色差仪ΔE值的单位是什么?色差仪为什么要使用ΔE值?

在色度学中,色差一般是指两个色源在视觉上给人的颜色差异,可以用颜色三属性的差异来表示。为了更好的对这种颜色差异进行定量的描述,就可以使用色差仪。色差仪可以准确的给出两个颜色的差异值ΔE值,并以此作为颜色评定的参考标准。那么,色差仪ΔE值的单位是什么?色差仪为什么要使用ΔE值?本文为大家做了介绍。

色差仪ΔE值

色差仪ΔE值怎么获得?

色差仪又称为光电反射光度计,这种仪器可以用光电测定的方法,迅速、准确、方便地测出各种试样被测位置的颜色,并且通过计算机直接换算成L*、a*、b*值,对颜色进行数值化表示,还能自动记忆和处理测定数值,得到两点间颜色的差别,以△Eab表示。

色差仪测量色差时,采用的是国际上通用的CIELAB色空间,它是利用L*,a*,b*三个不同的坐标轴,指示颜色在几何坐标图中的位置及代号。它是基于一种颜色不能同时既是绿又是红、既是蓝又是黄这种理论而建立起来的。一种颜色用CIE L*,a*,b*表示时,L*轴表示明度,黑在底端,白在顶端;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。+a*表示红色,-a*表示绿色;+b*表示黄色,-b*表示蓝色。

任何颜色的色彩变化可以用a*,b*数值来表示,任何颜色的层次变化可以用L*数值来表示,用L*,a*,b*三个数值就可以描述自然界中的任何色彩。若两个彩色样品都按L*,a*,b*标定颜色,则两者之间的总色差ΔE*ab以及各单项色差可用下列公式计算:

总色差ΔE*ab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2

明度差ΔL*=L1*-L2*(明度差异)

色度差Δa*=al*-a2*(红/绿差异)

Δb*=bl*-b2*(黄/蓝差异)

其中:ΔL 表示材料实际亮度与标准亮度之间的差值,△L*为正值,样品颜色偏浅色方向;为负值,样品偏深色方向。

Δa表示材料颜色在偏红绿程度上与标准值之间的差值,△a*为正值,样品颜色偏红;△a*为负值,样品偏绿。

Δb表示材料颜色在偏黄蓝程度上与标准值之间的差值,Δb*为正值,样品颜色偏黄;△b*为负值,样品偏蓝。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,反之越小。


色差仪ΔE值的单位是什么?

作为色差的计算单位,以前常用NBS(National Bureau of Standards),它与视觉之间的关系见下表。

色差与视觉之间的关系

这一色差单位是以贾德(Judd)—亨特(Hunter)建立起来的色差计算公式的单位为基础推出来的,贾德最先建立起UCS色度图,这个色度图在很长一段时间内是美国色度计算的基础,然而在三角坐标中处理很不方便,后来斯科菲尔德(Scofeld)—贾德—亨特把它转换成了a—β色度图,该系统与x—y色度坐标之间的转换关系为:

a—β色度图

利用这一色度坐标可按下式计算色差。

色差计算公式2020

式中:K——光泽影响系数,测定纺织品时,K=10(受观测条件的影响)。一般在普通实验室中,有光泽的面取K=2.5,无光泽的面,取K=0,半光泽的面,取K=1。

fg——调整系数。

用这一色差式计算的色差单位为NBS单位,NBS单位曾被作为所有色差计算公式的单位,并且延续了很长一段时间。20世纪70年代以后,大量色差式相继出现,一律采用相同的标准计算单位既不可能,也没有必要。所以,就采取了标注计算公式的方法。如△ECMC、△ECIE等,不再使用NBS单位。


色差仪为什么要使用ΔE值?

1.现有颜色理论的缺陷

颜色理论现有的不足,加上光谱测量的复杂性和数学处理的复杂性,各国各公司按照国际标准研制的色差仪,测量从红到蓝各种同样颜色的同一块色板的结果总有一定的差异。

2.仪器台间差的影响

就是同一公司的同一型号仪器,目前采用氙灯或卤素钨丝灯照明的传统的分光色差仪,就算新的、正常工作的色差仪。便携式仪器间的一致性达到的水平:例如XTH一般平均是0.15△E,最大要达到0.25△E。只有昂贵的双光束(一束同时检测点亮的照明灯的光谱)的参比级的台式分光色差仪(必须每年定期维护和用传递标准的一套彩砖定标)才可达到0.08△E。这样,测同样一块标准色板,两台仪器读数就会不同。随着仪器使用时间的推移,特别是各台仪器使用者对随机自带的校准白板保管使用的不同,这种差异还会扩大。所以,完全采用Lab数值,即所谓“数字标准”传递颜色标准的难度就很大。这既要求仪器有很高的仪器间一致性指标,又要求仪器有极高的长期稳定性和短期稳定性,仪器的白标准板也不能经常使用(做到可以长期保持稳定不变色)。所以使用传统色差仪的用户,到目前为止,传递颜色标准还大都使用标准色板传递。做不到用颜色标准板的Lab数值作为控制颜色品质的传递标准。

3.色差ΔE值的稳定性

尽管不同仪器测得的颜色三刺激值有偏差,但是用于同一块参照标准与另外的样板间比较色差,不同仪器测得的色差值:△E,△a,△b却是非常接近的。这也正好是人们对颜色管理的基本要求。所以有了参照标准后,不同仪器测得的色差值就有了实际应用价值。这也是色差仪得到普遍应用的原因。下一个要解决的问题就是如何定义容许的色差,即可接受的允差。各方将通过协议,用参比标准色板和约定的可接受允差来共同建立对产品的颜色管理系统,避开用三刺激值Lab的具体值来管理。

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