△E值是色差儀測(cè)量結(jié)果中的一個(gè)參數(shù)，它用于表示兩個(gè)顏色之間的差異程度。色差儀測(cè)量相同顏色在不同條件下的色差，產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果，不同的色差儀也可能有不同的測(cè)量方法和標(biāo)準(zhǔn)。為了保證測(cè)量結(jié)果的一致性和可比性，需要使用統(tǒng)一的△E值計(jì)算方法和標(biāo)準(zhǔn)。
1. △Eab：采用CIELAB色差公式計(jì)算，是目前應(yīng)用最廣泛的色差計(jì)算方法。它通過L、a、b三個(gè)空間軸的色彩變量來度量顏色的亮度、紅綠度和黃藍(lán)度，計(jì)算方法比較復(fù)雜，但能夠較精確地考慮人眼感知的色差。
2. △E94：是根據(jù)CIELAB色差公式改進(jìn)的，修正了人眼感知亮度不同的問題，增加了對(duì)高對(duì)比度顏色的處理能力。這個(gè)計(jì)算方法已經(jīng)廣泛用于各類產(chǎn)品的測(cè)量和質(zhì)量控制中。
3. △E00：是在CIELAB色差公式和△E94的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，修正了一些高飽和度顏色的問題，并提供了更好的色彩空間轉(zhuǎn)換和合理處理中性點(diǎn)(灰色)的能力。它是目前最新和最全面的色差評(píng)價(jià)方法。
色差儀使用△E值的目的是為了準(zhǔn)確地測(cè)量顏色差異，幫助人們控制貨物的質(zhì)量和顏色一致性。沒有△E值的標(biāo)準(zhǔn)，人們就難以確定不同顏色差異的程度，難以進(jìn)行顏色的比較和質(zhì)量檢測(cè)。因此，△E值是色差儀測(cè)量結(jié)果的一個(gè)重要參數(shù)，也是判斷顏色差異的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。
要想計(jì)算色差，就需要了解色差公式。目前在色差儀中常見的色差公式有：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(diǎn)，實(shí)際使用中與習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及行業(yè)特點(diǎn)有重要關(guān)系。1936-1976年為一個(gè)階段，有20多個(gè)公式。1976年后為一個(gè)階段，多數(shù)以CIELAB色差公式為基礎(chǔ)進(jìn)行修正，實(shí)用性大大提高。下面只對(duì)色差公式CIELAB、CMC（l:c）和CIE94進(jìn)行簡單介紹。
1.CIELAB色差計(jì)算公式
CIELAB色差公式是最簡單的色差公式，也是1976年CIE推薦的工業(yè)應(yīng)用色差公式之一。使用兩個(gè)顏色刺激色樣在空間中的歐式距離來表示兩者之間的色差。假設(shè)在CIELAB顏色空間中有兩個(gè)顏色（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2），通過下列色差公式便可計(jì)算出兩者之間的色差。
式中，△L*、△a*和△b*分別表示兩個(gè)顏色樣本的坐標(biāo)L*、a*和b*之差。
如果CIELAB空間是理想的均勻顏色空間，則其對(duì)應(yīng)的視覺容差應(yīng)為球形。
根據(jù)顏色科學(xué)研究人員的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在CIELAB空間使用橢球來描述顏色的視覺容差更為合適，這表明CIELAB顏色空并非理想的均勻顏色空間。雖然CIELAB色差公式對(duì)中小色差的預(yù)測(cè)精度較差，但由于其結(jié)構(gòu)簡單，易于理解并具有較好的大色差預(yù)測(cè)精度，所以仍被廣泛應(yīng)用。
2.CMC色差計(jì)算公式
CMC是英國顏色測(cè)量委員會(huì)Colour Measurement Committee的縮寫，1988年CMC色差公式被英國推薦為英國國家標(biāo)準(zhǔn)（BS 6823），廣泛應(yīng)用于紡織行業(yè)及其他工業(yè)。在修正CIELAB色差公式的基礎(chǔ)上，CMC色差公式根據(jù)視覺關(guān)系調(diào)整了每個(gè)色調(diào)方向的色差橢圓大小和形狀；改善了彩度差變化與明度之間的關(guān)系，使不同彩度的顏色具有不同的色差容限。非彩色區(qū)域附近的橢圓較小，彩度高的橢圓較大，色差容限與彩度的變化成正比。CMC色差公式為如下形式：
其中，△L*ab、△H*ab和△C*ab，為CIELAB確定的明度差、彩度差和色調(diào)差；SL、SC和SH分別為明度、彩度和色調(diào)的權(quán)重函數(shù)；L*s和C*ab,s和hab,s均為確定色差的標(biāo)準(zhǔn)樣本。明度權(quán)重因子和彩度權(quán)重因子c與具體應(yīng)用條件有關(guān)，一般情況下c=1。在紡織業(yè)中，當(dāng)l=2時(shí)用CMC色差公式計(jì)算得到的紡織品色差與視覺感覺相對(duì)一致。對(duì)于涂料、塑料和油墨等應(yīng)用，取l=1.4。
CMC色差公式實(shí)際上是一個(gè)三維空間中的橢球公式，也就是說，用以目標(biāo)色樣的坐標(biāo)點(diǎn)為中心的一個(gè)橢球來表示色差，橢球的大小與樣品顏色同目標(biāo)色的差別有關(guān)，也與具體的顏色區(qū)域有關(guān)，在不同的顏色區(qū)域用不同大小和取向的橢球來表示色差。這種計(jì)算色差的方式已經(jīng)被CE確定為今后發(fā)展色差公式的一種標(biāo)準(zhǔn)形式，主要的研究重點(diǎn)是如何確定公式中的系數(shù)，CIE94色差公式就是這類公式的代表。
3.CIE94色差計(jì)算公式
色差公式CIE94由RIT的R.S.Berns等人在對(duì)RIT-DuPont、Luo-Rigg和Witt 這三個(gè)基于物體色的中小色差視覺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行相關(guān)分析和處理的基礎(chǔ)上所提出，并由CIE技術(shù)委員會(huì)TC1-29于1995年推薦為用于工業(yè)色差評(píng)價(jià)，其表達(dá)式為：
其中，△L*、△C*ab和△H*ab，均由CIELAB色差公式計(jì)算得到；△C*ab一般指標(biāo)準(zhǔn)色樣的CIELAB彩度，但當(dāng)被測(cè)樣品中不分標(biāo)準(zhǔn)色樣與測(cè)試色樣時(shí)，則以兩者的幾何平均值作為C*ab，即：△C*ab=（C*ab,1△C*ab,2）1/2。
在使用CIE94色差公式時(shí)，CIE推薦了相應(yīng)的參考觀察條件。當(dāng)實(shí)際的觀測(cè)條件和應(yīng)用場(chǎng)合不同于CIE94參考觀察條件時(shí)，需要用參數(shù)因子kL、kC和kH來調(diào)整明度、彩度和色調(diào)分色差在總色差中的相對(duì)權(quán)重。
TC1-29指出，當(dāng)獲取新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)對(duì)CIE94繼續(xù)改進(jìn)?？梢栽诓煌趨⒖加^察條件的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行視覺實(shí)驗(yàn)，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)權(quán)重函數(shù)SL、SC和SH以及參數(shù)因子kL、kC和kH進(jìn)行修改，從而對(duì)CIE94進(jìn)行改良。隨著更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得，還可以對(duì)色差公式CIE94及其權(quán)重函數(shù)的表達(dá)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。
作為色差的計(jì)算單位，以前常用NBS（National Bureau of Standards），它與視覺之間的關(guān)系見下表。
這一色差單位是以賈德（Judd）—亨特（Hunter）建立起來的色差計(jì)算公式的單位為基礎(chǔ)推出來的，賈德最先建立起UCS色度圖，這個(gè)色度圖在很長一段時(shí)間內(nèi)是美國色度計(jì)算的基礎(chǔ)，然而在三角坐標(biāo)中處理很不方便，后來斯科菲爾德（Scofeld）—賈德—亨特把它轉(zhuǎn)換成了a—β色度圖，該系統(tǒng)與x—y色度坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：
利用這一色度坐標(biāo)可按下式計(jì)算色差。
式中：K——光澤影響系數(shù)，測(cè)定紡織品時(shí)，K=10（受觀測(cè)條件的影響）。一般在普通實(shí)驗(yàn)室中，有光澤的面取K=2.5，無光澤的面，取K=0，半光澤的面，取K=1。
fg——調(diào)整系數(shù)。
用這一色差式計(jì)算的色差單位為NBS單位，NBS單位曾被作為所有色差計(jì)算公式的單位，并且延續(xù)了很長一段時(shí)間。20世紀(jì)70年代以后，大量色差式相繼出現(xiàn)，一律采用相同的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算單位既不可能，也沒有必要。所以，就采取了標(biāo)注計(jì)算公式的方法。如△ECMC、△ECIE等，不再使用NBS單位。
1.現(xiàn)有顏色理論的缺陷
顏色理論現(xiàn)有的不足，加上光譜測(cè)量的復(fù)雜性和數(shù)學(xué)處理的復(fù)雜性，各國各公司按照國際標(biāo)準(zhǔn)研制的色差儀，測(cè)量從紅到藍(lán)各種同樣顏色的同一塊色板的結(jié)果總有一定的差異。
2.色差儀臺(tái)間差的影響
就是同一公司的同一型號(hào)儀器，目前采用氙燈或鹵素鎢絲燈照明的傳統(tǒng)的分光色差儀，就算新的、正常工作的色差儀。便攜式儀器間的一致性達(dá)到的水平：例如XTH一般平均是0.15△E，最大要達(dá)到0.25△E。只有昂貴的雙光束（一束同時(shí)檢測(cè)點(diǎn)亮的照明燈的光譜）的參比級(jí)的臺(tái)式分光色差儀（必須每年定期維護(hù)和用傳遞標(biāo)準(zhǔn)的一套彩磚定標(biāo)）才可達(dá)到0.08△E。這樣，測(cè)同樣一塊標(biāo)準(zhǔn)色板，兩臺(tái)儀器讀數(shù)就會(huì)不同。隨著儀器使用時(shí)間的推移，特別是各臺(tái)儀器使用者對(duì)隨機(jī)自帶的校準(zhǔn)白板保管使用的不同，這種差異還會(huì)擴(kuò)大。所以，完全采用Lab數(shù)值，即所謂“數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)”傳遞顏色標(biāo)準(zhǔn)的難度就很大。這既要求儀器有很高的儀器間一致性指標(biāo)，又要求儀器有極高的長期穩(wěn)定性和短期穩(wěn)定性，儀器的白標(biāo)準(zhǔn)板也不能經(jīng)常使用（做到可以長期保持穩(wěn)定不變色）。所以使用傳統(tǒng)色差儀的用戶，到目前為止，傳遞顏色標(biāo)準(zhǔn)還大都使用標(biāo)準(zhǔn)色板傳遞。做不到用顏色標(biāo)準(zhǔn)板的Lab數(shù)值作為控制顏色品質(zhì)的傳遞標(biāo)準(zhǔn)。
3.色差儀△E值的穩(wěn)定性
盡管不同儀器測(cè)得的顏色三刺激值有偏差，但是用于同一塊參照標(biāo)準(zhǔn)與另外的樣板間比較色差，不同儀器測(cè)得的色差值：△E，△a，△b卻是非常接近的。這也正好是人們對(duì)顏色管理的基本要求。所以有了參照標(biāo)準(zhǔn)后，不同儀器測(cè)得的色差值就有了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。這也是色差儀得到普遍應(yīng)用的原因。下一個(gè)要解決的問題就是如何定義容許的色差，即可接受的允差。各方將通過協(xié)議，用參比標(biāo)準(zhǔn)色板和約定的可接受允差來共同建立對(duì)產(chǎn)品的顏色管理系統(tǒng)，避開用三刺激值Lab的具體值來管理。
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