定义
客观测量人眼彩色印模相关光学特性的科学技术。
比色法是测量与色觉（色觉）相关的光学特性的科学技术。 虽然人们可以使用分光光度计等仪器来测量波长依赖性特性 - 例如，样品的反射光谱 - 但在比色法中，人们的兴趣集中在人眼对颜色的感知上，而不是光的物理特性上。 请注意，例如，眼睛利用光谱信息的能力比分光计或分光光度计要有限得多；人眼只有三种不同的颜色感受器，而技术仪器可以有数百甚至数千个通道。 因此，比色法通常使用更简单的仪器进行。
从本质上讲，比色法的任务是为负责颜色感知的光学特性提供客观测量。 这些可以是光（或光源）的属性，也可以是与光相互作用的对象的属性。 一些例子：
- 可以测量白色光源的比色特性。 测量结果可能包括色温和显色指数。 在照明的背景下，人们还可以评估到达某个位置的光的特性，这不仅取决于所用光源的特性，还取决于房间中其他物体的特性。
- 同样，可以确定计算机或电视屏幕的色彩平衡。 然后可以修改屏幕设置，以实现一定的标准色彩平衡。 虽然这通常与普通的办公室工作无关，但对于从事图形设计或印刷制作的人来说，这可能是必不可少的。
- 人们还可以测量吸收物体（如印刷材料或布片）的颜色相关特性。 例如，可以监控打印机是否始终如一地产生所需的颜色，以及油漆和染料如何因老化而改变其颜色体验。
在颜色不是实际兴趣的地方，人们就没有在有意义的意义上处理比色法。
由于比色法的物理背景涉及光和物体的波长依赖性，因此与光谱学有一定的关系。 然而，对于大多数光谱学方法，实际感兴趣的不是颜色感知，而是其他一些方面，例如一些吸光物质的浓度。 尽管此类方法可能涉及不同颜色的光，但通常不应认为它们属于比色法领域。 然而，该术语有时以这种方式使用；潜在的原因是，人们测量颜色是为了从中得出其他感兴趣的数量。 然而，更准确地说，人们实际上并不测量颜色，而是测量波长依赖性吸收 - 就像在红外光谱中一样，例如，颜色不能涉及。
比色法不仅处理有色光。 事实上，表征具有不同“色调”的白色光源（例如暖黄白色或冷蓝光）通常令人感兴趣。
在比色法作为一门具有精心制定原则的科学基础学科开始之前，对颜色的评估主要基于主观印象，这些印象很容易受到许多因素的影响，并且需要更多时间才能获得。 现代比色仪和仪器可以快速可靠地获取与颜色相关的信息。
比色法适用于各种应用领域，包括照明和照明、数字成像和印刷、时尚和艺术。
色彩空间
颜色值通常是某些选定颜色空间中的坐标。
为了定量指定颜色值，通常使用某种颜色空间。 本质上，颜色值表示为此类颜色空间中的坐标；换句话说，颜色被确定为三种原色的线性组合。 例如，在 RGB 色彩空间中，原色是一些明确定义的红色、绿色和蓝色类型，每种颜色对特定颜色的强度贡献（RGB 值偏移颜色）可以指定为测量结果。
该色彩空间的一个维度实际上是总亮度（视觉亮度）。 因此，如果忽略亮度信息，则实际的色彩空间可能被视为二维的。
比色法的发展导致了大量完全不同的色彩空间。 最主要的色彩空间是由CIE，国际照明委员会（Commission Internationale de l'Éclairage）开发的色彩空间。 特别重要的色彩空间是CIE 1931 XYZ，CIE RGB和LMS。 LMS 代表人眼视锥细胞的长、中、短波长类型；L、M 和 S 三刺激值表示眼睛中这些类型的光受体被入射光激发的强度。 术语三色色觉表达了我们有三种不同颜色受体的效果。
请注意，其他动物的眼睛经常使用不同的颜色受体组合，这导致颜色感知大不相同。 例如，猫具有二色视觉，仅基于两种不同的颜色受体。
有关更多详细信息，请参阅有关色彩空间的文章。
同色异谱
由于颜色感知仅基于来自三种不同颜色受体的刺激值，因此具有完全不同的光谱成分的光源可以通过产生相同的三刺激值而出现完全相同的颜色。 这种现象被称为同色异谱。
例如，我们可以考虑以下情况：
- 单色黄光将主要激发M和L受体，激发比取决于波长。
- 相同的激发比，因此可以通过红色和绿色光的适当组合来实现相同的颜色印象。
- 宽带光也可以实现相同的效果，例如来自具有几纳米甚至几十纳米光带宽的发光二极管（LED）。
颜色饱和度越低，同色异谱现象的空间就越大。
同色异谱会导致各种问题：
- 如果两个物体以相同的颜色出现（即颜色匹配）以使用一个光源进行照明，但与另一个光源不匹配，则可能会获得发光剂同色异体故障。 例如，当一个照明光源是宽带白光源，而另一个照明光源具有具有许多窄峰的光谱时，就会发生这种情况 - 就像典型的荧光灯一样。 对于对颜色至关重要的应用，例如在艺术或时尚的背景下，这种现象可能导致感知颜色的显着偏差。 它们可以通过光源的显色指数（CRI）进行量化。
- 观察者同色异谱颜色错误可能来自观察者之间的色觉差异。 例如，如果三刺激色度计基于 RGB 颜色空间而不是 LMS 三刺激值工作，则某些光谱吸收特征可能不会产生与人眼相同的颜色结果。
同色异谱与比色法高度相关。 事实上，人类视觉的三色性质不可避免地导致了同色异谱现象，是比色法基本概念的基础。 在各种比色应用中，还需要仔细考虑同色异谱的可能性。
比色测量仪器
专门用于比色法测量的仪器称为色度计。 它们可以应用于光源（例如在照明或显示器中）或与光相互作用的物体，例如染料和油漆。 有关更多详细信息，请参阅有关色度计的文章。 仅或主要测量色温的设备称为色温计。
在比色法中，还可以使用其他仪器，例如光谱仪和分光光度计，它们提供与波长相关的测量值。 从中，人们可以随后计算感兴趣的光度量量 - 通常是通过将波长相关值的乘积与一些颜色匹配函数积分，例如用于获得RGB或LMS三刺激值。 先进的色度计实际上依赖于该操作原理，并且还包含执行上述集成所需的软件。
比色法的局限性
精心设计的比色法可以提供客观的颜色信息，因为它不依赖于观察者的特定属性或行为。 然而，人类的色彩感知受到多种影响。 最重要的解释如下：
- 人眼中视锥细胞受体的光谱反应对于所有人都不完全相同。 这对于具有明显色觉限制的人尤其明显，例如红绿色盲。 然而，有许多人有轻微的色觉缺陷（通常是某种异常的三色视觉）。 那些人通常没有意识到他们的视力有任何这种限制，但可能与人类的平均色觉有显着偏差。 显然，基于标准人类观察者的比色测量结果无法准确预测患有这种视力缺陷的人的色觉。
- 颜色感知也可以通过眼睛中的波长依赖性吸收来改变，例如在晶状体中。 通常，眼睛的老化会导致短波长区域的吸收增加，从而降低对蓝光的敏感性。
- 此外，物体的颜色感知可能受到环境中发生的其他颜色的强烈影响，也受到物体的观看方向的强烈影响，相对于最准确的观看方向。 在优化的实验设置下，这种影响可以最小化，例如涉及标准化背景照明的应用。 然而，它们在现实生活中的可变影响意味着在这种情况下无法准确预测颜色感知。
