波的吸收特性。习惯上所指的“彩色密度”是指测量时北人集团，通过红、绿、蓝三种滤色片分别来测量黄、品、青油墨的密度。密度只是物理吸收特性的度量，只表示黑或灰的程度。从这个意义上说彩色密度测量也只是黑度的测量，是同一种油墨饱和度的相对值的反映。密度测量法中使用的密度计有透射和反射两种，透射密度计测量透过胶片的光量或透过率，反射密度计测量从测试表面反射的光量或反射率利通，其基本工作原理如图一所示。由于印刷品上油墨膜层由湿到干过程中反射光的强弱是不一样的，故测定密度有一定误差，而加有偏振滤光镜的密度计可以克服墨膜的干湿造成的密度变化。彩色反射密度计已经成为印刷车间不可或缺的工具，它直观地反映了C、M、Y、K四色印刷的密度、网点百分比、油墨叠印率等，被广泛用于颜色和墨层厚度控制当中。当纳利 三、光电积分法 长期以来数字印刷机，密度法在颜色测量中占有很高的地位，但是随着CIE1976L*，a*，b*的应用逐渐普遍，并已遍及从印前到印刷的整个工作流程展会，以及密度测量已不足以满足印刷或其它行业的需要，人们越来越意识到色度的重要性，并且现代色度学的迅速发展也为光电积分仪器客观地评价颜色奠定了基础。 光电积分法是20世纪60年代仪器测色中采用的常见方法。它不是测量某一波长的色刺激值，而是在整个测量波长区间内，通过积分测量测得样品的三刺激值X、Y、Z糊盒，再由此计算出样品的色品坐标等参数。通常用滤光片覆盖在探测器上，把探测器的相对光谱灵敏度S（λ）修正成CIE推荐的光谱三刺激值x（λ）、y（λ）、z（λ）。用这样的三个光探测器接收光刺激时，就能用一次积分测量出样品的三刺激值X、Y、Z。滤光片需满足卢瑟条件，以精确匹配光探测器。卢瑟条件如下：

颜色测量仪器的原理及其应用

颜色测量仪器的原理及应用 学院：电子信息工程学院 班级：10印工（2）班 姓名：付 少 平 学号：2010401010227 2013.9.25

颜色测量仪器的原理及其应用 色彩是印刷复制的最关键要素，色彩的测量是印刷色彩控制的重要技术。目前采用数字化的色彩管理，对生产流程中各生产环节进行色彩特性的描述，是实现色彩准确再现的最好方法，而其前提与基础是色彩测量数据的准确性。 测色的原理：色彩测量实际上就是将人眼所产生的视觉感受，通过一定的测量手段转换成一定的数据来进行描述，并获得易于比较和控制的参数。下面介绍密度计、色度计、分光光度计的原理及其应用。 一、密度计的原理和应用 密度计由光源、透镜组、偏光镜（可选）、滤色片、传感器和电子系统、显示器等部分组成. 密度计利用的是内置的红、绿、蓝光学滤色片测量黄、品红和青颜色的光反射或透射率，计算得到密度值，这种基于三色滤色片的原理，使得其结构非常简单和使用广泛，但由于滤色片自身的缺陷，它也构成了密度计无法逾越的局限：只能够测量印刷品的密度值，而不包括对色相的表达,因而无法真实地反映颜色实际的视觉效果，形象地说是一种“色盲”测量设备。 此外，密度计测量还具有其他的一些局限性，如：应用的领域只局限于四色印刷工艺，虽然常用于辅助监控墨层厚度，但是密度和墨层厚度之间没有直接的联系。所以，密度计的用途在于用户可以根据其提供的最大/小密度、网点扩大和印刷反差等对软片或者是印版进行印前补偿及校正，指导生产管理人员正确地加网,确定墨量、曝光量、水墨平衡等控制参数,而不擅长色彩管理中颜色复制准确性的测量和控制。 二、色度计的原理和应用 色度计是用于测量物体色的三刺激值或色品坐标的仪器。光电色度计可以看成是一个反射率计，它带有一套专门的三滤色片，这不同于密度计的红绿蓝滤色片，这套滤色片根据CIE光谱三刺激值在色度计的每个通道中给光谱的各波长加权，它涉及的主要是反射率问题，而不是对数问题。 相对于密度测量，光电色度计能通过三刺激值具体描述颜色信息，而不是仅仅局限于亮度信息，由于其采用的仍是三滤色片原理，采样的光谱范围有限，因此导致精度不高，不适合高精度的色彩管理中颜色的测量和控制。

基于单片机的颜色识别系统

基于单片机的颜色识别系统设计 陈雷 ( 安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆246011) 指导教师：王陈宁 摘要：随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展，生产过程中长期以来由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被相应的颜色传感器所替代。本设计介绍了一种基于STC89C52单片机的颜色识别系统，并且采用TCS230颜色传感器进行识别，最终将颜色信息显示出来。本设计主要阐述了TCS230颜色传感器的颜色识别原理，论述了仪器的测量原理，介绍了白平衡的校准方法，给出了颜色系统设计的系统框图，完整的硬件电路的原理图，和软件的流程图。 关键词：STC89C52单片机，TCS230颜色传感器，颜色识别系统 1引言 目前的颜色传感器通常是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤波片，然后对输出信号进行相应的处理，才能将颜色信号识别出来；有的将两者集合起来，但是输出模拟信号，需要一个A/D电路进行采集，对该信号进一步处理，才能进行识别，增加了电路的复杂性，并且存在较大的识别误差，影响了识别的效果。TAOS（Texas Advanced Optoelectronic Solutions）公司最新推出的颜色传感器TCS230，不仅能够实现颜色的识别与检测，与以前的颜色传感器相比，还具有许多优良的新特性。本设计以STC89C52单片机为控制核心，利用颜色传感器TCS230设计一颜色识别系统，并能够辨别生活中的各类颜色。 2 颜色识别系统的工作原理 2.1 TCS230芯片的结构框图与特点 TCS230是TAOS公司推出的可编程彩色光到频率的转换器，它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器，TCS230的输出信号是数字量，可以驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入，因此可直接与微处理器或其他逻辑电路相连接。由于输出的是数字量，并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度，因而不再需要A/D转换电路，使电路变得更简单，当入射光投射到TCS230上时，通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波（占空比是50％），不同的颜色和光强对应不同频率的方波；还可以通过输出定标控制引脚S0、S1，选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。下面简要介绍TCS230芯片各个引脚的功能。 图1 TCS230引脚图 TCS230的S0、S1用于选择输出比例因子或电源关断模式；S2、S3用于选择滤波器的类型；OE

测量基础知识

控制测量 控制网具有控制全局，限制测量误差累积的作用，是各项测量工作的依据。对于地形测图，等级控制是扩展图根控制的基础，以保证所测地形图能互相拼接成为一个整体。对于工程测量，常需布设专用控制网，作为施工放样和变形观测的依据。 在一定区域内，为大地测量、摄影测量、地形测量和工程测量建立控制网所进行的测量。 包括：①平面控制测量，是为测定控制点平面坐标而进行的；②高程控制测量，为测定控制点高程而进行的；③三维控制测量，为同时测定控制点平面坐标和高程或空间三维坐标而进行的。 在测区内，按测量任务所要求的精度，测定一系列控制点的平面位置和高程，建立起测量控制网，作为各种测量的基础，这种测量工作称为控制测量。 在一定的区域内为地形测图或工程测量建立控制网（区域控制网）所进行的测量工作。分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制网与高程控制网一般分别单独布设，也可以布设成三维控制网。 控制测量的基准面是大地水准面，与其垂直的铅锤线是外业的基准线。 大地水准面：由于海洋占全球面积的71%，故设想与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水准面，它是一个没有褶皱、无棱角的连续封闭面。 平面控制网 常用三角测量、导线测量、三边测量和边角测量等方法建立。 三角测量 三角测量是建立平面控制网的基本方法之一。但三角网（锁）要求每点与较多的邻点相互通视，在隐蔽地区常需建造较高的觇标。 导线测量 导线测量布设简单，每点仅需与前后两点通视，选点方便，特别是在隐蔽地区和建筑物多而通视困难的城市，应用起来方便灵活。随着电磁波测距仪的发展，导线测量的应用日益广泛。

颜色的测定

实验二颜色的测定 目的要求： 1、了解真色、表色、色度的含义； 2、掌握铂钴标准比色法和稀释倍数法测定水的色度的原理和方法。 仪器： 1、实验室常用仪器 2、50mL 具塞比色管，其刻线高度应一致； 3、pH 计。 适用范围： 天然和轻度污染水可用铂钴比色法测定色度，对工业有色废水常用稀释倍数法辅以文字描述。 A、铂钴比色法 一、实验原理： 用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色。每升水中含有1mg 铂和0.5mg 钴时所具有的颜色，称为1 度，作为标准色度单位。 如水样浑浊，则放置澄清，亦可用离心法或用孔径为0.45μm 滤膜过滤以去除悬浮物，但不能用滤纸过滤。 二、试剂 1、光学纯水；用在蒸馏水或去离子水中浸泡1 小时的0.2μm 的滤膜过滤的蒸馏水或去离子水； 2、铂钴标准溶液：称取1.246g 氯铂酸钾和1.000g 氯化钴溶于100mL 光学纯水中，加100mL 盐酸，用水定容至1000mL。此溶液色度为500 度，保存在密塞玻璃瓶中，存放暗处。 三、测定步骤： 1.标准色列的配置：向50mL 比色管中分别加入0、0.50、1.00、1.50、 2.00、2.50、 3.00、3.50、 4.00、4.50、 5.00、 6.00 及 7.00mL 铂钴标准溶液，用水稀释至标线，混匀。各管的色度依次为0、 5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60 和70 度。 密塞保存于暗处，温度不超过30℃，可稳定一个月。 2.水样的测定 a.分取50.0mL 澄清透明水样于比色管中，如水样色度较大，可酌情少取水样，用水稀释至50.0mL。 b.将水样与标准色列进行目视比较。观察时，可将比色管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底部向上透过液柱，目光自管口垂直向下观察，记下与水样色度相同的铂钴标准色列的色度。 c.另取试料测定pH 值。 四、结果表示： 色度=A*V1/V0 式中：A——稀释后水样相当于铂钴标准色列的色度； V1——样品稀释后的体积； V0——样品稀释前的体积。 B、稀释倍数法 一、实验原理： 将有色工业废水用无色水稀释到接近无色时，记录稀释倍数，以此表示该水样的色度。并辅以用文字描述颜色性质，如深蓝色、棕黄色等。 二、试剂 光学纯水。 三、测定步骤： 1、取100-150mL 澄清水样置烧杯中，以白色瓷板为背景，观察并描述其颜色种类。 2、分取澄清的水样，用水稀释成不同倍数，分取50mL 分别置于50mL 比色管中，管底部衬一白瓷板，

光柱镭射纸颜色测量方法的比较

光柱镭射纸颜色测量方法的比较 光柱镭射纸凭借炫丽的亮彩虹效果而受到包装印刷 行业的青睐，特别是在烟、酒和化妆品等包装领域得到了广泛应用。在采用光柱镭射纸进行印刷之前，技术人员首先需要确定同一批次或不同批次光柱镭射纸的颜色是否一致，但光柱镭射纸炫丽的亮彩虹效果给测量带来了一定的困扰，不同颜色测量仪器的颜色测量结果具有很大的差异性，且重复性也较差。因此，目前印刷企业常采用目视观察法对光柱镭射纸的彩虹光柱和色差进行比较，但目视观察法往往会受到主观因素的影响，稳定性和一致性差。为此，寻求一种客观 的测量方法迫在眉睫。 本文以3 种不同测量条件的分光光度计X-Rite 7000A 、X-Rite MA68 n和X-Rite SpectroEye为例，对光柱镭射纸的 颜色测量方法进行探析，帮助印刷企业把好质量关。 不同颜色测量仪器的测量条件 X-Rite 7000A 积分球式分光光度计采用漫反射光源照 射，在某一固定角度接收输出光，如图1a所示。该仪器有包含镜面反射（SCI）和排除镜面反射（SCE）两种测量条件， 还有圆形大测量孔径（LAV）和椭圆形小测量孔径（SAV） 可供选择，颜色测量模式如表1 所示。其中，大孔径的直径

为25.4mm ，小孔径的尺寸为 7.5mm X 10mm 。 X-Rite MA68 n 多角度分光光度计光源的照射方向与被 测样品法线的夹角为 45°，接收方向与镜面反射光的夹角分 别为 15°、25 °、45°、75° 和 110°,如图 1b 所示。 X-Rite SpectroEye 分光光度计采用环形光源照射，光源 与被测样品的夹角为 45°,接收角度为0°,如图1c 所示。 为统一比较， 3 种颜色测量仪器选用的光谱测量范围为 400?700nm ，光谱采样间隔为 10nm 。 光柱镭射纸的颜色测量 由于光栅的衍射作用，光柱镭射纸在不同观察角度可呈 现彩虹光柱的效果（如图 2所示），其中标注的 L 为某一方 向光柱镭射纸上两条相邻光柱的间隔。 为方便比较，在颜色测量时，按照平行光柱方向（ X 方 向）和垂直光柱方向（ Y 方向）来划分一张光柱镭射纸，随 这样， 不同采样点即可用字母和数字的组合来表示， 如 A-3、 C-7、D-2、E-9 等。 颜色测量结果比较分析 方向上分别进行测量，测量值为 CIE1976L*a*b* 色度空间下 的L*、a*、b*值，随后分别比较3种仪器的颜色测量结果。 需要注意的是，在沿X 方向和丫方向上的采样位置进行测量 时，须保证分光光度计和光柱镭射纸的平面夹角保持不变。 后如图 3 所示取不同的测量采样点。其中， A 、B 、C 、D 、E 为X 方向上的采样点编号，1?11为丫方向上的采样点编 号， 号。 以相邻两条光柱为基准，在光柱镭射纸的 X 方向和 Y

测量学基础知识问答题汇总

问答题 （一）测量学基础知识 1.地面上一点得空间位置在测量工作中是怎样表示的 平面位置和高程 2.何谓绝对高程，相对高程，高差 地面点到大地水准面的垂直距离称为绝对高程; 地面点到假定水准面的垂直距离称为相对高程;两个地面点之间的高程之差称为高差。 3.试述测量工作平面直角坐标系与教学计算中平面直角坐标系的不同点 量坐标系的X 轴是南北方向,X 轴朝北,Y 轴是东西方向,Y 轴朝东, 另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排,这些正好与数学坐标系相反 4.普通测量学的任务是什么 用地面作业方法, 将地球表面局部地区的地物和地貌的等测绘成地形图,由于测区范围较小,为方便起见, 可以不顾及地球曲率的影响,把地球表面当作平面对待。 5.何谓水准面

假设某一个静止不动的水面延伸而穿过陆地,包围整个地球,形成一个闭合曲面,称为水准面 6.水平面与水准面有何区别 7.确定地面点位要做哪些基本测量工作: 角度、距离、高差 8.在测量中，采取哪些措施来保证测量成果的正确性 1，用对称观测消除，也就是多次测量求，2，用计算的方法改正测量值，就是。3，每次观测都要步步要。4，每次测量时的整平和调整。4，遵循测量的原则进行测量，由整体到局部，先控制后碎步，从高级到低级，步步检核，步步计算。。严格遵循和测量程序和方法。。 9.何谓正、反方位角 :测量工作中的直线都具有一定的方向,以A 点为起点, B 点为终点的直线AB 的坐标方位角α AB ,称为直线AB 的正坐标方位角。而直线BA 的坐标方位角α BA ,称为直线AB 的反坐标方位角。 10.为了保证一般距离丈量的境地，应注意哪些事项 11.直线定向的目的是常用什么来表示直线方向 直线定向的目的是确定直线与标准方向线之间的夹角关系; 用真子午线方向、磁子午线方向、坐标轴方向来表示直线方向。