標準照明體和幾何條件有什么用？

《標準照明體和幾何條件》是一本規(guī)定色度學(xué)中標準照明體、顏色測量儀器的幾何條件的書籍，也是規(guī)定了國內(nèi)顏色測量的一系列標準。本文就為大家簡單的介紹一下！

標準照明體和幾何條件范圍：

本標準對應(yīng)于國際照明委員會出版物CIE 15：2004《色度學(xué)》和CIE S 005：1999《應(yīng)用于色度學(xué)的標準照明體》，與CIEl5：2004和CIE S 005：1999的一致程度是非等效，主要差異是在表1、表2、表3中增加了照明體C的光譜功率分布和色度值。

本標準代替GB／T 3978—1994《標準照明體及照明觀測條件》。

本標準與GB／T 3978—1994相比主要變化如下：

——修改標準名稱為“標準照明體和幾何條件”；

——將范圍修改為：“本標準適用于顏色測量、計算和評價中照明體和幾何條件的應(yīng)用和表示。”；

——修改照明體、CIE標準照明體、CIE光源的定義（本標準的3.1～3.3），增加幾何條件、參考平面、采樣孔徑等定義（本標準的3.4～3.10）；

——修改原標準中的6種標準照明體為2種：A和D65（本標準的4.1和4.2）；

——增加計算CIE標準照明體A的相對光譜功率分布SA（λ）的式（1），并說明成立條件；

——增加照明體D的色品坐標和相對光譜功率分布計算方法（本標準的4.3.3和4.3.4）；

——修改“照明觀測條件”為“幾何條件”；將原標準中4個反射測量幾何條件增加為10個（6.1.1～6.1.10）；4個透射測量幾何條件增加為6個（6.3.1～6.3.6），修改幾何條件的表示方法和實現(xiàn)方式，增加應(yīng)用說明（6.2和6.4）；

——增加漫射：8。幾何條件的積分球示意圖（圖1）和45。單方向／垂直幾何條件示意圖（圖2）；

——按GB／T 1.1—2000對原標準進行編輯性修改。

CIE新推薦的標準照明體和幾何條件：

國際照明委員會（CIE）對應(yīng)用于色度學(xué)的幾何條件作了新的規(guī)定，包括10種反射測量和6種透射測量幾何條件。與以往相比，這些規(guī)定中包含了對照明和探測實現(xiàn)方式更具體的描述，有利于色度測量的標準化。

2004年以前CIE推薦幾何條件

物體色的顏色測量是通對光譜或三刺激值的測量來實現(xiàn)的，因此測量結(jié)果與光源、探測器和樣品的相對位置關(guān)系，即幾何條件有關(guān)。同樣的，對顏色樣品的目視評價也會受照明和觀察的幾何條件影響，測量結(jié)果和目視評價的相關(guān)程度依賴于儀器測量的幾何條件對實際觀察時的幾何條件的模擬程度。

在2004年之前，CIE根據(jù)人眼觀察物體的主要方式規(guī)定了4種反射測量的幾何條件和4種透射測量的幾何條件。以反射測量為例，如下圖所示，這些幾何條件包括：0/d(垂直照明/漫射接收)，d/0(漫射照明/垂直接收)，0/45(垂直照明/45°接收)和45/0 (45°照明/垂直接收)

CIE在2004年以前的4種反射測量的幾何條件

根據(jù)CIE規(guī)定在0/45，45/0，d/0三種條件下測得的光譜反射因數(shù)稱為光譜輻亮度因數(shù)，分別記為ρ0/45 、ρ45/0 、ρd/0 ；在0/d條件下測得的光譜反射因數(shù)稱為光譜反射比ρ。

2004年CIE推薦幾何條件

隨著儀器制造業(yè)和其它顏色應(yīng)用的不斷發(fā)展，幾何條件的實現(xiàn)方式多種多樣，上述幾何條件的表示方法已經(jīng)不能全面地闡述測量狀態(tài)。例如規(guī)則反射成分或鏡面反射成分是否包含、45/0條件中入射光的實現(xiàn)方式等均未能在符號中表示。因此，CIE于2004年在其出版物中對幾何條件的表示方法進行了修訂，并取消了儀器測量中“照明/觀測條件”的提法，代之以“幾何條件”以避免與目視觀察條件相混淆。

對于物體反射色度的測量，CIE規(guī)定了如下10種幾何條件

?(1) 漫射：8°幾何條件，包含鏡面成分；簡寫符號為di:8°

這里，di 是 Diffusion 和Included的縮寫。如下圖所示，取樣孔徑被以其平面為界的半球內(nèi)表面從各個方向均勻地照明，測量區(qū)域過充滿。探測器對取樣孔徑區(qū)域的響應(yīng)均勻，反射光束軸線和樣品中心法線成8°角，在接收光束軸線5°內(nèi)的所有方向上認為取樣孔徑反射的輻射是均勻的。

CIE的di:8°幾何條件

(2) 漫射：8°幾何條件，排除鏡面成分；簡寫符號為de:8°

這里，de 是 Diffusion 和Excluded的縮寫。如下圖所示，首先滿足di:8°的條件，但是用一個光澤陷阱取代了di:8°的反射平面。因此將單面的平面反射鏡放置于取樣孔徑處時，沒有光反射到探測器方向，并且在這個方向的1°以內(nèi)也沒有鏡面反射，以便為儀器雜散光或?qū)收`差留有寬容度。

CIE的de:8°幾何條件

(3)? 8°：漫射幾何條件,包含鏡面成分；簡寫符號為8°:di

該幾何條件滿足di:8°的條件，但照明光源與探測器的光路相反。因此取樣孔徑被與法線成8°角的光照明，以參考平面為界的半球收集取樣孔徑反射的各個角度的通量，如下圖所示

CIE的8°:di幾何條件??????

(4)? 8°：漫射幾何條件，排除鏡反射成分；簡寫符號為8°:ｄe

該幾何條件滿足de:8°的條件，但照明光源與探測器的光路相反，如下圖所示。CIE的8°:de幾何條件

(5) 漫射/漫射幾何條件，簡寫符號為d:d

該幾何條件的照明滿足di:8°的條件，且以參考平面為界的半球收集取樣孔徑反射的各個角度通量。

(6) 備選的漫射幾何條件(d:0°)

該幾何條件是備選漫射幾何條件，它的出射方向沿著樣品法線，這是嚴格的不包含鏡面反射的幾何條件。

(7) 45°環(huán)帶/垂直幾何條件(45°a:0°)

這里，a是annular的縮寫。如下圖所示，從頂點位于取樣孔徑中心，中心軸位于取樣孔徑法線上，半角分別為40°和50°的兩個正圓錐之間各個方向射來的光均勻地照明取樣孔徑；探測器從頂點位于取樣孔徑中心，中心軸沿樣品法線方向半角為5°的正圓錐內(nèi)均勻接收反射輻射。這種幾何條件可以將樣品質(zhì)地和方向的選擇性反射影響降至最低。如果這種照明幾何條件是由多個光源以接近于形排列來近似得到，或者由多根出光口排列成圓形且被單個光源照明的光纖束近似得到，就得到圓周/垂直幾何條件(45°c:0°)。

CIE規(guī)定的45°a:0°幾何條件

(8) 垂直 /45°環(huán)帶幾何條件(0°:45°a)

其中角度和空間條件滿足45°a:0°的條件，但照明光源與探測器的光路相反。因此取樣孔徑被垂直照明，反射輻射被中心與法線成45°角的環(huán)帶接收。

(9) 45°單方位/ 垂直(45°ｘ:0°)

其中角度和空間條件滿足45°ａ：0°的條件，但輻射只從一個方位角發(fā)出，這排除了鏡反射，但突出了質(zhì)地和方向性。符號中ｘ表示入射光束從某任意方位照射參考平面。

(10) 垂直 45°單方位(0°:45°ｘ)

其中角度和空間條件滿足45°ｘ：0°的條件，但光路相反。因此樣品表面被垂直照明，從與法線成45°角的某個方位接收反射輻射。

CIE規(guī)定，在幾何條件符合(1)、(2)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)的情況下測量的結(jié)果是光譜反射因數(shù)；當測量張角足夠小時，反射因數(shù)的量值與輻亮度因數(shù)的量值相同。符合幾何條件（3）且積分球為理想積分球時，測量結(jié)果為反射比，也是臺式分光光度計最常采用的幾何條件。因此在45°ｘ:0°條件可以給出輻亮度因數(shù)β45:0；在0°:45°ｘ條件下可以給出輻亮度因數(shù)β0:45；在di:8°條件下可以給出輻亮度因數(shù)βdi:8，它接近于輻亮度因數(shù)βｄ:0；在8°:di條件的測量結(jié)果是反射比ρ。