色差是指样品与标准样品在颜色上的彩度差、明度差和色相差的综合表现,可以通过色差仪测定相应的颜色参数,并经过色差公式计算而得到。本文对色差仪色差值的计算方法及色差仪色差值的影响因素做了简要的介绍,对色度学知识或颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下!
色差是指两个试样在颜色知觉上的差异,它包括明度差、彩度差和色相差三方面。色差是指两个颜色经测色仪器测量后,再经色差公式计算出的这两个颜色的差异值。颜色间的差异值以DE或△E表示。E是德语单词Empfindung(感觉)的第一个字母;D是希腊字母,表示某方面的差别。DE表示两个颜色彼此间的差异值。△E表示色彩空间内两个色样彼此间的距离差距。
作为色差的计算单位,以前常用NBS。1939年,美国国家标准局采纳贾德等人的建议而推行Y1/2,a,b色差计算公式,并采用此公式计算颜色差别的大小,以绝对值1作为一个单位,称为“NBS色差单位”。一个NBS单位大约相当于视觉色差识别值的5倍。如果与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较,则1NBS单位约等于0.1孟塞尔明度值、0.15孟塞尔彩度值、2.5孟塞尔色相值(彩度为1);孟塞尔系统中相邻两个色彩的差别约为10NBS单位。NBS单位色差值和视觉之间的关系如下表所示:
通过不断的研究,研究人员在解决解决标样和样品之间的真实色差结果和人眼检测一致性问题上去的突破性进展,通过引入色差公式将色差结果量化,并对于不同的颜色提出相应的色差公式。在世界范围内CIE LAB、Hunter、CIE 94、CIE LUV、CMC(1:C),CIEDE 2000等色差公式比较常用,其中CIE 1976 LAB(或L*、a*、b*)色彩空间图已作为国际通用的测色标准,被世界各国正式采纳,它适用于一切光源色或物体色的表示与计算。
Lab色彩模型是由亮度(L)、色调和饱和度三个要素组成。亮度,用L表示,L值越大,表示越白。L的值域由0到100,L=100表示白色,L=50时,就相当于50%的黑即灰色,L=0表示黑色。
色调(通常用a和b表示)是指彩色光的颜色类别,通常用十字坐标表示,a表示从洋红色至绿色的范围,b表示从黄色至蓝色的范围。a和b 的值域都是由+127~-128,“+a”表示偏红的程度,“-a”表示偏绿的程度;“+b”表示偏黄的程度,“-b”表示偏蓝的程度。如+127 a就是洋红色,渐渐过渡到-128 a 的时候就变成绿色。同理,+127b表示黄色,-128b则是蓝色。所有的颜色就以这三个值交互变化所组成。
颜色的深浅程度称为饱和度,其中:ΔL 表示材料实际亮度与标准亮度之间的差值;Δa表示材料颜色在偏红绿程度上与标准值之间的差值;Δb表示材料颜色在偏黄蓝程度上与标准值之间的差值;ΔE表示实际值与标准值在L、a、b上的综合差值,即样品总色差,但它不能表示出样品的色差的偏移方向,AE数值越大,说明色差越大。
色差对颜色的管理来讲是非常重要的,若2个色样样品都按L、a、b标定颜色,则两者之间单项色差和总色差ΔE可用下列公式来计算:
明度差:ΔL=L1*-L2*
色度差:Δa=a1*-a2*;Δb=b1*-b2*
总色差:ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2
色差的测量和评价需要大量的数据进行对比分析,影响色差的因素主要有以下三个方面:
1.客观因素的影响
观察颜色之间的差别时,除颜色本身三个属性的差异外,还受照明条件,观察人员的心理因素,观察的几何条件,背影的亮度和色泽,物体的材质、光泽、纹理、透明程度、大小、形状等因素的影响。
2.检测标准不同的影响
人们通常讲的色差可分为可感知的色差(Perceptible Color Difference)和可接受的色差(Acceptable Color Difference)两种情况。显然前者对色差的控制比后者要严格得多,而通常人们并未强调这两个概念之间的差异,造成色差评价上的二义性和色差控制尺度上的不一致。
3.不均匀颜色空间的影响
虽然从仪器测色实用化以来,人们可以凭借测色仪来定量地确定颜色的属性,但是由于颜色空间的不均匀性使人们不能直接从颜色值的差异来评价物体间色差的大小。颜色空间的不均匀性可以从W.D.Wright和D.L.MacAdam的实验结果1明显地显示出来。MacAdam容差椭圆如下图所示,其中x,y为色品坐标。由下图可知,人眼对不同色相颜色的宽容量不同,绿色区颜色宽容量大,黄色区其次,蓝色区最小,即人眼对不同色相的颜色敏感程度不同。另外,人眼对颜色的三个属性的敏感程度也不同。颜色的亮度越低,容差范围越小,所以深色样品不容易实现颜色匹配;颜色的彩度越低,容差范围越小,所以灰色系列的颜色也不容易实现颜色匹配。人眼对颜色三属性的敏感程度依次为:色调>彩度>明度。1976年CIE提出的CIE1976L*a*b*颜色空间也存在一定程度的不均匀性。
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