密度計并不是直接測量密度值。相反，它測量的是照射在或穿過(guò)一個(gè)測量表面的光強度與到達儀器內部探測器的光強度的比值。這個(gè)比值就叫做反射率（R）或透射率（T）。如果儀器測量的是反射材料，如紙張或印在紙張上的油墨，則測量的就是反射率；要是測量的透射材料，如膠片，則測量的就是透射率。
     密度計要使用與測量樣品顏色相對應的濾色片來(lái)進(jìn)行測量，所以探測器實(shí)際上看到的只是灰色。例如，印刷車(chē)間使用的密度計中有一組特殊的濾色片，它們正好與青、品紅、黃和黑油墨反射的光譜相對應。這就意味著(zhù)，在測量顏色之前，你必須首先知道并準確地告訴密度計將要測量的是什么顏色，要在密度計上選擇所測顏色相對應的濾色片，然后才能測量。
     密度是一個(gè)對數函數。

    密度值是對測量數據進(jìn)行計算的結果。之所以使用對數來(lái)計算，這里有幾個(gè)原因。第一，正如我們已經(jīng)講過(guò)的，人眼對光強度具有一個(gè)非線(xiàn)性的對數響應，因此使用具有對數函數特性的密度值可以與我們感覺(jué)到處亮度值更好地相對應。第二，密度值可以更好地與材料的厚度，如印刷墨層的厚度或感光膠片的乳劑厚度相對應，這也是密度計要測量的主要參數之一。第三，對數標尺可以避免在測量顏色很深的材料（如制版使用的照排膠片）時(shí)產(chǎn)生位數很多的數字。
   為了更好地理解密度的含義，我們設想有一個(gè)能夠100%反射入射光的表面，我們稱(chēng)這樣的表面為完全漫反射體。這個(gè)表面的反射率R=1.0，因此密度值就是0。如果我們進(jìn)一步考察其他的一些表面，它們分別可以反射入射光的50%，1%，0.1% …… 因此，我們就可以得到下面的一系列數值：

     請注意表中是如何使用一個(gè)數字5.0方便地代表很長(cháng)的數字0.00001的。
     密度計的特性之一就是可以測量一個(gè)很大的動(dòng)態(tài)范圍。事實(shí)上，其他設備（如掃描儀和打印機）、介質(zhì)（印刷品與膠片）、甚至是圖像（暗調的或高光的）的動(dòng)態(tài)范圍都使用密度單位來(lái)表示。通常用密度（density）的縮寫(xiě)D或光學(xué)密度（optical density）的縮寫(xiě)O.D.來(lái)表示。例如，掃描儀的動(dòng)態(tài)范圍用掃描儀可穩定探測到的亮度值的最小密度 Dmin 和最大密度 Dmax 之差來(lái)表示。

     色度學(xué)
     色度學(xué)是一門(mén)預測顏色匹配規律的科學(xué)，這個(gè)顏色匹配的預測是基于具有典型代表性人類(lèi)視覺(jué)基礎上的。換句話(huà)說(shuō)，它的目的是建立一個(gè)數學(xué)模型，能夠預什么時(shí)候會(huì )產(chǎn)生同色異譜，而什么時(shí)候不會(huì )發(fā)生。一個(gè)成功的色度模型必須同時(shí)做到以下兩點(diǎn)：
     ►對于一個(gè)具有典型人類(lèi)視覺(jué)觀(guān)察者看到的相匹配的顏色樣品，色度模型所給出的這兩個(gè)樣品的數值也要一致。
     ►對于一個(gè)具有典型人類(lèi)視覺(jué)觀(guān)察者看到的有差異的一對顏色樣品，色度模型不僅應當給出不同的數值，而且應當能夠計算出色差，即預測出顏色樣品在觀(guān)察者眼中所感覺(jué)的顏色差別有多大。     當前的顏色模型都是不優(yōu)秀的，但由于CIE的先期工作，他們的努力已經(jīng)足以構筑當前所有色彩管理系統的基礎。如果CIE色度學(xué)對你來(lái)講好似一鍋字母粥的話(huà)，你所應該抓住的關(guān)鍵點(diǎn)是，各種CIE模型使我們能夠用數值來(lái)代表具有正常顏色視覺(jué)的人實(shí)際看到的顏色感覺(jué)。與這個(gè)核心問(wèn)題相比，其余的都是一些細節問(wèn)題。但是如果你想真正了解色彩管理是如何工作的，以及為什么有時(shí)的工作達不到預期的效果，色度學(xué)的細節就會(huì )幫助你理解這些。因此，讓我們來(lái)看看色彩管理的核心——色度學(xué)中的CIE系統。
     CIE色度學(xué)系統。大多數現代色度學(xué)和所有當前 的色彩管理系統都是基于CIE色度學(xué)系統，這一系統包含幾個(gè)要素：
     ►標準照明體是一系列進(jìn)行大多數顏色匹配工作時(shí)所用照明光源的光譜定義。我們介紹了標準照明體A到F，而在印刷行業(yè)重要的兩種標準照明體是D50與D65。
     ►標準觀(guān)察者是指具有典型人眼視覺(jué)的觀(guān)察者對全部三刺激的響應，或用通俗的話(huà)來(lái)說(shuō)，就是我們所能看到的全部顏色。大多數色度計采用2∞（1931）標準觀(guān)察者，但還有一個(gè)10∞（1964）標準觀(guān)察者。后者是隨后采用較大的樣品得出的實(shí)驗結果，因為這會(huì )照亮視網(wǎng)膜更寬的區域，于是產(chǎn)生稍微不同的三刺激值響應。盡管你使用10∞觀(guān)察者的機會(huì )很少，但它又是非常重要的，有了它才能構成完整的CIE色度學(xué)系統，如果我們不提到它的話(huà)，就是我們的失誤。
     ►CIE XYZ三原色系統是用標準觀(guān)察者三刺激值響應巧妙地定義的三種假想的原色（這三個(gè)原色是假想的，它們不能與任何真實(shí)的光源顏色相對應。事實(shí)上，不可能制造出一種僅讓我們的M或S錐體細胞產(chǎn)生響應的真實(shí)光源，但是用這樣的假想三原色模擬的顏色感覺(jué)卻是真實(shí)的）。不僅是每一對同色異譜色具有相同的XYZ值，而且原色Y值學(xué)身兼二職，它還是錐體細胞的平均亮度函數——v，所以顏色的Y值還表示顏色的亮度。     ►CIE xyY色品坐標圖是XYZ三刺激值的一種數學(xué)轉換，是表示顏色彩色性質(zhì)的一種實(shí)用圖表。用它可以表示出顏色的相加關(guān)系，即用連接兩個(gè)顏色坐標點(diǎn)的一條直線(xiàn)可以表示這兩個(gè)顏色的相加混合結果，以各種不同比例相加混合得到的顏色的坐標位于這條直線(xiàn)上（見(jiàn)圖1-23）。然而一定要注意的是，XYZ和xyY不是關(guān)于人眼非線(xiàn)性視覺(jué)反應的比例因數，因此圖中的距離是被變了形的。

     ►均勻顏色空間（LAB ，LUV）是CIE為了減少對顏色距離的變形而定義的色空間。這兩種色空間明度值L*的計算是完全一樣的，都近似是亮度值Y的立方根函數（比較接近我們對于光亮度的對數響應）。這兩種色空間都試圖成為一個(gè)在顏色感覺(jué)上均勻的色空間，換句話(huà)說(shuō)就是，空間中兩個(gè)點(diǎn)之間的距離預示了兩種顏色對于人類(lèi)觀(guān)察者所呈現的顏色感覺(jué)差異的多少。其結果是，從這兩個(gè)均勻色空間中都可以得到類(lèi)似色調、飽和度和亮度三種顏色感覺(jué)的量，以及（在L*a*b*色空間中）得到三相反色顏色視覺(jué)系統這些特性。在大多數實(shí)際應用中都使用LAB色空間，而較少使用LUV色空間，盡管它也并非完美（例如，它會(huì )夸大黃顏色之間的差別，同時(shí)低估藍顏色之間的色差），但它還是起到了非常好的作用。對更加均勻的色空間的需求一直存在，但迄今為止，LAB還處于主導地位。
     ►色差（△E）提供了一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)計算兩個(gè)樣品之間的顏色差別。如果你測量了這兩個(gè)顏色，將它們作為兩個(gè)坐標點(diǎn)繪在均勻色空間內，然后計算這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，根據定義，這個(gè)距離就對應了兩個(gè)顏色在人類(lèi)觀(guān)察者眼中所感覺(jué)的差別。這個(gè)值叫做△E（應讀做“delat-E”，它是希臘字母“D”的發(fā)音，我們通常用它來(lái)表示差別）。     色度計。色度計使用近似模擬人眼錐體細胞響應的濾光器來(lái)對光進(jìn)行測量，然后以一種CIE模型形式給出數字結果。大多數色度計具有用戶(hù)可選的讀數類(lèi)型，可以讓獲得CIE XYZ、CIE LAB、CIE LUV或其他不同色度空間的色度值，也可以測量?jì)蓚€(gè)顏色樣品之間的△E值。
     雖然色度計讀數類(lèi)型非常靈活，然而它們具有一個(gè)致命的局限性，就是必須要進(jìn)行特定色度測量條件的模擬。盡管有一些色度計具有不同照明體的轉換開(kāi)關(guān)（例如，一個(gè)是D50，另一個(gè)是D65光源選項），但它們肯定是限定于一種特定標準照明體和一種特定標準觀(guān)察者。
     色度計不能探測出同色異譜。它們只能夠告訴你在特定的照明條件下兩個(gè)顏色樣品是否匹配，但是它們沒(méi)法說(shuō)清這種匹配是不是在這個(gè)特定照明和觀(guān)察條件下的同色異譜，也不能告訴你兩個(gè)樣品是否真的是具有相同的光譜特性，是否能夠在所有照明體下都是相互匹配的。幸運的是，對于大多數色彩管理用途來(lái)說(shuō)，在一種照明條件下計算顏色匹配已經(jīng)足夠了。
     色度學(xué)與色彩管理。色度學(xué)是色彩管理的核心，因為它使我們能夠確切地定義顏色就如同親眼所見(jiàn)一般。我們日常制作圖像、插圖及頁(yè)面文件所使用的對顏色數字化描述的方法，對所描述的顏色有很多不確切的地方，而色度學(xué)可以讓色彩管理系統排除了這種不確切。你將會(huì )看到色度學(xué)是如何通過(guò)色彩管理系統來(lái)計算那些我們發(fā)送給各種彩色復制設備，如顯示器、桌面打印機、打樣系統及印刷機的數字，以確保它們復制出理想的顏色的。目前，色彩管理以色度學(xué)理論為基礎的事實(shí)已經(jīng)被人們所認可。

     分光光度法
     分光光度法是測量光譜反射率的一門(mén)科學(xué)。光譜反射率是被某一表面反射到儀器內部探測器的每一波長(cháng)光強度與入射到表面上的同一波長(cháng)光強度之比。光譜反射率與密度計測量的并隨后轉化為密度值的反射率（R）有相似之處，但存在一個(gè)關(guān)鍵區別。密度是一個(gè)表示全部反射或透過(guò)光子數量的單一數值。光譜反射率（透射）率是表示是在不同波長(cháng)上反射（或透過(guò)）的光子數量的一組數值（見(jiàn)圖1-24）。印刷中所使用的分光光度計多數將可見(jiàn)光譜劃分為若干個(gè)10nm或20nm的波段，在每一波段測量出一個(gè)值。研究級的分光光度儀將光譜劃為更多、更狹窄的波段，有時(shí)能夠窄到2nm，但它們對于一般用途來(lái)說(shuō)是過(guò)于昂貴了。

（圖1-24：一個(gè)同色異譜對）

     分光光度法與色彩管理。光譜數據可以直接用于印刷中，比如一些印刷廠(chǎng)家抽樣檢驗所進(jìn)測墨的光譜特性，以確定油墨批次的差別。然而分光光度計更多地是用于色彩管理，即可以當做密度計，又可以當做色度地使用。
    相對于密度計和色度計所測量的量來(lái)說(shuō)，分光光度計所獲取的是一組更為豐富的光譜數據。我們可以從光譜數據計算出密度與色度值，但是反之則不成。有了光譜數據，還可以確定是澡則同色異譜匹配，盡管色彩管理并不直接使用這一功能。
     在色彩管理中，分光光度計真正的價(jià)值在于即可以當密度計又可以當色度計使用，而且比專(zhuān)用密度計或色度計具有更多的功能配置。有時(shí)，專(zhuān)用的密度計或色度計可能更適用于一些特殊的用途，比如測量印前膠片所要達到的高密度，或特征化顯示器中紅色熒光粉非常尖銳的響應曲線(xiàn)。然而在多數場(chǎng)合，分光光度計就是色彩管理的“萬(wàn)能瑞士軍刀”。