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物體顏色的定量度量是涉及觀察者的視覺生理、照明條件、觀察條件等許多因素的復雜問題，為了能夠得到一致的度量效果，國際照明委員會(簡稱 CIE) 基于每一種顏色都能用三個選定的原色按適當比例混合而成的基本事實，規(guī)定了一套標準色度系統(tǒng)，稱為 CIE標準色度系統(tǒng)，構(gòu)成了近代色度學的基本。

顏色測量是海洋光學光譜儀的一個重要應用， 可以得到表征樣品顏色的相關參數(shù)，主要包括反射顏色測量和輻射顏色測量兩種方式。反射顏色測量的對象為不發(fā)光的物體，而輻射顏色測量的對象為自主發(fā)光的物體，例如光源。以下將對反射顏色測量的典型配置、校準光源、主要配件及硬件操作步驟進行介紹（輻射顏色測量的相關內(nèi)容將單獨介紹）。

01

典型配置

海洋光學反射顏色測量包括以下兩種方式：

1) QR 探頭反射顏色測量的典型系統(tǒng)配置包括譜儀操作軟件、光譜儀、光源、光纖、待測物。

2) ISP 積分球反射顏色測量的典型系統(tǒng)配置包括光譜儀操作軟件、光譜儀、光源、積分球、 光纖、待測物。

表1 典型系統(tǒng)配置▼

【HL -2000 光源介紹】

HL-2000 鹵鎢光源是一種多用途光源，使用范圍 VIS-NIR (360 nm-2000 nm)。該光源內(nèi)置致冷風扇，可以保證光源的穩(wěn)定性。HL-2000 鹵鎢光源配有內(nèi)嵌濾光片支架，支架的尺寸為 25.4 mm2 或 50.8 mm2，厚度為3mm。其中，HL-2000-FHSA 型號有手動和 TTL 快門， 用來控制光源的強弱。

光源的基本操作步驟：

• 啟動光源，預熱 10 分鐘，以達到穩(wěn)定狀態(tài)；
• 光纖與光源連接后，可通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)光闌旋鈕控制光強；
• 如果用戶在實驗操作中對光源的輸出光譜有特殊要求，可在插片凹槽處放置濾光片、衰減片等光學器件。

【STAGE 反射探頭支架介紹】

STAGE 反射探頭支架適用于光學介質(zhì)或其他材料反射率的測量，可配置直徑 6.35 mm的光纖探頭，與其他采樣光學器件一起使用。探頭到樣品的高度調(diào)節(jié)范圍約為 60 mm。使 用 STAGE 反射探頭支架時，需注意以下兩點：

1）在基板上放置樣品時，以不同直徑的同心圓為參照；

2）適配探頭規(guī)格：直徑 6.35 mm (1/4″)。

下圖中的規(guī)格只能測量 0°入射時的反射率。

表2 STAGE 反射探頭支架規(guī)格▼

【RPH 反射探頭支架介紹】

RPH 反射探頭支架是堅固易用的機械夾具，用于將反射探頭定位在與平面呈 45°和 90°的角度上。如配合海洋光學光譜儀、光源及反射探頭使用，PPH 探頭支架可幫助您完成 反射測量設置。RPH-1 反射探頭支架能容放 6.35 毫米 (1/4")和 3.17 毫米 (1/8") 直徑的反射 探頭；后者需要有一個適配器（RPH-ADP）。RPH-2 具有同樣特性，不過它用于端接有優(yōu) 質(zhì)級 SMA 905 連接器（QSMA）的反射探頭。

圖5. RPH 反射探頭支架圖

表3 RPH 反射探頭支架規(guī)格▼

反射探頭適用于鏡面反射或漫反射的測量。如圖7所示，它由1個中心光纖和周圍的6個照明光纖組成，具有25°視野。每個照明光纖從光源射出一束錐形光，出射光在樣品的中心重疊。反射探頭和支架一起使用時，從光纖照射到樣品表面的光，需要一定的空間來形成反射光，所以探頭需要與樣品保持一定的距離。所見樣品面積的直徑約為探頭尖和樣品之間距離的 1/2（即在 4.0 mm 距離的操作將給出 ~2.0 mm 光點直徑）。進行反射顏色測量時，反射探頭支架的無光澤黑色涂飾層也有助于減少環(huán)境光。

注意：當使用反射探頭進行暗測量時，最好擋住燈光或?qū)l(fā)光探頭伸到光線弱的地方進行暗測量。若直接將燈關閉后再打開，將擾亂燈的熱平衡，這需要額外的預熱時間和新的標準測定。

【反射用積分球介紹】

ISP-REF 積分球和 ISP-R 反射率積分球均可用于反射顏色的測量。ISP-REF 積分球具有一個孔徑為 10.32 mm（0.41 英寸）的樣品口，一個用于限制光纖視場角的光透射組件以及 一個內(nèi)置的鹵鎢光源。該積分球涂層為特氟龍材料。積分球背面有包含（I）或不包含（E） 鏡面反射的開關。

（說明：光纖連接口“S”用于測量樣品表面的反射率或顏色；光纖連接口“R”用于收光或監(jiān)測積分球的內(nèi)置鹵鎢光源。）

ISP-R 積分球有兩個 SMA-905 接口，光輸入端有一個用在光纖接入積分球之前校正光 纖的 8°角接口，光輸出端口與輸入端口成 90°角（用于連接光譜儀）。ISP-R 積分球配置有兩種圓柱形襯墊，一種用于吸收鏡面反射光（涂有黑色的吸光材料），另一種用于使鏡面反射光進入積分球（與積分球內(nèi)部材料相同）。兩種圓柱形襯墊剛好能夠放入與積分球頂部成-8°角的接入孔中。

02

硬件操作

【QR 探頭反射顏色測量硬件操作】

搭建 QR 探頭反射顏色測量系統(tǒng)，具體操作步驟如下：

1）將 QR 探頭的光纖一端與光譜儀連接，另一端與 HL-2000-FHSA 光源相連；

2）將 QR 探頭插入 RPH-1 支架的 45°端口，調(diào)整探頭尖到樣品的距離；

3）通過 USB 數(shù)據(jù)線連接光譜儀至 PC 端；

4）用電源線連接光源和市電插座（注意選擇帶地線的國標電源線和市電插座）；

5）先測試標準反射白板，再用待測物替換參照物，進行反射顏色測量。

【ISP 積分球反射顏色測量硬件操作】

搭建 ISP 積分球反射顏色測量系統(tǒng)，具體操作步驟如下：

1）將光纖一端連接光譜儀，另一端連接 ISP 積分球的“S”端接口；

2）通過 USB 數(shù)據(jù)線連接光譜儀至 PC 端；

3）用電源線連接積分球和市電插座（注意選擇帶地線的國標電源線和市電插座）；

4）打開積分球的開關，先測試標準反射白板，再用待測物替換參照物，進行反射顏色測量。

注意：對待測物進行反射顏色測量時，測試條件與參照物的測試條件應保持一致。

03

軟件操作

使用QR探頭或積分球進行反射顏色測量的軟件操作流程，具體的軟件操作步驟如下：

1. 從歡迎界面或者點擊圖標創(chuàng)建新的光譜應用，在光譜應用向?qū)е悬c擊顏色測量向?qū)D標；

2. 出現(xiàn)“顏色測量來源”窗口，請點擊“新建反射輻射測量”。

• 輻射顏色測量：需要進行（絕對或相對）輻射校正。請根據(jù)具體需求，在下列窗口選擇絕對輻射測量或相對輻射測量。
• 反射顏色測量：不需要輻射校正，但需要參考光譜。在相同的光學系統(tǒng)配置下，完成對參考樣品的測量，替換測試樣品時需保持同一測量位置。本文以反射顏色測量為例。

3. 調(diào)整好硬件配置后，在軟件中設置數(shù)據(jù)采集參數(shù)，包括積分時間(integration time)、平均次數(shù)(average)和滑動平均(boxcar)。用戶可根據(jù)光源的強度，調(diào)節(jié)積分時間和平均次數(shù)等參數(shù)，勾選 “暗噪聲校準”和“非線性校準”功能。注意參考光譜測量和樣品測量時的參數(shù)設置應相同。設置完成，光譜將顯示在右側(cè)譜圖界面，點擊“下一步”按鈕。

各個參數(shù)詳細含義請參考軟件手冊或help菜單。或者復制打開下面鏈接：

http://www.oceanoptics.cn/spectroscopy_glossary

下面是簡單介紹：

• 積分時間：積分時間是檢測器在將累積的電荷通過A/D轉(zhuǎn)換器加工之前，被允許收集光子的時間長度。最小積分時間是設備支持的最短積分時間，它取決于檢測器讀出所有像素信息的快慢，積分時間與數(shù)據(jù)傳輸速度是不同的概念。
• 平均次數(shù)：光譜被顯示到軟件里之前會采集多次，然后取平均。
• 滑動平均：平滑是一種可以應用于光譜的空間平均。該過程通過平均相鄰像素點的值來消除噪聲，因此它會以犧牲光學分辨率為代價來提高信噪比。空間平均在光譜相對平坦以及相近像元變化較小的情 況下使用是非常有效的，但由此產(chǎn)生是分辨率的損失會使得尖銳的光譜特征峰難以分辨。當應用空間平均時，信噪比會以像元平均的平方根為基數(shù)進行提高。請注意，在海洋光學軟件中，平滑寬度的值 是指所有像元以中間為基準靠左或靠右的像元和的平均數(shù)。平滑值是4實際上是將9個像元一起平均（4個靠左像元+1個中心像元+4個靠右像元），信噪比將以3為倍數(shù)增加。同樣的，平滑值是2（5個像元）將使信噪比以2.2為倍數(shù)增加，平滑值是0（1個像元），信噪比以1為倍數(shù)增加（因此光譜不改 變）。
• 暗噪聲校準：海洋光學的大部分光譜儀都有自帶的遮光像元。暗噪聲校準會用當前光譜讀數(shù)減去遮光像元的讀書，以排除溫飄等系統(tǒng)性影響。
• 非線性校準：光譜儀出廠前已完成。如無特殊需求，請默認勾選。
• 觸發(fā)模式：請參考海洋網(wǎng)站的相關文檔。如無特殊需求，可保持默認設置不變。

注意：對光源進行絕對輻射顏色測量時，在軟件中的參數(shù)設置必須與絕對輻射校準時的設置相同；硬件設備，如光譜儀、積分球（可選），余弦校正器（可選），光纖也需要保持一致。

4.出現(xiàn)“保存參考光譜”窗口，此時在反射探頭支架或積分球下放置參考樣品，并點擊圖標

記錄參考光譜，再點擊“下一步”。

注意：反射標準板與反射支架或積分球保持較小距離，不能接觸。

5.出現(xiàn)“保存背景光譜”窗口，使用光源自帶的快門功能切斷光路，或在光路中插 入擋片遮光，并點擊圖標

記錄背景光譜，再點擊“下一步”。

6. 出現(xiàn)“Color Setup”窗口，勾選所關注的參數(shù)，并點擊“下一步”。以下為各參數(shù)的簡單介紹：

• CIE XYZ、CIE L*a*b*、CIE uv、CIE u'v'w'或 Hunter Lab 色彩空間。
• 相關色溫（CCT）：當某一種光源的色品與某一溫度下的黑體的色品最接近，或者說在均勻色品圖上的色差距離最小時黑體的溫度。
• 顯色指數(shù)（CRI）：光源顯色性的度量。以被測光源下與參考光源下物體顏色的相符程度表示。
• 白度和色彩：基于目視感知而判斷反射物體所能“顯白的程度”，術語上稱之為白度。與其他顏色一樣，白色也是三維空間的量，大多數(shù)色覺正常的觀察者可以將一定范圍內(nèi)的光反射比、色飽和度和主波長不同的白色，按其白度的高低排成一維的白度序列，從而進行定量的評價。
• 主波長和純度：顏色的色品除用色品坐標表示外，CIE還推薦用主波長和純度來表示。一種顏色S的主波長，指一種單色光刺激的波長，這種單色光刺激按一定比例與一種規(guī)定的無彩色刺激相加混合，能匹配出顏色S。這種無彩色刺激在色 品圖上的位置稱為白點。色純度是指樣品的顏色同主波長光譜色接近的程度。色 純度有興奮純度和色度純度兩種表示法。
• 色品圖：一個單位顏色的色品只決定于三原色的刺激值各自在R+G+B總量中的 相對比例，即色品坐標，以色品坐標表示的平面圖稱為色品圖。

• 觀測者視場的選擇。2°和10°視場角：在色度學的研究中，CIE 1931 標準色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于2°視場的中央視覺觀察條件(視場在 1°~4°范圍內(nèi))，主要是中央凹錐狀細胞起作用。10°視場角是為了適應大視場顏色測量的需要。1964 年，CIE 規(guī)定了一組 10°視場的“CIE 1964 補充標準色度觀察者數(shù)據(jù)”。現(xiàn)有研究表明，人眼用于小視場觀察顏色時，辨別顏色差異的能力較低。當觀察視場從2°增大至10°時，顏色匹配的精度隨之提高。但視場再進一步增大，顏色匹配精度就難以再提高了。
• 發(fā)光體的選擇。物體的顏色與照明光源有密切關系，同一物體在不同的光源照明下會得到不同結(jié)果，為了統(tǒng)一顏色的評價標準和進行色度計算，CIE 推薦了標準照明體—由相對光譜功率分布來定義。包括：標準照明體 A、C、D65、D55、D75。自然光下，請選擇 D65 發(fā)光體。下圖分別以 10°視場角時，發(fā)光體A與發(fā)光體C為例。

7.數(shù)據(jù)測量

1）移走參考樣品，將被測樣品置于相同的位置，保持軟件的參數(shù)設置不變，開始數(shù)據(jù)測量。

2）放置被測樣品之后，用戶可在上側(cè)視圖窗口查看被測樣品光譜的實時測量曲線，而下側(cè)視圖窗口為反射率實時測量曲線。圖譜窗口右側(cè)為色品圖。點擊“以 表格形式查看結(jié)果”，即可查看全譜數(shù)據(jù)表，表中的數(shù)據(jù)可復制后粘貼到 Excel 或 txt。

3）點擊“反射表”，可查看您在“Color Setup”窗口中勾選的顏色參數(shù)。表中的數(shù)據(jù)可復制后粘貼到 Excel 或txt。

注意：數(shù)據(jù)測量時，光譜兩側(cè)出現(xiàn)噪聲和毛刺屬于正常現(xiàn)象，這是由于光譜儀可探測范圍的兩端噪聲較大，信噪比較低。

8. 數(shù)據(jù)保存

1） 暫停采譜，保存此時的光譜數(shù)據(jù)。OceanView 界面左上方工具欄中有運行、單步采集以及暫停采集的快捷鍵。

: 單步采集光譜數(shù)據(jù)，單次采集后停止，點擊運行，可繼續(xù)采集。

: 暫停采集光譜數(shù)據(jù)，終結(jié)采集過程。

2） 點擊

圖標進行數(shù)據(jù)保存的設置，包括數(shù)據(jù)保存格式、路徑、保存方式等。點擊“應用”按鈕確認配置，之后點擊“退出”按鈕關閉對話框。

3）點擊

啟動設置，該按鈕變紅，表明保存工作正在進行。如果需要停止保存，請再次點擊該按鈕；

4）也可以點擊

按鈕，將全譜數(shù)據(jù)保存到電腦剪貼板，然后將數(shù)據(jù)直接粘貼到Excel 或 txt。

內(nèi)容來源：愛蛙科技編輯整理

本內(nèi)容首發(fā)于工粽號：程序員大澈，每日分享一段優(yōu)質(zhì)代碼片段，歡迎關注和投稿！

大家好，我是大澈！

本文約 1100+ 字，整篇閱讀約需 2 分鐘。

今天分享一段優(yōu)質(zhì) CSS 代碼片段，應用灰度效果，讓頁面變成黑白顯示。

老規(guī)矩，先閱讀代碼片段并思考，再看代碼解析再思考，最后評論區(qū)留下你的見解！

body {
  filter: grayscale(1); // 1相當于100%
}

分享原因

這段代碼展示了如何使用 CSS 濾鏡來將整個網(wǎng)頁變?yōu)榛叶刃Ч?/span>

在特殊的日子里，網(wǎng)頁有整體變灰色的需求，可以使用這段代碼，這個需求很有必要。

再就是做一些老照片或黑白電影的效果，也可以使用這段代碼。

代碼解析

1. 選擇器 body

這一部分選擇了 HTML 文檔的 <body> 元素，即整個網(wǎng)頁的主體。

CSS 的 filter 屬性通常用于圖像，但也可以應用到其他任何 HTML 元素上。

2. grayscale(1);

grayscale 濾鏡將元素的顏色變成灰度效果。

參數(shù) 1 表示 100% 灰度，參數(shù) 0 表示無灰度效果。

3. filter 所有屬性值 大盤點！

CSS 的 filter 屬性提供了多種圖形效果，且這些屬性值可以組合用起來，且可以應用于任何元素。

以下是 filter 屬性的所有值及其詳細解釋：

blur()

功能：應用模糊效果。

參數(shù)：接受一個長度值（如 px、em），默認值是 0。

示例：filter: blur(5px);

brightness()

功能：調(diào)整圖像的亮度。

參數(shù)：接受一個數(shù)值，1 為原始亮度。值小于 1 會降低亮度，值大于 1 會增加亮度。

示例：filter: brightness(0.5);

contrast()

功能：調(diào)整圖像的對比度。

參數(shù)：接受一個數(shù)值，1 為原始對比度。值小于 1 會降低對比度，值大于 1 會增加對比度。

示例：filter: contrast(200%);

drop-shadow()

功能：應用陰影效果。

參數(shù)：類似于 box-shadow，包括偏移量、模糊半徑和顏色。

示例：filter: drop-shadow(10px 10px 10px #000);

grayscale()

功能：將圖像變?yōu)榛叶取?/span>

參數(shù)：接受一個 0 到 1 之間的數(shù)值，0 為無灰度，1 為完全灰度。

示例：filter: grayscale(1);

hue-rotate()

功能：旋轉(zhuǎn)圖像的色相。

參數(shù)：接受一個角度值，單位為度（deg）。

示例：filter: hue-rotate(90deg);

invert()

功能：反轉(zhuǎn)圖像的顏色。

參數(shù)：接受一個 0 到 1 之間的數(shù)值，0 為無效果，1 為完全反轉(zhuǎn)。

示例：filter: invert(1);

opacity()

功能：調(diào)整圖像的透明度。

參數(shù)：接受一個 0 到 1 之間的數(shù)值，0 為完全透明，1 為完全不透明。

示例：filter: opacity(0.5);

saturate()

功能：調(diào)整圖像的飽和度。

參數(shù)：接受一個數(shù)值，1 為原始飽和度。值小于 1 會降低飽和度，值大于 1 會增加飽和度。

示例：filter: saturate(2);

sepia()

功能：將圖像變?yōu)樽睾稚?/span>

參數(shù)：接受一個 0 到 1 之間的數(shù)值，0 為無效果，1 為完全棕褐色。

示例：filter: sepia(1);

url()

功能：引用 SVG 濾鏡。

參數(shù)：接受一個 URL，指向一個包含 SVG 濾鏡的文件。

示例：filter: url(#filter-id);

- end -