2023-01-13
我们在使用色差仪测量两个色样之间的颜色差异时,色差仪就会给出相应的色差数值L、a、b和△L、△a、△b、ΔE,许多的朋友对于色差仪给定的色差ΔE不是很了解,不知道是什么意思。本文对色差ΔE的含义及影响因素进行分析。
色差ΔE什么意思?
色差ΔE是指定量地对色知觉差异进行表示,通俗说法为一种颜色与另一种指定颜色色知觉差异数值的多少。两种颜色之间的差异可以用孟塞尔表色系统或CIE表色系统的相关特征参数进行区别,如明度、色相、彩度、XYZ三刺激值等。
L*、a*、b*颜色系统三维空间是目前最流行的用于测量物体颜色的色空间。它是CIE定义的均色三维色空间之一,如下图所示。该三维直角坐标系统中,以明度L*和色度坐标a*、b*来表示颜色在空间的位置。
色差ΔE是一个综合值,取决于两种颜色之间的L、a、b差之坐标值。ClE Lab色空间中两个颜色的色度坐标值(L*样品,a*样品,b*样品)和(L*标准,a*标准,b*标准)之间的差值ΔE通过如下公式进行计算:
ΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
其中:ΔL*=L*样品-L*标准,为明度差异;△L*为正值,样品颜色偏浅色方向;为负值,样品偏深色方向。
△a*=a*样品-a*标准,为红/绿差异;△a*为正值,样品颜色偏红;△a*为负值,样品偏绿。
△b*= b*样品-b*标准,为黄/蓝差异;Δb*为正值,样品颜色偏黄;△b*为负值,样品偏蓝。
用ΔE来评价色差时,△E越小表示样品与标准颜色越接近,反之则表示两种颜色相差越远。
在实际生活和生产中的色差是指两个样品颜色的接近程度。在研究过程中,色差的测量和评价需要大量的数据进行对比分析,影响色差的因素主要有以下三种。
1.研究过程中的客观因素
主要是取样点的选取、不同研究人员对同种色差的判别、所使用的光源以及照明角度,研究室条件以及样品的自身性质等。
2.样品色差的检测标准不同
如今工业和研究机构将色差主要分为两类,一类是可感知色差,主要用于在塑料工业中对样品做基本的检测;另一类是可接受的色差,主要用在实际工业生产中,对样品进行全面分析。
3.不均匀的颜色空间
实验研究过程中,只能使颜色空间尽可能的均匀,目前还不存在绝对均匀地颜色空间。因为不同的实验人员对颜色的色相和亮度的敏感程度不同,所以在进行色差的检测过程中会出现不同程度的误差。
色差的评定非常复杂,主要源于以下几种因素:
1.影响因素众多
观察颜色之间的差别时,除颜色本身三个属性的差异外,还受照明条件,观察人员的心理因素,观察的几何条件,背影的亮度和色泽,物体的材质、光泽、纹理、透明程度、大小、形状等因素的影响。
2.概念模糊
人们通常讲的色差可分为可感知的色差(Perceptible Color Difference)和可接受的色差(Acceptable Color Difference)两种情况。显然前者对色差的控制比后者要严格得多,而通常人们并未强调这两个概念之间的差异,造成色差评价上的二义性和色差控制尺度上的不一致。
3.颜色空间不均匀
虽然从仪器测色实用化以来,人们可以凭借测色仪来定量地确定颜色的属性,但是由于颜色空间的不均匀性使人们不能直接从颜色值的差异来评价物体间色差的大小。颜色空间的不均匀性可以从W.D.Wright和D.L.MacAdam的实验结果1明显地显示出来。MacAdam容差椭圆如下图所示,其中x,y为色品坐标。由下图可知,人眼对不同色相颜色的宽容量不同,绿色区颜色宽容量大,黄色区其次,蓝色区最小,即人眼对不同色相的颜色敏感程度不同。另外,人眼对颜色的三个属性的敏感程度也不同。颜色的亮度越低,容差范围越小,所以深色样品不容易实现颜色匹配;颜色的彩度越低,容差范围越小,所以灰色系列的颜色也不容易实现颜色匹配。人眼对颜色三属性的敏感程度依次为:色调>彩度>明度。1976年CIE提出的CIE1976L*a*b*颜色空间也存在一定程度的不均匀性。
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