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什么是色差?常用色差計算公式

色差是指兩個顏色在色相、亮度或飽和度等方面的差異程度。通常來說,顏色的差異越小,它們之間的色差就越小。色差是非常重要的一項指標,因為它對于判斷產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、體現(xiàn)產(chǎn)品品牌價值和滿足消費者需求等方面都有著重要作用。。

什么是色差?

色差的大小通常可以通過色差值來表示,色差值是一個數(shù)值,可以用數(shù)學方法來計算。在實際應用中,通常使用色差儀來測量顏色和色差。色差儀通過測量樣品表面反射的光線,然后將結(jié)果與參考標準進行比較,從而得到樣品的色差值。


色差對于不同領域的應用也有所不同,如在紡織、印刷、塑料、涂料等行業(yè)中,色差是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標;在醫(yī)學領域,則可以通過分析色差來診斷和治療一些疾病??傊?,色差在日常生活和各個領域中都有很廣泛的應用,是一個非常重要的概念。


? ? ?色差是用數(shù)值方式表示的兩種顏色給人色彩感覺上的差別。

兩種采用L*a*b? *色空間表示的顏色,色差即是兩種顏色所在的坐標點在空間上的距離,由下式計算: 色差的單位用NBS表示,△E盎值為1時稱為1NBS,1個NBS大約相當于視覺識別閾值的5倍。?

? ? ?值的大小即兩種顏色在視覺感受上的相差大小,色差值和視覺感受上大約有這樣的對應關(guān)系:? ? ? 0.0—0.5(微小色差),感覺極微;? ?

? ? ?0.5—1.5(小色差),感覺輕微;?

? ? ? l.5~3(較小色差),感覺明顯;?

? ? ?3—6(較大色差)感覺很明顯;?

? ? ?6以上(大色差)感覺強烈。

色差的表示和色差單位:

1.色差的表示


色差可以表示為不同顏色之間的差異程度,通常使用標準顏色作為基礎來測量和計算。在實際應用中,色差通常使用?E來表示,它是指在CIE L*a*b*顏色空間下,兩個顏色之間的差異度量。


?E的計算公式如下:


?E = [(?L)^2 + (?a)^2 + (?b)^2]^0.5


其中,?L、?a和?b分別是L*a*b*顏色空間中的三個坐標軸的差異。?E是一個數(shù)值,它越小說明兩個顏色之間的差異越小,越接近。通常,?E的值小于1視為幾乎無感知的顏色差異,大于10視為顯著的顏色差異。


除了?E之外,還有其他表示色差的方式,如CIEDE2000、CIELUV等,不同的表示方式適用于不同的應用場景和需求。


在計量單位方面,色差對應的單位通常是個別,在國際單位制中沒有一個特定的顏色差單位。因此,在不同的應用領域和國家,可能會使用不同的暗示顏色差的單位,如?E、JN、CMC、CIE94等。


2.色差單位

作為色差的計算單位,以前常用NBS。1939年,美國國家標準局采納賈德等人的建議而推行Y1/2,a,b色差計算公式,并采用此公式計算顏色差別的大小,以絕對值1作為一個單位,稱為“NBS色差單位”。一個NBS單位大約相當于視覺色差識別值的5倍。如果與孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級的色差值比較,則1NBS單位約等于0.1孟塞爾明度值、0.15孟塞爾彩度值、2.5孟塞爾色相值(彩度為1);孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩個色彩的差別約為10NBS單位。NBS單位色差值和視覺之間的關(guān)系如下表所示:



NBS單位色差值和視覺之間的關(guān)系



常用色差計算公式介紹:



常見色差公式有CIELAB、CMC(l:c)、CIE1964、Cube-Root、FMC-2、Godlove、Visual、CIE94、ISO、CIE1976LUV、JPC79等多種,且各具優(yōu)缺點,實際使用中與習慣和經(jīng)濟發(fā)展水平以及行業(yè)特點有重要關(guān)系。1936-1976年為一個階段,有20多個公式。1976年后為一個階段,多數(shù)以CIELAB色差公式為基礎進行修正,實用性大大提高。常見色差公式的準確性見表下表。從表中可見這些色差公式都存在較大的誤判比率,下面只對色差公式CIELAB和CMC(l:c)進行簡單介紹。



常見色差公式的準確性



1.CIE1976L*a*b*色差公式



CIE1976L*a*b*色差公式又稱CIE1976LAB(或L*a*b*)系統(tǒng),簡稱CIELAB,現(xiàn)在已被世界各國正式采用并作為國際通用的測色標準。它適用于一切光源色或物體色的表示與計算方法。CIEL*a*b*顏色空間如下圖所示。



CIELAB色彩空間的描述,L*表示明暗度,指顏色明暗的強度,其數(shù)值為0~100,L*愈接近0,顏色愈暗;L愈接近100,顏色愈亮。對于一些明暗度相同的顏色,還得考慮用彩度指標來描述顏色的差異。



a*和b*表示色相,指顏色的相貌。a*表示紅一綠軸,正值表示紅,負值表示綠;b*表示黃一藍軸,正值表示黃,負值表示藍。h*表示顏色的色相角度,即任一顏色以+a*軸為基準,沿逆時針方向算起的相對角度。



C*表示彩度,指顏色的鮮艷程度,是色樣在a*b*色彩圖形位置距中心點的距離。低彩度的顏色(灰色),C*略大于0;高彩度的顏色,C*為70~90。



任一實色都可視作由三原色組成,在XYZ表色系統(tǒng)中,可表示為F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)。其中,(X)(Y)(Z)為三原色基色量,X,Y,Z稱三色系數(shù)(即三刺激值)。通過電腦測配色儀可測得A與B兩色的三刺激值X,Y,Z,按下列色差公式計算得到A與B兩色間的色差,即:



式中:△E為總色差。



其中:Xo,Yo,Zo為標準觀察者的三刺激值。



CIELAB色差公式由于在色相、明度、彩度方面與人眼的吻合度較差,以及在同等的色彩空間內(nèi)某一顏色與鄰近的顏色差異較大等因素,在紡織品評價過程中,準確性受到一定影響。



2.CMC(l:c)色差公式



CMC(l:c)色差公式是1984年由F.J.J.Clarke,B.Rigg和R.McDonald在公式JPC79的基礎上修改后提出的,并由英國染色家協(xié)會(SDC)的顏色測量委員會(CMC)推薦使用。從下表中可見,CMC(l:c)色差公式的誤判比率最低,它比其他公式具有更好的目視一致性,因此較能符合人眼的要求,目前已得到廣泛應用。



常見色差公式的準確性



CMC(l:c)色差公式中,l表示明度加權(quán)值,調(diào)節(jié)明度的相對寬容量;c表示彩度加權(quán)值,調(diào)節(jié)彩度的相對寬容量。行業(yè)不同,可以通過調(diào)節(jié)l或c的值,調(diào)整明度和飽和度對總色差的影響程度。對于紡織品來說,l=2,c=1,即CMC(2:1);對于一般評價,如涂料、塑料行業(yè),l=1,c=1,即CMC(1:1)。


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