色差仪有哪些色差公式？色差仪常用色差公式是哪个？-发七人商城(faqiren.com)

色差仪有哪些色差公式？色差仪常用色差公式是哪个？

摘自：发七人商城 | 2023-04-27 | 作者：Faqiren

文章摘要：色差仪作为颜色检测的光电仪器，为了让颜色的评定具有可依据的统一的标准，其内部配置的多种色差公式，用于色差值的计算。其中最为有影响的色差公式为CIE1976 L*a*b*色差公式和CMC（I:C）。本文对色差仪色差公式的类型和色差仪常用色差做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪作为颜色检测的光电仪器，为了让颜色的评定具有可依据的统一的标准，其内部配置的多种色差公式，用于色差值的计算。其中最为有影响的色差公式为CIE1976 L*a*b*色差公式和CMC（I:C）。本文对色差仪色差公式的类型和色差仪常用色差做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪51.jpg

色差仪色差公式的类型：

多年来色度学上致力于用一个纯数学量在整个色域上裁定颜色的匹配程度。以1976年为界，色差公式的发展过程可大致分为两个阶段。1976年以前，因无统一的标准和约定，颜色工作者纷纷以所涉及到的数据、产品和领域为基础，提出了各自的色差公式。但效果都不能令人十分满意，而且给普及应用带来了很大的麻烦。因为不同的色差公式之间数据很难或无法相互转换，又没有一个具有权威性的色差公式可使大多数人接受并使用。为了克服这种混乱，进一步统一色差评定的方法，国际照明协会在广泛的讨论和试验的基础上，于1976年正式推荐两个色空间及相应的色差公式，即CIE1976L*u*v*色差公式和CIE1976L*a*b*色差公式。经过几十年的努力，各国的色度学家们先后提出几十种基于各种颜色空间的色差式。大致有CIE1931、CIE1964、CIE1976LAB、CIE1976LUV及DIN99等色差公式。其中最为有影响的为CIE1976 L*a*b*色差公式和CMC（I:C），下文将为大家进行详细的介绍。

色差仪常用色差公式介绍：

1.CIE1976 L*a*b*色差公式

CIE1976 L*a*b*通常简称为CIELAB，它是当时使用效果最好的色差公式，许多国家包括国际标准化组织（ISO）都采用它作为自己的标准。因此可以讲CIELAB色差公式是自1976年起使用较广泛、较通用的色差公式。

在与颜色感觉一致的均匀颜色空间内，两个颜色样品之间的色差表示为其坐标点之间的距离，即：

CIELAB 色差单位：

CIELAB 色差单位.jpg

NBS 色差单位：

NBS 色差单位.jpg

式中公L₁*、a₁*、b₁*和L₂*、a₂*、b₂*分别是两个样品的坐标值。色差公式的几何意义是在均匀颜色空间以标准色样的坐标点为中心的一个椭球，其在L*、a*、b*三个方向的半轴长分别为（L₁*-L₂*）、（a₁*-a₂*）、（b₁*-b₂*）。若规定椭球内的颜色满足色差容限的要求，则椭球外的颜色与标准色样的色差超出了色差容限范围，便不满足色差的要求。

在实际计算中，可采用以下计算过程。CIE1976 L*a*b*空间由CIE-XYZ系统通过数学方法转换得到，转换公式为：

XYZ颜色空间转换lab颜色空间转换式27.jpg

其中X、Y、Z是物体的三刺激值；X₀、X₀、Z₀为CIE标准照明体的三刺激值；L*表示心理计量明度，简称明度指数；a*、b*为心理计量色度，简称色度指数。其中X/X0，Y/Y0，Z/Z0任一个都不能小于0.008856，否则应按下式计算L*、a*、b*的值：

L、a、b值计算公式.jpg

（1）亮度差：

亮度差△L*表示样品与标准的深浅差，如果是正值，表示样品比标准浅，如果是负值，表示样品比标准深。

（2）饱和度差：

饱和度差.jpg

饱和度差△C*表示样品颜色与中性灰的饱和度的差，即表示鲜艳程度。△C*为负值表示标样比样品鲜艳，△C*为正值则表示样品比标样鲜艳。

（3）色相角差：

色相角差27.jpg

色相角差△H*表示样品色相角与标准色相角的差，△H*的计算结果由a*b*平面上的样品颜色点相对于标准颜色点的位置所决定，在顺时针向上△H*为正值，在逆时针方向上△H*为负值。

（4）总色差：

总色差27.jpg

2. CMC（I:C）色差公式

印刷行业常用的是基于CIE1976 LAB均匀颜色空间的色差公式，随着研究的深入，逐渐发现该色差公式也有问题，CIE1976 L*a*b*颜色空间对小色差来说是不太均匀的色度空间，它的数据表达不能够和人眼的视觉感受相匹配，其计算结果与目测感觉并不总能保持一致。例如与对深度变化相比，人眼对色相的变化更为敏感；另外人眼在低饱和度的色区的辩色能力远比在明亮鲜艳色区为高。这就意味着在不同的色区即使用CIELAB色差公式得出一样的△E数值，也不能肯定地说目视评定感觉也一样。比如有一对嫩黄样品和一对深灰样品，二者ΔE均等于1，但目测会感觉到深灰样品间的差别比嫩黄样品间的要大几倍。因此，近二十年来颜色科技工作者寻求更理想的色差公式的探索和努力一直就没有停止过，色彩学研究专家相继推出了CMC（I:C）公式、CIE94公式以及最新的CIEDE2000公式。

CMC（I:C）是基于CIE1976 LAB发展而来的，并且在一定的运用范围内对小色差都能做出很好的评价。CMC色差公式使各色调方向的色差椭圆大小可根据视觉的关系进行改变，它由FJJ Clarke、RMcDonald和Brigg在经修改于1984年提出的色差公式。后由英国染色家协会（SDC）的颜色测量委员会（CMC）推荐使用。计算公式如下：

CMC计算公式27.jpg

公式中的△L*、△C*、△H*是由CIELAB色差公式计算得到标样与样品之间的亮度差、饱和度差、色相差。色差公式中的I、C为调节明度和饱和度相对宽容量的两个系数。对于一般色差可观察性样品评价时，取I=C=1，而对于色差可接受性样品评价时，则取I=2，C=1。

由于该公式比CIELAB公式具有更好的目视一致性，因此对不同颜色产品的质量控制，都可使用“单一界限值（Single number tolerance）”，即该界限值与标样的颜色无关。这给用户采用颜色测量和仪器评价技术带来极大方便，因此该公式自推出后得到了广泛的应用。一些国家和组织纷纷采用以代替现行的CIELAB色差公式，如该公式在1988年被采用作为英国标准（BS 6823），最后于1995年成为国际标准（ISO）。

色差仪色差值的单位：

常用的色差单位是NBS，它是美国国家标准局（National Bureau of Standards）的缩写，△E=1，就称为1个NBS单位，1个NBS色差单位约相当于在最优的实验条件下，人眼所能辨别的色差的五倍，在CIE色度图的中心，1个NBS色差单位相当于0.0015~0.0025 X或Y的色度坐标变化。至于产品的颜色差异允许多大范围才算合适，则要根据具体情况而定。

我国评价色差一般使用牢度单位，首先使用选定好的色差公式计算出被测试样前后的色差，然后根据计算出的色差值与牢度级别进行对照，即可以确定出被测试样的牢度级别。

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