使用分光光度計測量測試圖表色塊

使用 Babelcolor Patch Tool（已停產）或 SpectraShop

本文介紹如何使用分光光度計和兩種軟體包之一，測量各種測試圖表上的顏色和灰度色塊，包括 Imatest SFRplus和eSFR ISO圖表、 X-Rite Colorchecker 、ISO-15729、ISO-14524、 ChromaDuMonde CDM-28R等。

Babelcolor PatchTool是一款適用於反射測試圖表的工具。
Robin Myers SpectraShop可與反射式和透射式（背光式）測試圖表搭配使用。

測量結果儲存在 CGATS 檔案中，這些檔案可用作Multicharts 、 Multitest 、 Colorcheck 、 Stepchart和SFRplus 等軟體中灰階圖和色度圖分析的參考文件。在許多情況下，自訂參考檔案比預設值能提供更準確的結果。

此外， Argyll CMS是一款免費的開源命令列軟體包，可用於多種測量，包括光照強度和光譜測量。更多詳情請參閱Argyll CMS 文件。

分光光度計

在Imatest，我們目前使用的是i1Basic Pro 3 plus （如果您正在選購新儀器，這是一個不錯的選擇）。下文中我們將簡稱為i1Pro 。它是Babelcolor PatchTool和Robin Myers SpectraShop軟體支援的幾款儀器之一。 i1Pro 主要用於反射式讀數，但也可用於測量透射式（背光式）光譜圖。

如果您沒有原版光碟，請從 X-Rite 下載驅動程式和軟體。對於我們的 i1Pro，我們點擊了此頁面上的「軟體下載（5 個項目）」，並下載了所有相關軟體。對於 i1Basic Pro 2，請造訪此頁面。
安裝系統驅動程式和 i1Diagnostics。運行 i1Diagnostics以確保硬體運作正常。
i1Pro 的其他程序對於顯示器校準等用途很有用，但與圖表校準/色塊測量沒有直接關係。

Babelcolor 修補工具（免費）

請閱讀Babelcolor 頁面上關於 PatchTool 的描述，然後下載並安裝它。您需要購買PatchTool 才能執行 Patch-Reader（試用版無法使用）。註冊過程非常簡單（無需特殊說明）。

開啟 PatchTool。窗口非常簡潔，沒什麼特別的。
點選「工具」、「補丁讀取器…」開啟補丁讀取器…
選擇圖表類型。對於矩形網格圖表（例如 X-Rite Colorchecker），按一下「自訂圖表」 ，然後選擇正確的行數和列數。預設值為 4 行 6 列（適用於 Colorchecker）。對於 SFRplus 彩色和灰階圖表，請選擇 4 行 5 列。對於矩形網格圖表，非約束測量模式效果極佳；對於不具有規則矩形網格的圖表（例如 ISO-15739、CDM-28R 等），則必須使用非約束測量模式。此時，色塊讀取器視窗將如下所示。

按下“開始”按鈕。此時會彈出一個窗口，顯示以下關於校準分光光度計的資訊。請依照指示操作，然後按下「確定」按鈕。

反射率校準：如果已安裝環境漫射器，請將其移除。將 i1Pro 放置在其底座（白色磁磚）上。準備好後，按「回車」或「確認」鍵，或關閉此訊息視窗。注意：此校準可能需要幾秒鐘！

好的

校準完成後，Patch-Reader 視窗右下角會出現「讀取」和「停止」按鈕。
將 i1Pro 放在樂譜的第一個音色上，然後點選側邊的按鈕。這相當於按下“讀取”按鈕（通常情況下不需要這樣做）。
現在，請按行逐一檢查色塊（適用於矩形圖表）。對於非矩形圖表，您需要知道色塊順序，具體說明如下。對於矩形網格圖表，「色塊讀取器」視窗將顯示下一個要測量的色塊的位置。務必將 i1Pro 小心地對準色塊中心，並將其緊貼目標，以最大程度地減少雜散光。（柔和的室內光線不會造成影響。）（對於m行 x n列的圖表，順序為：第 1 行 - 第 1 列，第 1 行 - 第 2 列，…，第 1 行 - 第m列，第 2 行 - 第 1 列，依此類推。）

略有不一致之處：儘管您在 Patch-Reader 的提示下按行輸入補丁（R1C1、R1C2、…、 R1Cn 、R2C1、…、 R2Cn 、…），但 CGATS 檔案（使用「自訂圖表： m行 x n列」建立）中的補丁、…）。這與 CSV 檔案不一致，CSV 檔案以修補程式順序存儲，即按行儲存（矩形圖表為 R1C1、R2C2、…、 R1Cn 、R2C1、…、 R2Cn 、…）。 Imatest可以識別檔案類型（CSV 或 CGATS）並正確解釋修補程式順序（使用 CGATS 檔案中的 LGOROWLENGTH 設定）。

您可以使用滑鼠選擇要測量的色塊，也就是說，如果您對測量品質有任何疑問，您可以返回並重新測量。
完成後，Patch-Reader 視窗將如下所示。請仔細檢查此圖像，確保其與圖表一致——所有色塊都應正確顯示：如有必要，您仍然可以選擇色塊重新測量。

點擊「停止」 ，將出現一個窗口，其中包含以下選項。

您想保存這些測量結果嗎？點選「取消」繼續進行測量。

保存丟棄取消

點擊「儲存」後，將出現以下視窗。對於典型的Imatest使用，只需選取L*a*b*資料欄位即可。 ID（SAMPLE_ID；數字序列）和名稱（SAMPLE_NAME；字母列和數字行，例如 A1、…、A4、B1、…、F4）也可以選中，但Imatest會忽略它們。 XYZ 和 xyY 也可以選中，但如果選中了 L*a*b*，則會被忽略。（讀取資料的優先順序為：L*a*b*、XYZ，然後是 xyY。）

保存檔案名稱應包含介質類型（啞光、光澤等）以及識別圖表所需的任何其他資訊。

PatchTool 以CGATS格式寫入文件（CGATS 是一種行業標準，詳見PatchTool 幫助 PDF 文件）。 Imatest 可以讀取 CGATS 檔。以下是一個範例：

CGATS.17
ORIGINATOR    "BabelColor PatchTool, version 4.1.0 b321"
LGOROWLENGTH    4
CREATED    "2013-07-01"  # Time: 1:25:46 PM
INSTRUMENTATION    "i1Pro"
INSTRUMENT_SN    "608994"
MEASUREMENT_SOURCE    "Illumination=D50 ObserverAngle=2 WhiteBase=Abs Filter=UVcut"
ILLUMINATION_NAME    "D50"
OBSERVER_ANGLE    "2"
FILTER    "UVcut"
MEASUREMENT_CONDITION    "M2"
WEIGHTING_FUNCTION    "ILLUMINANT, D50"
WEIGHTING_FUNCTION    "OBSERVER, 2 degree"
KEYWORD    "DEVCALSTD"
DEVCALSTD    "XRGA"
#
# THIS FILE CONTAINS REFLECTANCE MEASUREMENTS MADE WITH PatchTool Patch-Reader
#
# Chart_type: "Custom chart"
# No_rows: 4
# No_columns: 5
# No_samples: 20
#
NUMBER_OF_FIELDS    3
BEGIN_DATA_FORMAT
LAB_L    LAB_A    LAB_B
END_DATA_FORMAT
NUMBER_OF_SETS    20
BEGIN_DATA
44.050    -4.479    -15.534
46.989    3.638    -16.591
38.129    6.395    6.321
52.539    -0.730    -3.700
40.766    32.354    14.498
42.772    -19.174    -21.994
57.309    12.668    12.012
53.507    1.771    3.460
47.533    -25.359    16.443
44.629    32.242    -6.113
61.667    -18.258    37.479
37.817    2.403    -27.741
33.075    4.416    -29.699
75.079    4.192    62.638
63.637    15.573    46.478
45.767    28.423    10.312
41.007    -8.057    10.701
59.762    -28.214    -1.841
55.213    23.810    34.126
33.661    10.341    -10.492
END_DATA

Spectra商店

請下載並購買SpectraShop （截至 2024 年年中，SpectraShop 版本為 6；此處的說明基於 SpectraShop 4 編寫），下載連結位於產品描述頁面底部。 SpectraShop 提供 Windows 和 Mac 版本。建議您先閱讀簡短教學。此外，您還應該下載完整的 PDF 手冊並查看常見問題解答，其中包含故障排除資訊。打開 SpectraShop。點選從左數第二個「測量樣本」方塊。（我嘗試過“創建和編輯圖表”以及“測量圖表”，但沒有成功。）

這將打開右側所示的“儀器連接”視窗。選擇分光光度計，點選「連接」 ，選擇樣品類型（反射式、透射式等）。確保分光光度計放置在底座（白色底座）上，然後點擊「校正」 。

儀器連接窗口，顯示在校準之前

校準完成後，將開啟「測量反射樣本」頁面。所有設定都不是至關重要的，但我們建議進行一些調整。

設定值：設為 1。這是第一個音色的編號。這比預設值 0 更能保證音色順序的準確性。
將 Root 設定為圖表或補丁的簡短描述。
將數字位數設為 2（尤其是當您計劃測量超過 10 個色塊時）。這將使檔案可排序，因為序列將是 01、02、…、10、11、…

設定完成後，按下“開始”按鈕。將分光光度計感測器對準樣品。如果可能，房間光線應保持昏暗，以盡量減少漏光。每次讀數時，按下分光光度計按鈕，等待約兩秒鐘，聽到嗶聲表示讀數完成。樣品排列順序如下所述。請仔細讀取資料。我目前還沒有找到方便的方法來編輯或重做錯誤的讀數。

儲存參考文件

我建議將結果儲存為兩種格式：預設的 SpectraShop ss3 格式（不可互換，但可以在 SpectraShop 中重新開啟），其中包含所有結果（包括光譜）；以及僅包含Imatest使用的結果的 CGATS 格式。若要儲存 SS3 文件，請按一下（如下圖所示）視窗中的「檔案」、 「儲存…」或「另存為…」 。保存Imatest可讀取的 CGATS 檔案的步驟如下所示。

若要將測量結果儲存為Imatest可讀取的 CGATS 文件，請按一下「文件」 > 「匯出…」。右側視窗隨即打開。選擇“CGATS 1.7 ASCII”作為匯出格式。 “頻譜”選項應取消選中，“L*a*b*”選項應選中。如果需要，可以選取“XYZ”和“xyY” ，但如果已選取“L*a*b*”， Imatest 將忽略它們。

Spectrashop匯出視窗
（用於編寫 CGATS 檔案）

以下是結果：

CGATS.17
ORIGINATOR    ""
CREATED    "2013-08-28 16:43:55"
INSTRUMENTATION    "i1Pro"
MEASUREMENT_GEOMETRY    "45/0"
MEASUREMENT_SOURCE    "A"
WEIGHTING_FUNCTION    "OBSERVER,2 degree"
WEIGHTING_FUNCTION    "ILLUMINANT,A"
NUMBER_OF_FIELDS    4
BEGIN_DATA_FORMAT
SAMPLE_ID    LAB_L    LAB_A    LAB_B     
END_DATA_FORMAT
NUMBER_OF_SETS    24 
BEGIN_DATA 
"Colorchecker-01"    39.80    14.43    17.09     
"Untitled-02"    67.86    22.51    20.21     
"Untitled-03"    48.51    -9.36    -23.27     
"Untitled-04"    43.04    -10.81    20.67     
"Untitled-05"    54.88    5.55    -24.67     
"Untitled-06"    68.04    -32.15    -6.00     
"Untitled-07"    66.70    34.88    63.83     
"Untitled-08"    38.48    -0.44    -45.06     
"Untitled-09"    56.15    47.12    25.25     
"Untitled-10"    31.91    17.66    -16.69     
"Untitled-11"    71.40    -16.98    50.80     
"Untitled-12"    74.84    21.00    71.57     
"Untitled-13"    27.04    0.66    -49.03     
"Untitled-14"    52.88    -32.25    23.97     
"Untitled-15"    47.07    55.90    37.55     
"Untitled-16"    83.99    9.76    78.29     
"Untitled-17"    55.75    47.38    -5.30     
"Untitled-18"    47.53    -31.32    -35.23     
"Untitled-19"    95.01    0.32    4.03     
"Untitled-20"    80.78    -0.72    0.38     
"Untitled-21"    66.36    -0.71    0.28     
"Untitled-22"    49.81    -1.43    -0.39     
"Untitled-23"    36.00    -0.85    -0.45     
"Untitled-24"    20.92    -0.34    -0.53     
END_DATA

補丁順序

具有規則m x n矩形網格的色塊會依照下列範例所示的順序編號，此範例適用於 4 行 x 6 列的 X-Rite Colorchecker 色塊。採集色塊資料時，請依照此順序操作。

1	2	3	4	5	6
7	8	9	10	11	12
13	14	15	16	17	18
19	20	21	22	23	24

一些不具有規則m x n網格的灰階圖表（例如 ISO-15739）的色塊順序列在「特殊圖表」和「ISO 圖表」中。這些圖表受Multicharts支持。

Multicharts支援的圖表補丁順序 可以透過執行Multicharts ，選擇“3. 分割顏色：參考/輸入（在顯示中）”，然後勾選“數字”複選框來顯示。以下是 DSC Labs CDM-28R 的色號。

有一些特殊情況，例如Rezchecker （一種用於測量顏色、色調和 MTF 的微型精密反射色卡）。其編號遵循標準的矩形網格，但角塊和用於斜邊 MTF 的色塊在其參考文件中的 L* = a* = b* = 0，因此在顏色分析中會被忽略。對於 Rezchecker，這些色塊包括 1、6、8-11、14-17、37 和 42。

有些情況並不明顯，例如 Multicharts 支援的eSFR ISO 顏色色塊，但通常以 eSFR ISO 格式運作。

eSFR ISO 色塊