顏色是一個(gè)心理物理量。人們對(duì)于顏色的感知是通過(guò)人眼接收物體反射或透射的光信號(hào)來(lái)認(rèn)識(shí)的。顏色特性是個(gè)三變量的函數(shù)，可以通過(guò)顏色的三要素來(lái)描述：明度、色調(diào)、色飽和度。光源顏色是由光源的光譜分布決定的。物體顏色由物體表面的光譜特性決定。但是，人眼對(duì)于物體表面光譜特性相同的物體通常并不一定有相同的顏色感覺(jué)，另外一個(gè)影響人眼顏色感覺(jué)的關(guān)鍵因素是物體表面光空間分布的幾何特性。幾何特性的描述較為復(fù)雜，不同行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)不同，也采用不同的描述和測(cè)量方法，例如物體表面光澤度、桔皮度等。
    當(dāng)光線入射至物體表面會(huì)出現(xiàn)以下四種情況：
        1.在物體表面發(fā)生鏡面反射。它是物體表面光澤的主要原因。
        2.當(dāng)光線入射至物體內(nèi)部，在物體內(nèi)部發(fā)生散射，產(chǎn)生了漫反射和漫透射。
        3.漫反射和漫透射光在物體內(nèi)傳播時(shí)，不同波段光會(huì)產(chǎn)生不同的吸收，從而產(chǎn)生和入射光不同的顏色。
        4.當(dāng)物體較透明時(shí)，一部分光會(huì)直接透過(guò)物體，產(chǎn)生透射。
    圖1.1所示，當(dāng)光入射至物體表面時(shí)，一部分光在物體表面反射了鏡面反射，沒(méi)有進(jìn)入物體內(nèi)部。鏡面反射光的多少取決于物體材料的折射率和光的入射角度，遵循菲涅爾定律。

圖1.1光與物體相互作用
 
圖1.2不同的空間分布的表面反射光

    鏡面反射光的方向取決于物體表面的光滑程度。表面粗糙程度不同，鏡面反射光會(huì)產(chǎn)生圖1.2所示不同的空間分布。對(duì)于鏡面反射光，由于沒(méi)有在物體內(nèi)部發(fā)生傳播，就沒(méi)有產(chǎn)生相應(yīng)的吸收。所以，鏡面反射光的光譜分布和入射光是一致的。進(jìn)入物體內(nèi)部的光線為折射光束，在物體內(nèi)部傳播的方向遵循折射定律。折射光在物體內(nèi)部產(chǎn)生多次的反射和折射。光線在物體內(nèi)部進(jìn)行傳播時(shí)，由于物體對(duì)光譜的選擇性吸收，從而體現(xiàn)出于物體對(duì)應(yīng)的顏色。一部分光經(jīng)過(guò)物體表面返回到空氣中的光線成為漫反射光，另外一部分光透過(guò)物體到達(dá)下表面，成為漫透射光。漫反射光和漫透射光與光源光譜不同。鏡面反射光和漫反射光一起被人眼接收，如果人眼接收到的光信號(hào)中鏡面反射光的比例過(guò)大，會(huì)“沖淡”物體表面本身顏色，使人眼感覺(jué)顏色亮度偏高，飽和度偏低。
    人們觀測(cè)顏色必須有三個(gè)條件：照明光源、物體和眼睛。同樣，對(duì)于測(cè)色儀器要得到測(cè)試結(jié)果，必須有三個(gè)條件：照明光源、被測(cè)樣品和傳感器。物體測(cè)色儀器發(fā)展至今，都是通過(guò)測(cè)量材料表面的光譜特性來(lái)進(jìn)行顏色數(shù)據(jù)的測(cè)量。