測色

3.2. 測色#

分光測色法(Colorimetry)は、可視スペクトル全体(通常400 nmから700 nm)にわたる光とサンプルの相互作用を記述し、その色を数値で表現します。測色は、可視範囲で動作するすべての分光器で利用可能であり、分析 ‣ 測色を使用してアクセスし、測色ウィンドウ図 3.6)を表示できます。

参考

測色が実際にどのように機能するかを見るには、アプリケーション例光源とカラーチャートの色彩測定を参照してください。

測色分析は以下の手順を実行します。

  • 生スペクトルデータ(不透明な固体の場合のスペクトル反射曲線、または透明な液体/固体の場合のスペクトル透過曲線)は、特定の照明条件の下で人間の目が色をどのように知覚するかに対応する測色値に変換されます。

  • スペクトル曲線データは、標準観測者関数(例:CIE 1931 標準観測者)と標準光源データ(例:昼光のD65)を用いて数学的に統合され、\(X\)\(Y\)、および\(Z\)の三刺激値が計算されます。これらの値は、それぞれ知覚される赤、緑、青の光の量を表します。三刺激値(\(X, Y, Z\))は、これら3つの関数の積を可視スペクトル全体で積分することによって計算されます。

    \[X = k \sum_{\lambda} R(\lambda) S(\lambda) \bar{x}(\lambda) \Delta\lambda\]
    \[Y = k \sum_{\lambda} R(\lambda) S(\lambda) \bar{y}(\lambda) \Delta\lambda\]
    \[Z = k \sum_{\lambda} R(\lambda) S(\lambda) \bar{z}(\lambda) \Delta\lambda\]

    ここで:

    • \(R(\lambda)\)は、測定されたスペクトル曲線(分光光度計からのもの)です。

    • \(S(\lambda)\)は、選択された光源のSPDです。

    • \(\bar{x}, \bar{y}, \bar{z}\)は、CIE測色関数です。

    • \(k\)は、正規化定数です。

    \(Y\)値は、サンプルの絶対輝度または明度を表すため、特に重要です。

  • \(X, Y, Z\)値は、以下の比率を使用して2つの色度座標(\(x\)\(y\))に変換されます。

    \[x = \frac{X}{X + Y + Z}\]
    \[y = \frac{Y}{X + Y + Z}\]

    そして、色度図(例:CIE 1931 \(xy\)色度図)にプロットされます。これは、色の明度(輝度)とは独立して、色相と彩度のみを示す2次元投影図です(図 3.6右パネル)。

  • \(X, Y, Z\)値は、CIE \(L^*a^*b^*\)(Lab)空間のような均等色空間の座標に変換されます。

    • \(L^*\):明度(0=黒、100=白)。

    • \(a^*\):赤/緑軸(+a=赤、-a=緑)。

    • \(b^*\):黄/青軸(+b=黄、-b=青)。

  • CIE \(X, Y, Z\)三刺激値は、D65白色点を使用して画面表示用のRGB(赤、緑、青)に変換されます。

../_images/analysis_colorimetry.png

図 3.6 測色ウィンドウ#

測色ウィンドウは、上から下へ4つのセクションに分かれています。

  1. 上部のバーでは、分析で使用される光源測色関数を設定できます。

  2. 色の結果ビュー。これには以下が含まれます。

    • 計算された色の視覚的な表現

    • RBG、HSL、およびCIE \(L^*a^*b^*\)色空間での色値

    ヒント

    色値はドラッグ&ドロップでコピーできます。

  3. スペクトルビュー。選択されたスペクトルと(オプションで)選択された光源が表示されます。

  4. 色度図\(x\)\(y\)色度座標における選択されたスペクトルの位置は、円で示されます。この円の輪郭は、選択されたスペクトルの色に対応します。

ヒント

測色は、リアルタイム(スペクトル記録中のライブ分析)と取得後の両方で機能します。保存されたスペクトルを分析するには:

複数のスペクトルを同時に分析できます(例については図 4.6を参照してください)。

測色ウィンドウ(図 3.6)からは、以下の設定にアクセスできます。

測色関数

標準観測者関数を選択します。

光源

スペクトルを記録するために使用された光源を選択します。光源には以下が含まれます。

  • 異なる色温度を持つ標準白熱光源(A〜D)

  • 蛍光灯

  • LED光源

参考

LED光源の例については、図 4.5を参照してください。

表示

スペクトルプロットでの選択された光源スペクトルの表示を切り替えます(図 3.6の左パネルの黒いトレース)。

プランク軌跡

色度図におけるプランク軌跡(または黒体軌跡)の表示を切り替えます。これは、理想的な黒体放射体の色が絶対零度から無限大まで温度が上昇するにつれてどのように変化するかを表す曲線状の参照線です。

参考

相関色温度(CCT)などの詳細については、放射測定に関する節 3.3を参照してください。