色差仪ΔE值怎么理解?色差仪怎么计算ΔE值?

色差仪是一种常见的光电积分式测色仪器,它利用仪器内部的标准光源照明被测物体,在整个可见波长范围内进行一次积分测量,直接测得透射或反射物体色的三刺激值和色品坐标,并可通过专用微机系统给出两个被测样品之间的色差值ΔE值。那么,色差仪ΔE值怎么理解?色差仪怎么计算ΔE值?

色差仪色差值计算

色差仪ΔE值怎么理解?

色差(ΔE)是指定量地对色知觉差异进行表示,通俗说法为一种颜色与另一种指定颜色色知觉差异数值的多少。两种颜色之间的差异可以用孟塞尔表色系统或CIE表色系统的相关特征参数进行区别,如明度、色相、彩度、XYZ三刺激值等。一般来讲,从拿到颜色样品到根据计算结果做出客观色差评价,大致需以下三个步骤:

1.测量样品:即使用合适的颜色测量仪器(光谱光度计)以获得代表样品光学特性的分光反射率ρ(λ)或分光透过率τ(λ);

2.计算三刺激值:即通过色度学的基础数据和测得的样品分光反射率,按规定公式求取三刺激值。实际上是客观定量地给出样品的颜色对人眼视网膜上视觉感光细胞产生的刺激,这种刺激通过神经冲动传至大脑,最终形成颜色的主观感觉;

3.计算色差值(△E):即按一定的色差公式,计算出两样品间的色差,可以理解为这一色差值反映了两个不同的色刺激在大脑中产生的感觉上的差别。这也是为什么选用△E作为色差符号的原因。希腊字母△表示“在……方面的差别”,而E则是德语单词Empfindung(感觉)的第一个字母。


色差仪ΔE值计算方法:

要想计算色差,就需要了解色差公式。目前在色差宝中常见的色差公式有:CIELAB、CMC(l:c)、CIE1964、Cube-Root、FMC-2、Godlove、Visual、CIE94、ISO、CIE1976LUV、JPC79等多种,且各具优缺点,实际使用中与习惯和经济发展水平以及行业特点有重要关系。下面只对色差公式CIELAB做简要的介绍。

CIE1976L*a*b*色差公式又称CIE1976LAB(或L*a*b*)系统,简称CIELAB,现在已被世界各国正式采用并作为国际通用的测色标准。它适用于一切光源色或物体色的表示与计算方法。CIEL*a*b*颜色空间如下图所示。

CIE-LAB颜色空间的示意图和三维模型

CIELAB色彩空间由亮度(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+127a就是洋红色,渐渐过渡到-128a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,ΔE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

CIELAB色差公式由于在色相、明度、彩度方面与人眼的吻合度较差,以及在同等的色彩空间内某一颜色与邻近的颜色差异较大等因素,在纺织品评价过程中,准确性受到一定影响。


色差仪ΔE值的单位:

1939年,美国国家标准局采纳了贾德等的建议并推行Y1/2、a、b色差计算公式,且根据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色差单位大约相当于视觉色差识别阈值的5倍。与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较,则1个NBS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);孟塞尔系统相邻两个色彩的差别约为10NBS单位。NBS的色差单位与人的色彩感觉差别用下表来描述,可知NBS色差单位在工业应用上是有价值的。后来开发的新色差公式,往往有意识的把单位调整到与NBS单位相接近,例如:ANLAB40、HunterLab以及CIELAB、CIELUV等色差公式的单位都与NBS单位大致相同(不是相等),并不是任何一个色差计算公式计算出的色差单位都是NBS。

NBS单位与颜色差别感觉程度

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