色差的定義

色差是指在光學(xué)系統(tǒng)中，由于不同顏色的光具有不同的折射率，導(dǎo)致它們不能在焦點(diǎn)上匯聚成一個(gè)單一的點(diǎn)，從而在成像時(shí)產(chǎn)生顏色上的差異。

顏色色差判定方法

目前顏色的測(cè)定有兩種方法：目測(cè)法和儀器測(cè)量。工程或品質(zhì)從業(yè)人員，經(jīng)常涉及產(chǎn)品顏色判定，即色差判斷，下面重點(diǎn)說(shuō)明顏色判定的具體操作方法。

方法1，目視:標(biāo)準(zhǔn)操作方法是在燈箱內(nèi)，根據(jù)需求設(shè)定好光源，光源箱可設(shè)定多種光源，如無(wú)特別說(shuō)明，一般設(shè)定為D65光源，也有客戶要求CWF或TL84光源。光源環(huán)境設(shè)定非常重要，同一種顏色在不同光源下目視效果差別會(huì)非常大，對(duì)最終結(jié)論造成嚴(yán)重影響。光源設(shè)定完成后，將樣品分別平放及呈45度兩種角度放在光源箱底部，并與標(biāo)準(zhǔn)色板或色卡目視對(duì)比，感覺(jué)接近即可。這種方法主觀性較強(qiáng)，對(duì)于要求較高的客戶產(chǎn)品，可多找?guī)讉€(gè)人一起看，綜合大家已經(jīng)比較穩(wěn)妥。

方法2，用色差儀打色差:這種方法較為客觀，通過(guò)色差儀得到被測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)值差異，很容易判斷，不會(huì)發(fā)生爭(zhēng)議。與目視判斷流程一樣，要先確定光源環(huán)境，沒(méi)有特別說(shuō)明一般設(shè)定D65光源，依照色差儀操作方法，打出被測(cè)樣與標(biāo)準(zhǔn)樣的色差△E,以及△l,△a,△b,再與客戶要求進(jìn)行比較看是否符合。要特別說(shuō)明的是，如果△E符合要求，而△l,△a,△b中的一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)的差異相對(duì)偏大，則雖然數(shù)值OK，也可能出現(xiàn)目視效果差異偏大的問(wèn)題，所以比較正規(guī)的做法是，不僅要求△E的范圍，也要要求l,a,b的偏差范圍不能過(guò)大。

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色差測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：

在產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品的色差在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，其色差只能接近標(biāo)準(zhǔn)樣品，而不可能與之完全相同，客戶和廠家對(duì)色差的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，為

了解決這一問(wèn)題，需要雙方共同標(biāo)定色差，商定色差的允許范圍。

色差通常用AE表示，其單位是NBS(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的縮寫)。當(dāng)AE=1時(shí)，我們稱之為1個(gè)NBS單位。NBS單位的大小與人的感知程度具有如下表所示的對(duì)

應(yīng)關(guān)系。

色差的計(jì)算公式：

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(jiàn)的色差公式有：CIELAB、CMC(tc)、CIE1984、Cube-Root.、FMC-2、Godlove、Visual.

CIE94、ISO、CIE1876LUV、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)有三要關(guān)系。1938-1978年為一個(gè)階段，有20多個(gè)公式。1978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(Lc)和CIE94進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1.CIELAB色差計(jì)算公式

CIELAB色差公式是最簡(jiǎn)單的色差公式，也是1978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(lái)表示兩者之間的色差。

假設(shè)在CIELAB頗色空間中有兩個(gè)顏色(L*1,a*1,b*1)和(L*2,a*2,b*2),通過(guò)下列色差公式便可計(jì)算出兩者之間的色差。

AE=√(AL)3+(Aa)+(Ab)

式中，△L*、4a*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空間是理想的均勻頗色空間，則其對(duì)應(yīng)的視黨容差應(yīng)為球形。

根據(jù)頗色科學(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(lái)描述顏色的視黨容差更為合適，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(jiǎn)單，易于理解并具有較好的大色差預(yù)測(cè)糖度，所以仍被廣泛應(yīng)用。

2.CMC色差計(jì)算公式

CMC是英國(guó)頗色測(cè)量委員會(huì)Colour Measurement Commitee的縮寫，1988年CMC色差公式被英國(guó)推薦為英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(BS8823),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)視黨關(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，色差容眼與彩度的變化成正比。CMC色差公式為如下形式：

()()(

其中，AL*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)I=2時(shí)用CMC色差公式計(jì)算得到的紡織品色差與視黨感黨相對(duì)一致。對(duì)于涂料、塑料和油墨等應(yīng)用，取=1.4。

CMC色差公式實(shí)際上是一個(gè)三維空間中的橢求公式，也就是說(shuō)，用以目標(biāo)色樣的坐標(biāo)點(diǎn)為中心的一個(gè)橢球來(lái)表示色差，橢球的大小與樣品頗色同目標(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(lái)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.Bems等人在對(duì)RIT-DuPant、Luo-Rigg和Wt這三個(gè)基于物體色的中小色差視黨實(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)，其素達(dá)式為：

其中，△L*、4C*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(lái)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)王。

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)。可以在不同于參考觀察條件的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行視黨實(shí)驗(yàn)，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)權(quán)三函數(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)三函數(shù)的表達(dá)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。