儘管人眼區分色彩的能力非常強，但不同的人在描述同一色彩時會有所不同，這意味著在要求精確的色彩檢測和管理的應用中，口頭描述是不夠的。更好的解決方案是使用充分校準的色彩傳感設備，以數字方式描述色彩。這些設備包括昂貴的實驗室級分光光譜儀到經濟的RGB色彩傳感器(如安華高科技生產的色彩傳感器)。安華高科技擁有各種色彩傳感器，為當前許多實際色彩傳感和測量應用提供了實用的解決方案。本文的目標是考察色彩感知、測量和規格、以及怎樣應用色彩傳感器生成的數據。最後，本文討論了安華高科技的RGB色彩傳感器產品及其怎樣為各種色彩傳感應用服務。
色彩的感知
在進入電子設備怎樣傳感色彩的理論之前，有必要了解人類是怎樣感知色彩的。色彩是光源、物體和觀察者之間交互的結果。在反射的光中，落在一個物體上的光會被反射或吸收，具體取決於表面特點，如反射係數和透射情況。例如，紅紙會吸收光譜中大多數帶綠色的部分和帶藍色的部分，同時反射光譜中帶紅色的部分，因此對觀察者會表現為紅色。在自己發光的物體中，其原理相同：光會到達人眼，然後由眼睛的接受器進行處理，由神經系統和大腦進行解釋。
人類視覺系統可以檢測到從大約400nm(紫色)到大約700nm(紅色)的電磁光譜，可以適應變化廣泛的照明度和大量的色彩飽和度(純粹的顏色在白色中所佔的比例)。雖然杆狀細胞是能夠在廣泛的照明度上工作、並對變化提供快速響應的光傳感器元件，但這些杆狀細胞卻無法檢測色彩。稱為錐狀細胞的光傳感器元件提供高解析度的色彩圖像。共有三個錐狀細胞，在不同波長上實現峰值靈敏度，其分別是紅色(580nm)、綠色(540nm)和藍色(450nm)。可視光譜內任何波長的光都將會在不同程度上刺激這三類錐狀細胞中的一個或多個單元，我們感覺到的色彩則是我們的視覺神經和大腦處理的信息。
很明顯，擁有正常色彩視覺的人在看到波長組合相同的光時，基本上會感覺到相同的色彩。科學試驗表明，人類可以區分非常細微的色彩差異，估計最高可以達到1000萬種，問題是我們沒有足夠的詞來描述所有這些有著細微差異的色彩。
色彩測量的原理
圖1.1顯示了與使用儀器或傳感器進行色彩測量相比，人眼檢測色彩的基本原理。傳感設備可以是高端設備，如分光光譜儀或英國國際照明委員會(CIE)校準的攝像機，也可以是低端設備，如RGB色彩傳感器等。
測量儀器通常分為兩大類：色度分析方法和測光方法。在使用色度分析方法時，設備使用具有三個濾波器的傳感器測量來自物體的光(圖1.1b)。正常情況下，傳感器廓線經過優化，因此與人眼響應非常相似。輸出採用CIE三重刺激值表示：X, Y, Z。
測光方法(圖1c)使用各種各樣的傳感器，在大量的窄波長範圍內測量色彩。然後，儀器的微電腦通過對得到的數據求積分，計算三重刺激值。
安華高科技的色彩傳感器(圖1d)是三濾波器設備，提供了色度分析測量功能。傳感器輸出由電壓輸出VR, VG,和VB或模擬數字轉換後的R, G和B數字值組成。
圖1.2: 採用光到模擬電壓轉換的色彩傳感器
如果沒有色彩濾波器，典型的矽光電二極體會對從超紫色區域直到可視區域的波長作出響應，在光譜接近紅外線的部分，峰值響應區域位於800nm和950nm之間。紅色、綠色和藍色透射色彩濾波器將重塑和優化光電二極體的光譜響應。正確設計的濾波器將對模仿人眼的濾波後的光電二極體陣列提供光譜響應。三個光電二極體中的每個光電二極體的光電流會使用電流到電壓轉換器，轉換成VRout、VGout和VBout。圖1.3: 反射的光的顏色取決於表面反射的顏色和吸收的顏色。
透射傳感圖1.4: 傳感器的R, G和B 輸出取決於落在傳感器上的光的顏色。
圖1.5: 透明介質的色彩傳感，如色彩濾波器、液體或氣體。