色差儀常見色差公式:CIEL*u*v*和CIEL*a*b*色差公式
2024-03-12
作為量化顏色的工具,其在測量顏色時,可以通過內部的色差公式,給出兩個色樣之間的顏色差異值,并以此作為顏色評定的標準。本文對色差儀中常見的色差公式:CIEL*u*v*色差公式和CIEL*a*b*色差公式做了介紹,感興趣的朋友不妨了解一下!
色差及色差公式:
色(se)(se)差(cha),顧名思義(yi),就是(shi)指不(bu)(bu)同顏(yan)(yan)色(se)(se)之間(jian)的差(cha)別。在(zai)特定(ding)的顏(yan)(yan)色(se)(se)空間(jian)當中,各(ge)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)(se)的分(fen)布(bu)很可能是(shi)均勻地(di)甚(shen)至(zhi)是(shi)不(bu)(bu)均勻地(di)分(fen)布(bu)在(zai)三維或者(zhe)多維多面體空間(jian)當中的,此外工(gong)業上計算(suan)顏(yan)(yan)色(se)(se)的距(ju)離(li)與人眼分(fen)辨出(chu)的顏(yan)(yan)色(se)(se)差(cha)異并不(bu)(bu)是(shi)完(wan)全對等的,因(yin)此顏(yan)(yan)色(se)(se)的色(se)(se)差(cha)計算(suan)絕不(bu)(bu)是(shi)唯一的空間(jian)歐(ou)氏距(ju)離(li)這么簡(jian)單。為了向(xiang)用色(se)(se)工(gong)業提(ti)供一個顏(yan)(yan)色(se)(se)判(pan)斷的標(biao)準,自從第一個CIE色(se)(se)度系統被(bei)(bei)提(ti)出(chu)來(lai),已經先后有40多個側重不(bu)(bu)同應用場景的色(se)(se)差(cha)公式被(bei)(bei)研究出(chu)來(lai)。經過(guo)算(suan)法研究人員的比較,最(zui)后確定(ding)在(zai)色(se)(se)差(cha)儀(yi)中使(shi)用了CIE1976、CIE1984、CIE1994和最(zui)新的CIE2000共四(si)種(zhong)色(se)(se)差(cha)計算(suan)公式。其中以CIE1976色(se)(se)差(cha)公式使(shi)用作為廣泛。
色差儀CIE1976L*u*v*色差公式:
CE1976L*u*v*色(se)差公式(shi)是(shi)由CEx-y色(se)度圖(tu)進(jin)行線性(xing)變換(huan)推(tui)導而得。線性(xing)變換(huan)的(de)目(mu)的(de)是(shi)改善與目(mu)測結果(guo)對比(bi)的(de)均(jun)勻性(xing)。CIE1976L*u*v*色(se)差公式(shi)為:
式(shi)中,X,Y,Z為(wei)色(se)樣的(de)三(san)刺(ci)激值(zhi);X0,Y0,Z0為(wei)CIE標準照(zhao)明(ming)體的(de)三(san)刺(ci)激值(zhi),為(wei)常數值(zhi);X/X0,Y/Y0,Z/Z0,要求大于0.008856,對(dui)于不符(fu)合(he)這(zhe)一(yi)要求的(de)極深的(de)顏(yan)色(se),使用(yong)顏(yan)色(se)修(xiu)正公式(shi)。
u',v'分別為(wei)線(xian)性(xing)變(bian)換(huan)后的(de)色樣色度(du)坐標,u'0,v'0分別為(wei)線(xian)性(xing)變(bian)換(huan)后的(de)CE標準照(zhao)明體的(de)色度(du)坐標;L*為(wei)明度(du);u',v'為(wei)彩度(du);△E*為(wei)總色差。
CEL*u*v*色(se)(se)度空間中,以(yi)u'、v'軸(zhou)組(zu)成的(de)(de)平面表示(shi)顏色(se)(se)的(de)(de)彩度,L*軸(zhou)表示(shi)顏色(se)(se)的(de)(de)明度,CEL*u*v*色(se)(se)差公式主要應用于光的(de)(de)加法混色(se)(se),例如彩色(se)(se)電視和圖象處理方面。
色差儀CIE1976L*a*b*色差公式:
在以Munsell視覺(jue)顏色(se)系統(tong)為基礎(chu)的(de)(de)色(se)差公(gong)(gong)式(shi)(shi)中,最具重要性的(de)(de)是Adams-Nickerson色(se)差公(gong)(gong)式(shi)(shi)(即(ji)ANLAB),這一公(gong)(gong)式(shi)(shi)得(de)到了廣泛的(de)(de)應(ying)用。CIE對ANLAB公(gong)(gong)式(shi)(shi)進行(xing)了修(xiu)改(gai)和簡(jian)化,推導出CIE1976L*a*b*色(se)差公(gong)(gong)式(shi)(shi)及其對應(ying)的(de)(de)均勻色(se)度空(kong)間,為簡(jian)便起見,CIEL*a*b*改(gai)寫成CIELAB公(gong)(gong)式(shi)(shi)。
式中,△E*ab為(wei)(wei)總色(se)(se)差(cha)(cha);△L*為(wei)(wei)明度(du)差(cha)(cha);△a*,△b*為(wei)(wei)彩度(du)差(cha)(cha);H為(wei)(wei)色(se)(se)調(diao)角;X,Y,Z為(wei)(wei)色(se)(se)樣的(de)三刺(ci)激(ji)值(zhi);X0,Y0,Z0為(wei)(wei)CIE標(biao)準照(zhao)明體的(de)三刺(ci)激(ji)值(zhi),為(wei)(wei)常數值(zhi)。
X/X0,Y/Y0,Z/Z0,要(yao)求大于0.008856,對(dui)于不符合這(zhe)一(yi)要(yao)求的(de)(de)(de)極(ji)深(shen)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se),使用上述公式會引起色(se)空間的(de)(de)(de)畸變,導致很(hen)大的(de)(de)(de)誤差。為(wei)解決這(zhe)一(yi)問題Pauli提出了(le)一(yi)個解決辦(ban)法(fa),并被CIE所采納,CIELAB深(shen)色(se)修正公式如(ru)下所示:
其它的(de)(de)計(ji)算相同,在實際(ji)應用中,碰(peng)到上(shang)述(shu)極(ji)(ji)深(shen)的(de)(de)顏(yan)色情況極(ji)(ji)少,因此上(shang)述(shu)修正公式(shi)只有(you)(you)在特殊(shu)的(de)(de)場合下有(you)(you)用。
CIEL*a*b*均(jun)勻色(se)(se)度(du)空(kong)(kong)(kong)間是一個(ge)三維體(ti)系,a*和b*軸組成的(de)(de)(de)(de)平面表示(shi)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)彩度(du),L*表示(shi)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)明(ming)度(du)。但CIEL*a*b*均(jun)勻色(se)(se)度(du)空(kong)(kong)(kong)間只是一個(ge)近似均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)空(kong)(kong)(kong)間,處于不(bu)同(tong)色(se)(se)區的(de)(de)(de)(de)兩對樣品(pin),若測出的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)差值相(xiang)等(deng)(deng),并不(bu)意(yi)味著視(shi)覺(jue)觀察(cha)這兩對樣品(pin)時(shi)也是有(you)相(xiang)同(tong)等(deng)(deng)級的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)差感覺(jue),盡管CIEL*a*b*色(se)(se)度(du)空(kong)(kong)(kong)間的(de)(de)(de)(de)目視(shi)均(jun)勻性還(huan)不(bu)能令人十分(fen)滿意(yi),但仍不(bu)失為目前最(zui)好的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)空(kong)(kong)(kong)間之(zhi)一。
CIEL*a*b*色(se)差公式在工(gong)業(ye)界有著(zhu)廣(guang)泛的應用,特別是在染料顏料制(zhi)造、涂料、紡織印染、油墨、塑料著(zhu)色(se)等行業(ye)的產品顏色(se)質(zhi)量控制(zhi)中有著(zhu)重要的地位。
這一(yi)色(se)(se)差(cha)(cha)(cha)方(fang)程的最大方(fang)便和實用之處在(zai)于可將一(yi)對(dui)樣品的總色(se)(se)差(cha)(cha)(cha)分解(jie)成(cheng)明度差(cha)(cha)(cha)、飽和度差(cha)(cha)(cha)和色(se)(se)調(diao)差(cha)(cha)(cha)。這一(yi)點在(zai)實際應用中很重要。例如對(dui)于印(yin)染(ran)制(zhi)造(zao)行業(ye)來說(shuo),同樣數值的總色(se)(se)差(cha)(cha)(cha)如果由色(se)(se)調(diao)差(cha)(cha)(cha)和飽和度差(cha)(cha)(cha)所(suo)(suo)引(yin)起,可能產品就不合格,但若(ruo)是主要由明度差(cha)(cha)(cha)所(suo)(suo)造(zao)成(cheng),則稍(shao)許調(diao)整一(yi)下強度就可出廠。
色差儀CIEL*u*v*顏色空間和CIEL*a*b*顏色空間介紹:
CIE1976L*a*b*均勻顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)空(kong)間(jian)是CIE1931標(biao)準色(se)(se)(se)度(du)學系統(tong)的非(fei)線性變換(huan),它(ta)將XYZ直角坐標(biao)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)空(kong)間(jian)轉(zhuan)換(huan)為柱面極坐標(biao),將三刺激值XYZ轉(zhuan)換(huan)成與眼睛視覺相(xiang)一致的明(ming)度(du)L*和色(se)(se)(se)度(du)a*、b*,其中a*、b*與色(se)(se)(se)調、飽和度(du)的感(gan)(gan)覺相(xiang)一致。CIE1976L*a*b*的優點是當顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)的色(se)(se)(se)差大于(yu)視覺的識別閾(yu)限(恰可察覺)而又小于(yu)孟塞爾系統(tong)中相(xiang)鄰兩級的色(se)(se)(se)差值時,能較好(hao)地反映物體色(se)(se)(se)的心理感(gan)(gan)受效果(guo)。
CIE1976L*u*v*均(jun)勻顏色(se)空間(jian)實際上由CIE1931和CIE1964勻色(se)空間(jian)改進(jin)而(er)來,使(shi)其與代表視覺等(deng)間(jian)隔(ge)的(de)(de)孟(meng)塞(sai)爾系統靠攏,并將(jiang)V坐標(biao)增加50%而(er)改善U、V色(se)度圖的(de)(de)均(jun)勻性(xing)。
CIE1976Luv和CIE1976Lab色空間都有(you)較好的均勻性,兩者都較廣泛地運用于(yu)工業(ye)中。由于(yu)CIE1976Luv系統中,uv色度圖仍(reng)保留了馬蹄(ti)形的光譜(pu)軌跡(ji),較適合于(yu)對光源色、彩(cai)色電視等工業(ye)部門做研究工具;CIE1976Lab主要用于(yu)印(yin)刷、染(ran)料、顏料及油墨等表面顏色工業(ye)部門。