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什么是色差?常用色差计算公式

色差是指两个颜色在色相、亮度或饱和度等方面的差异程度。通常来说,颜色的差异越小,它们之间的色差就越小。色差是非常重要的一项指标,因为它对于判断产品的外观质量、体现产品品牌价值和满足消费者需求等方面都有着重要作用。。

什么是色差?

色差的大小通常可以通过色差值来表示,色差值是一个数值,可以用数学方法来计算。在实际应用中,通常使用色差仪来测量颜色和色差。色差仪通过测量样品表面反射的光线,然后将结果与参考标准进行比较,从而得到样品的色差值。


色差对于不同领域的应用也有所不同,如在纺织、印刷、塑料、涂料等行业中,色差是衡量产品品质的重要指标;在医学领域,则可以通过分析色差来诊断和治疗一些疾病。总之,色差在日常生活和各个领域中都有很广泛的应用,是一个非常重要的概念。


     色差是用数值方式表示的两种颜色给人色彩感觉上的差别。

两种采用L*a*b  *色空间表示的颜色,色差即是两种颜色所在的坐标点在空间上的距离,由下式计算: 色差的单位用NBS表示,△E盎值为1时称为1NBS,1个NBS大约相当于视觉识别阈值的5倍。 

     值的大小即两种颜色在视觉感受上的相差大小,色差值和视觉感受上大约有这样的对应关系:      0.0—0.5(微小色差),感觉极微;   

     0.5—1.5(小色差),感觉轻微; 

      l.5~3(较小色差),感觉明显; 

     3—6(较大色差)感觉很明显; 

     6以上(大色差)感觉强烈。

色差的表示和色差单位:

1.色差的表示


色差可以表示为不同颜色之间的差异程度,通常使用标准颜色作为基础来测量和计算。在实际应用中,色差通常使用∆E来表示,它是指在CIE L*a*b*颜色空间下,两个颜色之间的差异度量。


∆E的计算公式如下:


∆E = [(∆L)^2 + (∆a)^2 + (∆b)^2]^0.5


其中,∆L、∆a和∆b分别是L*a*b*颜色空间中的三个坐标轴的差异。∆E是一个数值,它越小说明两个颜色之间的差异越小,越接近。通常,∆E的值小于1视为几乎无感知的颜色差异,大于10视为显著的颜色差异。


除了∆E之外,还有其他表示色差的方式,如CIEDE2000、CIELUV等,不同的表示方式适用于不同的应用场景和需求。


在计量单位方面,色差对应的单位通常是个别,在国际单位制中没有一个特定的颜色差单位。因此,在不同的应用领域和国家,可能会使用不同的暗示颜色差的单位,如∆E、JN、CMC、CIE94等。


2.色差单位

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:



NBS单位色差值和视觉之间的关系



常用色差计算公式介绍:



常见色差公式有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。1936-1976年为一个阶段,有20多个公式。1976年后为一个阶段,多数以CIELAB色差公式为基础进行修正,实用性大大提高。常见色差公式的准确性见表下表。从表中可见这些色差公式都存在较大的误判比率,下面只对色差公式CIELAB和CMC(l:c)进行简单介绍。



常见色差公式的准确性



1.CIE1976L*a*b*色差公式



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。



CIELAB色彩空间的描述,L*表示明暗度,指颜色明暗的强度,其数值为0~100,L*愈接近0,颜色愈暗;L愈接近100,颜色愈亮。对于一些明暗度相同的颜色,还得考虑用彩度指标来描述颜色的差异。



a*和b*表示色相,指颜色的相貌。a*表示红一绿轴,正值表示红,负值表示绿;b*表示黄一蓝轴,正值表示黄,负值表示蓝。h*表示颜色的色相角度,即任一颜色以+a*轴为基准,沿逆时针方向算起的相对角度。



C*表示彩度,指颜色的鲜艳程度,是色样在a*b*色彩图形位置距中心点的距离。低彩度的颜色(灰色),C*略大于0;高彩度的颜色,C*为70~90。



任一实色都可视作由三原色组成,在XYZ表色系统中,可表示为F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)。其中,(X)(Y)(Z)为三原色基色量,X,Y,Z称三色系数(即三刺激值)。通过电脑测配色仪可测得A与B两色的三刺激值X,Y,Z,按下列色差公式计算得到A与B两色间的色差,即:



式中:△E为总色差。



其中:Xo,Yo,Zo为标准观察者的三刺激值。



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。



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的基础上修改后提出的,并由英国染色家协会(SDC)的颜色测量委员会(CMC)推荐使用。从下表中可见,CMC(l:c)色差公式的误判比率最低,它比其他公式具有更好的目视一致性,因此较能符合人眼的要求,目前已得到广泛应用。



常见色差公式的准确性



CMC(l:c)色差公式中,l表示明度加权值,调节明度的相对宽容量;c表示彩度加权值,调节彩度的相对宽容量。行业不同,可以通过调节l或c的值,调整明度和饱和度对总色差的影响程度。对于纺织品来说,l=2,c=1,即CMC(2:1);对于一般评价,如涂料、塑料行业,l=1,c=1,即CMC(1:1)。


本文链接:http://www.baolaifa.com/news/963.html

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