色差儀作為顏色檢測(cè)的光電儀器，其在測(cè)量物體顏色時(shí)，會(huì)給出特定顏色空間下兩個(gè)樣品之間的顏色差異值，即色差△E。那么，色差△E什么意思？色差△E值怎么計(jì)算？本文對(duì)色差△E的含義及計(jì)算方法做了簡要介紹，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！
色差△E什么意思？
在顏色測(cè)量過程中，采用數(shù)據(jù)來表達(dá)物體色的性質(zhì)后，在很多情況下還會(huì)涉及到兩個(gè)及兩個(gè)以上物體色的比較。在適當(dāng)?shù)恼彰骱陀^測(cè)條件下，如果兩個(gè)樣品具有相同的三刺激值，對(duì)于適當(dāng)?shù)挠^察者來說它們是一種理想的匹配；若三刺激值不盡相同則它們不匹配，并且整個(gè)差異將近似于它們之間能感覺出的顏色差異。
色差用△E表示，△表示差異，E是德語單詞Empfindung的第一個(gè)字母，含義是感覺。色差的單位是NBS，它是美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（National Bureau of Standards）制定的，現(xiàn)為各國普遍采用。當(dāng)△E=1時(shí)稱為1個(gè)NBS色差單位，1NBS色差單位大約相當(dāng)于在最優(yōu)試驗(yàn)條件下人眼所能感覺到的最小色差的5倍。在CIE色度圖中，1NBS色差單位相當(dāng)于 0.0015～0.0025x或y的色度坐標(biāo)變化。在孟塞爾色系中，一個(gè)孟塞爾明度單位等于10個(gè)NBS色差單位，1個(gè)孟塞爾飽和度單位等于7個(gè)NBS色差單位。
下表表示NBS單位及在色差視覺上的顯著程度。
色差△E值計(jì)算方法：
從CIE1931RGB系統(tǒng)到CIE1931XYZ系統(tǒng)，再到CIE1960UCS系統(tǒng)，最后到CIE1976LAB系統(tǒng)，一直都在向“均勻化”方向發(fā)展。CIE1931XYZ顏色空間只是采用簡單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)系，CIE1960UCS顏色空間將1931xy色度圖作了線形變換，從而使顏色空間的均勻性得到了改善，但亮度因數(shù)沒有均勻化。
為了進(jìn)一步改進(jìn)和統(tǒng)一顏色評(píng)價(jià)的方法，1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關(guān)色差公式，即CIE1976（L*a*b*）空間，簡稱CIELAB，現(xiàn)在己被世界各國正式采納并成為國際通用的測(cè)色標(biāo)準(zhǔn)。它適用于一切光源色或物體色的表示與計(jì)算。
CIE1976（L*a*b*）均勻顏色空間是CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)的非線性變換，它將XYZ直角坐標(biāo)顏色空間轉(zhuǎn)換為柱面極坐標(biāo)，將三刺激值XYZ轉(zhuǎn)換成與眼睛視覺相一致的明度L*和色度a*、b*其中a*、b*與色調(diào)、飽和度的感覺相一致。明度L*和色度a*、b*是通過顏色的三刺激值計(jì)算得到的，計(jì)算公式如下：
式中：X，Y，Z分別為物體顏色的三刺激值，Xn、Yn、Zn分別為觀察樣品時(shí)使用的照明光源所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)照明體三刺激值。當(dāng)使用D65照明光源時(shí)，Xn=94.81、Yn=100.00、Zn=107.32。
如上圖所示，顏色的明度感覺用坐標(biāo)軸L*表示，黑色位于最下端對(duì)應(yīng)明度L*=0；白色最亮位于最上端，對(duì)應(yīng)明度L*=100，a*軸與b*軸共同表示彩色的特性：a*軸正方向代表紅色（偏品紅）的變化，a*軸負(fù)方向代表綠色的變化；b*軸正方向代表黃色變化，b*軸負(fù)方向代表藍(lán)色變化。a*與b*的值表示顏色感覺中的彩色成分，當(dāng)a*與b*的值都為0時(shí)，顏色的飽和度為0，即非彩色，其坐標(biāo)點(diǎn)落到坐標(biāo)軸L*上。所以，所有的非彩色都位于坐標(biāo)軸L上，從下到上依次為黑、深灰、灰、淺灰和白。顏色的坐標(biāo)點(diǎn)距坐標(biāo)軸L越遠(yuǎn)，則顏色就越鮮艷。根據(jù)這一性質(zhì)可以用a*與b*的值進(jìn)一步計(jì)算色調(diào)和飽和度，并使其與顏色的感覺更加接近。
CIELAB均勻顏色空間是由L*、a*、b*構(gòu)成的三維直角坐標(biāo)系，如上圖所示，任一個(gè)顏色在CIELAB均勻顏色空間中都是一點(diǎn)，顏色的明度值等于該點(diǎn)的L*軸的坐標(biāo)值，a*與b*坐標(biāo)值為該點(diǎn)在a*與b*坐標(biāo)軸上的投影。根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，該顏色的色調(diào)H可以用該點(diǎn)在a*-b*平面的投影到坐標(biāo)原點(diǎn)連線與a*坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角h*ab表示；彩度（或飽和度）C*ab，可以用該點(diǎn)到縱坐標(biāo)原點(diǎn)的距離來表示。因此，可以得到：
色調(diào)角：
彩度：
根據(jù)a*與b*值的正負(fù)可以判斷色調(diào)角在0°～360°內(nèi)的變化：
若a*>0，b*≥0，則0°≤h*ab<90°；
若a*≤0，b*>0，則90°≤h*ab< 180°；
若 a*<0，b*≤0，則 180° ≤h*ab< 270°；
若 a*≥0，b*<0，則 270°≤h*ab< 360°。
在與顏色感覺一致的均勻顏色空間內(nèi)，兩個(gè)顏色樣品之間的色差表示為其坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離即：
若定義明度差（△L*）：△L*=L*1-L*2
紅度-綠都差（△a*）：△a*=a*1-a*2
黃度-藍(lán)度差（△b*）：△b*=b*1-b*2
色差公式的幾何意義，是在均勻顏色空間以標(biāo)準(zhǔn)色樣的坐標(biāo)點(diǎn)為中心的一個(gè)球，其半徑等于色差的值，若規(guī)定球內(nèi)的顏色滿足色差容限的要求，則球外的顏色與標(biāo)準(zhǔn)色樣的色差超出了色差容限范圍，便不滿足色差的要求?？偵钸€可以分解為明度差△L*ab、色調(diào)差△H*ab和彩度差△C*ab等三個(gè)感覺分量。
彩度差：
色調(diào)差：
色調(diào)差數(shù)值上等于總色差中減去明度差和彩度差，其符號(hào)取決于兩樣品的色調(diào)角度差△h*ab，如果△h*ab>0，則△H*ab>0；如果△h*ab<0，則△H*ab<0。
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