色差儀常用色差值度量公式類型及參數(shù)解析

色差的評(píng)定在工業(yè)和商業(yè)中非常重要，主要應(yīng)用于生產(chǎn)中的配色和產(chǎn)品的顏色質(zhì)量控制?，F(xiàn)代色差評(píng)定根據(jù)國(guó)際照明協(xié)會(huì)（CIE）推薦的標(biāo)準(zhǔn)色差公式并采用儀器測(cè)量計(jì)算，用精確的數(shù)字來(lái)表示。本文對(duì)色差儀常用色差值度量公式類型及參數(shù)解析做了介紹。

CIELab色差公式：

CIELab色差公式是目前色差儀中使用最為廣泛的一個(gè)色差公式，該色差公式的計(jì)算式如下所示：

其中，L*是明度指數(shù)，a*、b*是色度指數(shù)（坐標(biāo)系統(tǒng)中，a*表示紅綠軸的變化，a*為正值，顏色為紅色，a*為負(fù)值，顏色為綠色；b*表示黃藍(lán)顏色軸的變化，b*為正值，顏色為黃色，b*為負(fù)值，顏色為藍(lán)色），它們是通過(guò)顏色的三刺激值以及CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體在全漫反射體上，反射到觀察者眼中的白色三刺激值，通過(guò)公式求得。

色差公式中，△L*=L樣*-L標(biāo)*，表示樣品與標(biāo)準(zhǔn)的亮暗差。如結(jié)果是正值。表示祥品比標(biāo)準(zhǔn)亮，如果是負(fù)值，表示樣品比標(biāo)準(zhǔn)暗。

在CIE1976LAB色空間中，△a*和△b*表示樣品和標(biāo)準(zhǔn)在a*b*平面上的位置改變。如果將CIE1976LAB均勻顏色空間轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)空間，則能更好地表示色差的性質(zhì)，極坐標(biāo)空間用L*C*H*表示：

極坐標(biāo)空間的總色差計(jì)算式由下式規(guī)定：

色差公式中，△L*=L樣*-L標(biāo)*，表示樣品與標(biāo)準(zhǔn)的亮暗差。△C*=C樣*-C標(biāo)*，當(dāng)△C*為正值，表示樣品比標(biāo)準(zhǔn)飽和度高，負(fù)值表示樣品比標(biāo)準(zhǔn)飽和度低?！鱄*為色相角差，△H*=△H樣*-△H標(biāo)*，它是由a*b*平面上的樣品顏色點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)顏色點(diǎn)的位置所決定的，在順時(shí)針?lè)较蛏稀鱄*為正值，在逆時(shí)針?lè)较蛏稀鱄*為負(fù)值，由此可以推算出對(duì)顏色色相差的影響。

CMC色差公式：

CMC色差公式是在CIELAB公式的基礎(chǔ)上修改導(dǎo)出，先后被英美兩國(guó)作為各自的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用，并于1995年被ISO接受成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也是目前色差儀中比較常用的一個(gè)色差公式，該色差公式的表達(dá)式如下：

公式中，△L*，△C*ab，△H*ab，由CIE1976LAB色差公式計(jì)算，SL、SC和SH分別為明度、彩度和色調(diào)加權(quán)函數(shù)，用于調(diào)整不同明度、不同彩度和不同色調(diào)對(duì)色差的貢獻(xiàn)大小。l和C為參數(shù)因子，用于調(diào)整不同的觀察條件對(duì)色差的影響大小。

對(duì)于l和c值的選取：對(duì)色差的“可察覺(jué)性”目光測(cè)定資料，可取l=c=1。而對(duì)色差的“可接受性”目光鑒定資料，則可取l=2，c=1。色差的“可察覺(jué)性”和“可接受性”是顏色肉眼觀察的顏色差異的大體評(píng)定?！翱刹煊X(jué)性”是指顏色差異肉眼可識(shí)別出；“可接受性”是指顏色差異相當(dāng)明顯，但仍屬于同一色調(diào)下。

CIE94色差公式：

CIE94色差公式是CIE于1955年推薦的一個(gè)色差公式，其全稱為“CIE1994（△L*△C*ab△H*ab）色差模型”，正式縮寫形式是CIE94，色差符號(hào)為△E*94?！鱁*94色差公式是CMC（1：c）色差公式的一種改良形式，其結(jié)構(gòu)與ΔE*CMC(l：c)色差公式相似的公式，該公式的計(jì)算式如下所示：

式中，SL、SC和SH的意義和CMC公式相同，分別為明度、彩度和色調(diào)加權(quán)函數(shù)。ΔL*，△C*ab，△H*ab分別表示兩種顏色間的明度差、彩度差和色相差。參數(shù)因子KL，KC，KH可根據(jù)不同的評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)條件選擇不同數(shù)值，參考條件下的參數(shù)因子數(shù)值均為1。當(dāng)觀察條件改變時(shí)，可以對(duì)各參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)改變以適應(yīng)視覺(jué)上每個(gè)顏色分量（明度、彩度、色相）的變化。

CIE94色差公式沿用了變化參數(shù)的思想，對(duì)關(guān)系顏色差別的三要素明度、彩度和色相給出了更好的參考。常用的參考數(shù)值僅僅對(duì)明度的取值進(jìn)行改變，例如，評(píng)價(jià)紡織品是明度的參數(shù)因子取值為2，而在印刷行業(yè)中推薦的明度參數(shù)因子的取值為1.4，這兩種情況下其他兩者的取值與參考條件下的取值相同。

CIEDE2000色差公式：

CIEDE2000色差公式是在CIELAB、CIE94等色差公式基礎(chǔ)上，通過(guò)大量視覺(jué)實(shí)驗(yàn)和色差評(píng)估實(shí)驗(yàn)得到的。CIE2000色差公式并不是創(chuàng)建了一個(gè)新的人眼辨別臨界區(qū)均勻的色空間，而是重新定義了色差計(jì)算方法，使得在整個(gè)CIELab（L*a*b*色度空間）中，色差計(jì)算值與人眼評(píng)估更為接近。新的色差公式在原色差計(jì)算公式基礎(chǔ)上，另外特別引用了三個(gè)新的重量系數(shù)SL，SC和SH，分別代表了在亮度△L*、飽和度△C*和色調(diào)△H*方向上的差異程度。

式中，ΔL'為亮度差；ΔC'為彩度差；ΔH'為色相差；KL、KC、KH分別為亮度、彩度、色相的權(quán)重因子，在本文的應(yīng)用情況下，將其取值為KL=KC=KH=1；SL、SC、SH分別為對(duì)亮度、彩色、色相的補(bǔ)償函數(shù)；RT為對(duì)藍(lán)色區(qū)域的旋轉(zhuǎn)因子。

CIEDE2000只是重新定義了色差的計(jì)算方法，并不是建立了一個(gè)新的均勻色空間。對(duì)于一般的工業(yè)色差評(píng)估，可以直接用該公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果即可表示被知覺(jué)的色差。CIEDE2000色差公式是目前色差儀中最新的一個(gè)色差公式，不僅包含有明度、彩度和色調(diào)加權(quán)函數(shù)，還加入了彩度差色調(diào)差的交叉項(xiàng)和改善中性灰色色差預(yù)測(cè)能力的函數(shù)項(xiàng)，在色差評(píng)定中使用比較的廣泛。