色度學(xué)是將主觀顏色感知與客觀物理測(cè)量值聯(lián)系起來(lái),建立科學(xué)、準(zhǔn)確的定量測(cè)量方法。色度學(xué)(又稱比色法,英語(yǔ)為 colorimetry),是一門(mén)研究對(duì)人類(lèi)色覺(jué)進(jìn)行測(cè)量的學(xué)科。色度學(xué)的基礎(chǔ)是一種心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)——配色實(shí)驗(yàn)。使用該實(shí)驗(yàn)確定的假想觀察者,可將任意的可見(jiàn)光譜功率分布轉(zhuǎn)換為一組三刺激值,從而量化地描述人類(lèi)色覺(jué)。國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)于 1931 年制訂的一系列色度學(xué)標(biāo)準(zhǔn)成為現(xiàn)代色度學(xué)的里程碑。
色度學(xué)是上世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)以物理光學(xué)、視覺(jué)生理、視覺(jué)心理、光電子學(xué)、電子計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)技術(shù),一門(mén)以大量實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。色度學(xué)是研究顏色度量和評(píng)價(jià)方法的一門(mén)科學(xué),初步解決了對(duì)顏色作定量描述和測(cè)量的問(wèn)題,是顏色科學(xué)領(lǐng)域里的一個(gè)重要部分。
顏色感覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等都是外界刺激使人感覺(jué)器官產(chǎn)生的感覺(jué)。光經(jīng)過(guò)物體發(fā)射或透射后刺激人眼,人眼產(chǎn)生了此物體的光亮度和顏色的感覺(jué)信息,并將此信息傳遞至大腦中樞,在大腦中將感覺(jué)信息進(jìn)行處理,于是形成了色知覺(jué)。人們就可辨認(rèn)出吃物體的明亮程度、顏色累唄,顏色純潔的程度(明度、色調(diào)、飽和度)。外界光刺激——色感覺(jué)——色知覺(jué)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,他涉及光學(xué)、光化學(xué)、視覺(jué)生理、視覺(jué)心理等各方面間題,要想度量色知覺(jué)量是復(fù)雜的。心理物理學(xué)就是研究知覺(jué)量與外界刺激量之間關(guān)系而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)科學(xué)。色度學(xué)要解決顏色的度量問(wèn)題首先必須找到外界光刺激與色知覺(jué)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以便能用對(duì)光物理量的測(cè)量間接地測(cè)得色知覺(jué)量,因此應(yīng)用了心理物理學(xué)的方法,通過(guò)大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn),建立了現(xiàn)代色度學(xué)。
描述顏色最簡(jiǎn)單的方法是用顏色名詞。給每種顏色一個(gè)固定的名稱,并冠以適合的形容詞,將這些名詞匯編成顏色名詞詞典,為人們相互交流色知覺(jué)信息提供了一種簡(jiǎn)單、古老的方式,但它不能定量地表示色知覺(jué)量。人們還用制作標(biāo)準(zhǔn)色卡的方式來(lái)描述顏色,色卡可以有不同分類(lèi)及排隊(duì)方式,因而形成不同的表色系統(tǒng)例如孟塞爾表色系統(tǒng),它是按照色知覺(jué)的明度、色調(diào)及飽和度這三個(gè)特征量的大小排隊(duì),并按各特征量的差值相同的原則來(lái)制作色卡,給每個(gè)色卡一個(gè)定的標(biāo)號(hào),以此種色卡作為目視測(cè)量顏色的標(biāo)準(zhǔn)。用這種系統(tǒng)來(lái)測(cè)量顏色,在一定的條件下反映了人的色知覺(jué)量。用心理物理學(xué)方法經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn),研究了人眼的視覺(jué)規(guī)律而建立起來(lái)的國(guó)際照明委員會(huì)的CIE色度系統(tǒng),可以用數(shù)字量來(lái)表示顏色,并可用物理儀器代表人眼來(lái)測(cè)量顏色。這部分內(nèi)容是色度學(xué)中最基本的內(nèi)容。
色度學(xué)這門(mén)科學(xué)最早開(kāi)創(chuàng)于牛頓,他引入了顏色環(huán)的概念從而開(kāi)創(chuàng)可建立顏色圖的思想,他還提出了顏色混合中用重心原理來(lái)確定混合色結(jié)果的方法。19世紀(jì),科學(xué)家格拉斯曼(Grassmann)、麥克斯韋(Maxwell)、赫姆霍爾茲(Helmholtz)等對(duì)色度學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。奠定現(xiàn)代色度學(xué)基礎(chǔ)的科學(xué)家有吉爾德(Guild)、賈德(Judd)、麥克亞當(dāng)(Macadam)、司梯魯斯(Stiles)、萊特(Wright)和維澤斯基(Wyszecki)。從1931年CIE色度學(xué)系統(tǒng)建立至今的50多年,色度學(xué)已取得了巨大的成績(jī)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)攝影和色彩印刷、染料、紡織、造紙、交通信號(hào)、照明技術(shù)等部門(mén)的工作,各色各樣的測(cè)色儀器都在產(chǎn)品檢驗(yàn)和生產(chǎn)質(zhì)量控制中獲得了廣發(fā)應(yīng)用。