1 前 言
人类生活在五彩世界里。 颜色与人民生活密切相关。随着科学技术的发展 ,颜色的测量和控制 ,在许多领域尤为重要 ,如纺织印染、造纸、印刷、电影、电视、医药及食品等行业 ,颜色是评定产品质量的主要指标之一。物体的颜色有两类 , 一类是自发光的光源色。 如太阳、烛光、电灯等。 它们的光色由自发光的光源的光谱功率分布 S(λ)所决定 ;另一类是普遍的非自发光物体色 ,或称表面色。 它们必须在一定的光照条件下才显现出各种颜色。 它们的颜色随着照明光源的不同而不同。可见 ,通常的颜色 , 除了物体本身的物理特性外 , 照射在它上面的光源起着决定性的作用。

2 CIE标准照明体和标准光源
自然光照是多变的 , 为统一颜色测量 ,国际照明委员会 ( CIE)根据光源的色温和显色性等对色度的影响 ,规定了色度学标准照明体和标准光源。
2. 1 标准照明体
标准照明体的相对光谱功率分布在影响物体颜色的波长范围内 ,具有某一相对光谱功率分布的辐射叫照明体。它是指特定的光谱功率分布 , 数值曲线 (见图 ) ,可用于色度学计算 ,不一定有物理实体或人工光源来实现。 CIE规定的标准照明体有:标准照明体 A: 即 1990国际实用温标绝对温度为 2856K时完全辐射体 (黑体 )的光 谱 功率 分 布。 它 的 色品 坐 标 点 落 在CIE1931色品图的黑体轨迹上。
标准照明体 C: 即相关色温为 6774K的平均昼光。它的光色近似薄云天空的日光 ,其色坐标点位于黑体轨迹的下方。标准照明体 D65: 即相关色温为 6504K的时相昼光 ,它的色坐标点在黑体轨迹的上方。其他标准照明体 D,如 D55 , D75等。
2. 2 标准光源
用人工光源来实现 CIE规定的标准照明体 ,可用于实验室的研究和评色的实际应用。 CIE推荐的标准光源有:标准光源 A: 由相关色温为 2856K的充气钨丝灯来实现;标准光源 C: 是用 A光源结合一组特定的戴维斯· 吉伯逊液体滤光器来实现 6774K的标准 C照明体。
标准光源 D65: 目前 CIE还没有推荐 D65照明体的人工光源。但在实际应用中 ,人们需要人工昼光 ,尤其是对于含有荧光物质的物体颜色 ,紫外辐射能激发荧光 , 使颜色变得鲜艳强烈 ,而标准光源 C是在 A光源的基础上组合而成的 ,它缺乏近紫外区的光谱功率辐射 ,见图。这与具有丰富紫外辐射的日光不相符合。 故国内外多采用氙灯和特种荧光灯来近似实现 D65和其他 D标准照明体 , 以模拟昼光照明。
3 目视比色
人眼具有很强的辨色能力 ,一般对于颜色的评价可采用目视比色 (目测 )和仪器测量两种方法。 通常测色仪器内部都带有照明光源 , 对目测比色来说 , 就必须具备合适的标准光源。
3. 1 自然日光
作为比色用自然日光 ,在我国应是有部分白云的北方天空光 ,称北空光或北窗光。一般是选择在高层楼上的房间 , 光线由朝北的窗户入射 ,并采用大窗采光。 时间应是上午10时至下午 15时。窗外应没有红墙、绿树等彩色物体的反射光。 但是由于天空自然光多变的因素十分复杂 ,即使在同一晴天 , 不同时相 ,日光的光谱功率分布和色温也有很大差别 ,影响观察者的判别 , 因此不能随时进行比色 ,给正确辨色带来困难。
3. 2 人造日光
CIE推荐的标准照明体 D, 是根据在日出两小时后和日落前两小时的时间内 ,对622种不同天气、不同地区、不同时间的典型天空自然光进行分析与研究所得的结果。 它们的综合效果组合成标准照明体 D,能代表各 种典型的天空自然光。 一般常用的为7504K的 D75、 6504K 的 D65和 5503K 的 D55标准照明体等。
在目测判断物体颜色工作中 ,采用稳定的模拟标准照明体 D的人造 D65光源代替以前用的北空光是必要的、合适的。

4 便携式色匹配箱
为了满足一些颜色匹配和色质评价行业和部门的需要 ,我们研制了专供目视比色用的便携式色匹配箱 , 提供了稳定可靠的标准光源 , 把阳光引进室内。
4. 1 色匹配箱的标准光源
标准光源 A: 色温为 2856K的白炽钨丝灯泡 , 发出的光与黑体很好地匹配。标准光源 D65: 是用多层荧光材料的高显色荧光灯 ,因其特殊的荧光粉的配方和工艺 , 使得它有 6500K左右的色温和大于 90的显色指数。
标准光源 D55: 采用 16W2D节能荧光灯管 ,色温在 5000K附近 ,且有大于 70的显色指数。
还可以根据不同的要求安装 D75光源。有的工作在目测颜色的同时 ,还需观察样品的荧光特性。 在色匹配箱中可安装紫外光源 ,它的辐射中心波长在 365. 0nm, 发出的紫外辐射可激发样品中的荧光物质发出荧光。
4. 2 标准光源的测定
使用国家色温标准灯或光谱辐射标准灯 ,用单色仪分光 ,采用比较法 ,测量得到待测光源的相对光谱功率分布。 利用光度学和色度学的有关公式 ,计算出所用光源的色温和一般显色指数。 色匹配箱中的光源所给出的数据 ,均能溯源到国家基准。
4. 3 色匹配箱的其他特点
( 1) 在色匹配箱内壁涂以亮度因数为15%左右的中性灰色 ,对测定颜色的观察者没有干扰。
( 2) 色匹配箱中配有 CIE标准光源 A和 D65 ,或其他光源 , 可以进行条件等色的目视评定 ,只需直接改变箱内的光源光照条件 ,就可进行比色。
( 3) 色匹配箱结构紧凑、操作方便、外形美观大方 ,便于携带或安装。无论在室内还是野外都能提供一个可切换几种不同标准照明光源的稳定可靠的人工照明环境 ,而价格低于同类进口产品。