顏色是大腦經過眼睛和視神經所刺激的感覺，它是物體性質和光源性質共同作用的結果。國際照明委員會CIE為了對客觀的顏色進行量化，就規定了幾種顏色描述的系統，常見的就有XYZ顏色系統和Lab顏色系統。而顏色測量大多以此為標準，對顏色進行數字化的描述。本文對顏色描述系統的類型和顏色測量的方法做了介紹。

顏色的基本概念：

產生顏色的感覺是3個要素組合的結果。

照亮物體的（入射）光源；

反射或透射部分入射光的物體；

接收物體反射光線的眼睛或儀器。

1.光源

在日常生活中，我們可區分出兩類光源——自然光源和人工光源。自然光很難以定義，因為它與觀察者相對于太陽的位置、地理位置、一天的時刻、一年的時期和氣候有關。人工光很多，亦定義困難，因為對于一種給定類型的光源不可能獲得嚴格一致的光譜分布。為了解決這些困難，國際照明委員會定義了幾個由發射光譜線代表的標準光源。A光源：鎢絲燈光；B光源：太陽直射光；C光源：在精確條件下感受到的日光；D65光源：對應于新測量方法的日光，它趨于替代C光源。

2.物體表面

根據物體表面的性質不同，一束入射光線照射到物體表面上會有不同的表現。一束入射光可被物體表面部分或全部反射；部分或全部透射；部分或全部吸收。

例如，白色表面反射所有波長的人射光，黑色表面吸收所有波長的入射光，綠色表面只反射入射光的綠色射線部分而吸收其他射線。

一束光線照射到不透明物體上將反射或被吸收。反射部分的光線將保持和入射光同樣的光譜分布，反射光構成光澤。吸收部分的光線將被部分反射（漫散），其光譜成分不同于入射光，光譜分布很特定，決定著物體的顏色。因此不透明物體有一種特殊的光譜成分來確定它的顏色。

3.顏色

顏色是大腦經過眼睛和視神經所刺激的感覺，這種感覺是入射光照到觀察表面上所反射出的光線產生電脈沖的結果，也就是顏色是物體性質和光源性質共同作用的結果。正常人的眼睛對顏色很敏感，能很容易地區分相近的顏色，能認出100萬種不同的顏色。

患色盲的人的眼睛對某種顏色不太敏感。例如綠色色盲對綠色不敏感，但對紅色光束比紅色色盲要敏感。

影響正常人的眼睛對物體顏色的主觀判斷的因素主要有：物體本身的性質；光源種類和明暗；物體大小及背景環境；眼睛對觀察環境的適應性；觀察角度。

需要特別指出的是：同一個有色物體受到太陽光、日光、鎢絲燈光、綠色燈光等不同光源的照射會出現不同的顏色。

顏色定量描述系統：

1.XYZ顏色系統

顏色的三原色是紅、黃、藍，而色光的三原色是紅、綠、藍、因此國際光學委員會（CIE）確定了一套XYZ 系統。X 表示紅色、Y表示綠色、Z 表示藍色。這樣所有顏色都可以表示在由XYZ確定的3面體的立體空間內。

當X=Y=Z時，表示理想的白色。XYZ顏色系統的缺點是所計算的兩種顏色的色差與肉眼所感覺的色差無對應關系。

2.Lab顏色系統

Lab顏色系統是一個3個坐標軸互相垂直的迪卡爾空間，L、a、b數值可通過數字公式由x、y、z數值計算得出。

在Lab顏色系統中，L表示亮度，L=0表示黑色，L=100表示白色；a表示紅綠色（a為正表示紅色，a為負表示綠色）。b表示黃藍色（b為正表示黃色，b為負表示藍色）。

a2+ b2表示顏色的純度或飽和度；arctan（a/b）表示顏色角。兩種顏色的色差：

ΔΕ = ΔL2 +Δa2 + Δb2

ΔL = L1-L2

Δa = a1-a2

Δb = b1-b2

Lab顏色系統所計算的兩種顏色的色差△E與肉眼所感覺的色差有較好的對應關系，是國際照明委員會推薦使用的顏色系統。

顏色的測量方法：

對于顏色的測量色彩再現的首要步驟是顏色的準確測量，顏色測量可以用三種不同的方法：目視法、分光光度法和光電積分法（三刺激值法）。

目視法是一種古老的同時也是色度測量的最基本方法。它是用目視比較產品與標準顏色的差別，實際操作時應該在CIE標準照明體下進行，一般可采用A光源（色溫2856K）、D65或“北窗光”照明。進行目視比較測量時，應具有一定的亮度水平，使人眼的錐體細胞處于工作狀態，同時也應該依照CIE的規定選擇一定的視場大小。雖然眼睛對微小的顏色差別有很敏銳的辨別能力，但由于受視覺適應性、個體眼睛光譜響應的差別、測量時身體狀況（疲勞程度）等因數的影響，測量結果帶有主觀性。很多學者的研究證實，色彩的感知是主觀的，不同的個體之間差異較大，即使在受過訓練的觀察者之間也存在相當大的區別。

分光光度法測量顏色主要是測量物體反射的光譜功率分布或物體本身的特性，再由這些光譜測量數據通過計算的方法求得物體在各種標準光源和標準照明體下的三刺激值。這是一種精確測量顏色的方法，而且可以制成自動化的測量設備，但通常體積很大、結構復雜，且測量速度很慢。根據光譜信號采集方式的不同，分光光度法可分為光譜掃描法和光電攝譜法兩種。

光電積分法是通過把探測器的光譜響應匹配成所要求的CIE標準色度觀察者光譜三刺激值曲線，或某一特定的光譜響應曲線，來對被測量的光譜功率進行積分測量。這類儀器測量速度快，也具有適當的測量精度。