明明目视都一样，数据却不匹配？ — 不可忽略的表面物理状况

对于测色仪器，CIE 规定了多种典型的测量结构。其中积分球型测量结构通用性强，被广泛应用于各个行业。

对于反射型颜色测量，市面上流行的结构为d/8°，即积分球散射照明，8°接受器接收。另外根据接受器对称位置积分球的状态，又可分为包含镜面反射状态和排除镜面反射状态。

如下图，积分球是一个内壁呈白色的圆球，其内壁有极高的反射和散射性能，广泛用于光源的色度和强度的测量。当其用于颜色测量仪器时，球体会有多个开孔，其中之一是测量孔，它与被测物体紧密接触；另外还有一个观测孔，即接受器孔，它在测量孔对面，一般与法线呈8º，用于采集物体的反射光；在与观测孔相对于法线对称的地方的开孔，为镜面反射孔（有时也称作光泽吸收井），这个孔可以关闭和打开，用来控制镜面反射光的采集与否。

测量物体颜色时，光源会从侧面射入球体内部；因为内壁为高反射材料，光会在内壁反复反射，后照射在样品表面；样品将反射部分色光，被在8°位置的接受器接收；接受器将对光进行分解（分光），并通过处理器计算出反射率曲线，然后计算出诸如CIELabCh等常用颜色参数。

与接受器对称的位置有两种状态：

• 一种为积分球全封闭状态，此时测量获得的数据，我们成为包含镜面反射数据（Specular Component Included，简写：SCI，SPIN）；

• 一种为积分球敞开状态，此时测量获得的数据，成为排除镜面反射数据（Specular Component Excluded，简写：SCE，SPEX）。

左边为包含镜面反射，右边为排除镜面反射

由于积分球内壁为高反射率高散射材料，内壁上的任一点相当于一个点光源，那么包含与排除的差异可以理解为镜面处的光源发光与否。

左边为包含镜面反射，右边为排除镜面反射

可见包含镜面反射状态下，我们看到的结果包含了镜面反射光；而排除镜面反射状态下，则只看到散射光引起的反射，没有镜面光。那么这两种状态对于我们颜色测量与生产有何不同意义呢？我们也可以按照图下面示意图来分析：

图中两个样品的材质相同，但表面的物理状况不同。当相同的光源照射到样品表面后，会发生光的吸收、散射和镜面反射。

样品表面的物理变化会影响光的传播，当表面比较光滑时，样品光泽较高，镜面反射光会比较强，散射会比较弱；当表面比较粗糙时，样品光泽较低，镜面反射光会比较弱，散射会比较强。

所以对于相同材质的样品，若只是光泽差异，在包含镜面反射状态下测量结果是一致的（即1＋2＝2＋1），这时其反映的是材质本身的颜色，我们称之为真实色。

但在排除镜面反射状态下，样品间的差异会比较大（1≠2），数据反映的是材质和表面物理状况的综合变化，我们称之为表观色，此状态下与人眼的视觉效果更为接近。

举个实例：上图这个紫色样板是我们在塑料行业常见的颜色色板样式，根据光泽不同我们可分成三个区域： V1为高光泽区域，V2为磨砂区域，V3为皮纹区域。我们以V1作为标准，将V2和V3与其对比，测量得到的结果如下：

包含镜面反射数据：

不同位置数据比较一致，色差很小，这是由于它们的材质（包括树脂和配方）相同；所以包含镜面反射状态配色工艺中普遍使用。

排除镜面反射数据：

可见高光与低光泽数据差异很大，这是由于不同的表面物理状况（光泽和皮纹）产生了不同的镜面反射引起的，这和我们的目视效果保持了一致，所以在终产品质检过程中广泛使用。

后我们用一个表格总结两种状态的差异和特点：

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