已經有很多人嘗試通過使用顏色判別標準科學地表征不同人種的皮膚類型，其中大多數(shù)方法都是基于肉眼觀察對皮膚顏色的評價,。最常用的評價方法是哈佛大學的皮膚病學家Thomas B. Fitzpatrick在1975年提出的基于數(shù)值分類圖表的Fitzpatrick標度,。該方法將皮膚類型劃分為6個類別。對于保健和護膚品行業(yè),，該方法也被認可用作劃分人類皮膚對可見光響應的皮膚病學研究工具之一,。Fitzpatrick標度是更早期的Von Luschan色度的現(xiàn)代化，后者使用36塊不透明的玻璃片表征皮膚的顏色,。圖1所示為Von Luschan玻璃片描述的人類皮膚的顏色范圍,。Fitzpatrick標度將這些顏色劃分為6種皮膚類型：白化、白色,、淡棕色,、地中海棕色、深棕色,、黑色,。

圖1.Von Luschan顏色標度

直觀比較實驗對象的皮膚與標準玻璃片的顏色，找出最接近的匹配,。這種視覺檢查和比較的方法現(xiàn)在看來是存在誤差的,，因為其結論受主觀因素影響是易變的，在很多實例中不同研究者對同一實驗對象的測試結果是不同的,。

圖2.反射光譜中涉及到的皮膚結構層次

樣品反射光譜的測量使用裝有150 mm Spectralon積分球的Lambda X50+紫外/可見/近紅外光譜儀。使鏡面反射口保持原位,，以便獲得全反射光譜,。將實驗對象的前臂內側放置于積分球的漫反射口，采集皮膚樣品的光譜,。Von Luschan玻璃片的光譜也使用漫反射口進行測量,。圖3所示為150 mm積分球處于全反射模式時的樣品光路。鏡面反射光和漫反射光都被收集,。為了全面研究不同類型的人類皮膚,，本研究中測量了從輕度白化到美國黑人等多個人種的實驗對象。

圖3.150 mm積分球中的光路（點擊查看大圖）

圖4.L*a*b*顏色空間（點擊查看大圖）

既然我們可以對顏色進行量化地測量，也就可以將人類皮膚與Von Luschan玻璃片進行比較,。關鍵問題在于：Fitzpatrick標度中使用的玻璃片與人類皮膚的顏色接近程度如何時才算是匹配,？由于使皮膚和玻璃片產生顏色的化學成分差異很大，這是一個需要考慮的問題,。

在人類皮膚光譜中,，可見光的波長能夠穿過相對透明的表皮層，與富含血管的真皮層中復雜多樣的化學成分發(fā)生相互作用,。圖5所示為剝離的豬皮表皮層的百分比透射光譜,。對于可見光的波長來說，表皮層是相對透明的,，僅因為散射過程而減弱到達真皮層的可見光（400 nm以上區(qū)域）,。400 nm以下的紫外光被尿刊酸、DNA的核酸環(huán)和蛋白質的芳香氨基酸等細胞成分所吸收,。表皮層的廣泛吸收表現(xiàn)為280 nm附近的吸收峰,。

圖7.Von Luschan玻璃片與不同人種皮膚類型的光譜比較（點擊查看大圖）

玻璃片的L*值從89（淺色）到29（深色）不等,，分布范圍達到了60個L*單位,。在色度值確定之后，Von Luschan玻璃片顏色的人為因素開始變得明顯,。圖8將色度值a*對b*做圖,，x軸代表紅色/綠色分量,，y軸代表藍色/黃色分量。顏色最淺的玻璃片是黃綠色的,，而顏色較深的玻璃片中紅色分量更多,。顏色最深的玻璃片是藍紅色的。正常情況下,，健康的人類皮膚中不會出現(xiàn)藍色和綠色,。

圖8.Von Luschan玻璃片的CIE a*b*色度圖（點擊查看大圖）

圖9. 不同人種前臂皮膚反射光譜的CIE a*b*色度圖（點擊查看大圖）

完整的人類皮膚顏色L*a*b*數(shù)據收集于表2中,。從中可見,，皮膚的L*值從73（淺色）到34（深色）不等。比較Von Luschan玻璃片與人類皮膚的L*值,，可以發(fā)現(xiàn)皮膚的L*值分布范圍更窄,，僅有39個單位，而Von Luschan玻璃片的L*值分布范圍達到了60個單位,。皮膚的L*值分布范圍更窄的主要原因很可能在于起反射作用的細胞的表面結構,。與玻璃片相比，皮膚的表面質地更加粗糙,。表面質地對于漫反射光譜有很重要的影響,。漫反射樣品的表面越平滑，看起來就越明亮,。因為“粗糙”的表面包含微小的孔洞和縫隙,，可以捕捉入射光而阻止其反射。表面的凹凸不平越多或越大看起來就越暗,。也就是說,，對于同等膚色的實驗對象，干燥粗糙的皮膚看起來要比光滑的皮膚更暗一些,。