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在沒有測色儀之前，顏色的辨別只能通過人眼來判斷，但大家都知道，看顏色的結果受三個要素的影響：觀察者、光源、物體、觀察者。它們中任一個變化都會導致結果的變化，所以必須有一個標準的、客觀的設備或儀器來得出量化的數據。CIE照明委員會將此量化，即把光源、物體反射率或透射率、標準觀察者用數字來表示，替代人眼造成的不客觀性。
1、觀察者，你可以認為是人眼或者是儀器的檢測器，但在色度學概念中，我們叫2度或10度視角，這是因為隨著醫學及生物學的發展，科學家在1931年及1964年分別發現人眼視網膜上有對顏色敏感的桿體及椎體細胞負責明暗和顏色視覺，而這些細胞的分布與瞳孔及物體所形成的夾角是2度和10度，所以我們通稱為標準觀察者。
測色儀是模擬并替代人眼觀察顏色，并給出結果的客觀儀器，它的光源現在技術一般是模擬D65光源，多為閃光氙燈，好的儀器的光源是D65光源模擬日光的時候，其中UV（紫外）部分也模擬得非常像，而且如果夠標準的話都會配紫外和可見光比例校正板給客戶，這樣，光源是足可以放心了。但還有觀察者和其它很多因素決定著一臺測色儀器的優劣。
測色儀從結構上來看分為兩種：積分球和45°/0°或0°/45°。積分球結構業內一般叫d/8°結構，d是diffuse的縮寫，由一束光照在積分球內壁上在積分球里混合后形成入射光，積分球涂層是白色的高反射物質，這些物質必須長年不變化，保持高反射和穩定才會使光源穩定。市場上的美國HunterLab和X-Rite的積分球用的物質都是的物質，比傳統BaSO4要耐候的多。積分球的尺寸ASTM也有規定，6.5英寸，相當于165mm直徑的積分球，而市場上的很多手提式或便攜式測色儀只不過是為了方便而已，并不是標準的可信賴的儀器。
45/0結構儀器是45度角入射到樣品，0度角接收，照明方式和人眼看的方式接近，不考慮鏡面反射光的影響，所以測量結果也會和人眼看的很接近。
現在顏色的演變日新月異，經常有技術出現，像干涉顏料，效果顏料，通常說變色龍顏料，珠光漆，金屬漆等。市場上多角度測色儀有好幾款，但基本上都是光源、物體、檢測器三點處于同一平面。對于顏色變化很大的當前樣品來說，如果要間隔更小角度，很顯然，固定角度的多角度測色儀是無法解決的。而且現在的顏料技術更是朝著不同平面顏色不同的效果上發展，這樣就需要多平面多角度測色，更高技術可以選擇配色，配出來后的顏色在不同角度上和標準樣很接近。
從分光原理上來看，分為兩種，三刺激值和分光原理，前者通過模擬紅綠藍三原色，大概估計出顏色，但對計算其它顏色指數非常不-它沒有反射率或透射率，它只有三個點參與計算，它沒有標準觀察者和視角。
分光原理測色儀就理想很多了，通過光照射到樣品上，經過反射到光柵分光，然后光信號轉換成電信號，zui終轉算成數字信號。其中光源、光柵、光信號放大裝置、光電轉換器等等環節都要求非常高，計算過程是從光源光譜能量*反射率（透射率）*觀察者（2度/10度視角-xyz值）*系數的積分值得到相應的XYZ三刺激值，然后通過轉換得到Hunter Lab或CIE L*a*b*及其它指數或色度標尺。
測色儀，廣泛應用于塑膠、印刷、油漆油墨、紡織服裝等行業的顏色管理領域，根據CIE色空間的Lab，Lch原理，測量顯示出樣品與被測樣品的色差△E以及△Lab值，反射率等數據。
2、光源通常是被認為發光的物質，但色度學概念中，光源是各種不同的能量光譜組成的照明體，它是一個在不同波段（如400nm）有自己特定能量的圖譜。通常人眼能觀測的電磁光譜中可見光的范圍是400-700nm，但CIE（照明委員會）發現并規定360-780nm才是的可見光范圍。而大家知道，光源的不同會導致看顏色的不同，那是和光源本身特性相關的，也就是說，不能能量分布的光源照明體會導致看顏色的結果不同。我們國家常用的光源有D65光源，C光源，A光源，TL84光源，CWF光源，U30光源等等，他們的能量圖譜都不同。
3、物體就是我們通常說的待測樣品，它可以是你的標樣也可以是你的試樣。各行業的樣品*不同，但它們都有相同的特性，樣品本身的著色劑（染料、顏料等等）對光有吸收，繼而帶來反射或透射的不同。
測色儀廣泛應用與化工、食品、塑料、涂料、建筑等行業，通過測得的三刺激色XYZ，可以算出很多顏色指數。
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