色差儀是一種常見(jiàn)的光電積分式測(cè)色儀器,它利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光源照明被測(cè)物體,在整個(gè)可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行一次積分測(cè)量,直接測(cè)得透射或反射物體色的三刺激值和色品坐標(biāo),并可通過(guò)專用微機(jī)系統(tǒng)給出兩個(gè)被測(cè)樣品之間的色差值ΔE值。那么,色差儀ΔE值怎么理解?色差儀怎么計(jì)算ΔE值?

色差儀ΔE值怎么理解?
色差(ΔE)是指定量地對(duì)色知覺(jué)差異進(jìn)行表示,通俗說(shuō)法為一種顏色與另一種指定顏色色知覺(jué)差異數(shù)值的多少。兩種顏色之間的差異可以用孟塞爾表色系統(tǒng)或CIE表色系統(tǒng)的相關(guān)特征參數(shù)進(jìn)行區(qū)別,如明度、色相、彩度、XYZ三刺激值等。一般來(lái)講,從拿到顏色樣品到根據(jù)計(jì)算結(jié)果做出客觀色差評(píng)價(jià),大致需以下三個(gè)步驟:
1.測(cè)量樣品:即使用合適的顏色測(cè)量?jī)x器(光譜光度計(jì))以獲得代表樣品光學(xué)特性的分光反射率ρ(λ)或分光透過(guò)率τ(λ);
2.計(jì)算三刺激值:即通過(guò)色度學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測(cè)得的樣品分光反射率,按規(guī)定公式求取三刺激值。實(shí)際上是客觀定量地給出樣品的顏色對(duì)人眼視網(wǎng)膜上視覺(jué)感光細(xì)胞產(chǎn)生的刺激,這種刺激通過(guò)神經(jīng)沖動(dòng)傳至大腦,最終形成顏色的主觀感覺(jué);
3.計(jì)算色差值(△E):即按一定的色差公式,計(jì)算出兩樣品間的色差,可以理解為這一色差值反映了兩個(gè)不同的色刺激在大腦中產(chǎn)生的感覺(jué)上的差別。這也是為什么選用△E作為色差符號(hào)的原因。希臘字母△表示“在……方面的差別”,而E則是德語(yǔ)單詞Empfindung(感覺(jué))的第一個(gè)字母。
色差儀ΔE值計(jì)算方法:
要想計(jì)算色差,就需要了解色差公式。目前在色差寶中常見(jiàn)的色差公式有:CIELAB、CMC(l:c)、CIE1964、Cube-Root、FMC-2、Godlove、Visual、CIE94、ISO、CIE1976LUV、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)有重要關(guān)系。下面只對(duì)色差公式CIELAB做簡(jiǎn)要的介紹。
CIE1976L*a*b*色差公式又稱CIE1976LAB(或L*a*b*)系統(tǒng),簡(jiǎn)稱CIELAB,現(xiàn)在已被世界各國(guó)正式采用并作為國(guó)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)算方法。CIEL*a*b*顏色空間如下圖所示。

CIELAB色彩空間由亮度(L)、色調(diào)和飽和度三個(gè)要素組成。
亮度,用L表示,L值越大,表示越白。L的值域由0到100,L=100表示白色,L=50時(shí),就相當(dāng)于50%的黑即灰色,L=0表示黑色。
色調(diào)(通常用a和b表示)是指彩色光的顏色類別,通常用十字坐標(biāo)表示,a表示從洋紅色至綠色的范圍,b表示從黃色至藍(lán)色的范圍。a和b的值域都是由+127~-128,“+a”表示偏紅的程度,“-a”表示偏綠的程度;“+b”表示偏黃的程度,“-b”表示偏藍(lán)的程度。如+127a就是洋紅色,漸漸過(guò)渡到-128a的時(shí)候就變成綠色。同理,+127b表示黃色,-128b則是藍(lán)色。所有的顏色就以這三個(gè)值交互變化所組成。
顏色的深淺程度稱為飽和度,其中:ΔL表示材料實(shí)際亮度與標(biāo)準(zhǔn)亮度之間的差值;Δa表示材料顏色在偏紅綠程度上與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差值;Δb表示材料顏色在偏黃藍(lán)程度上與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差值;ΔE表示實(shí)際值與標(biāo)準(zhǔn)值在L、a、b上的綜合差值,即樣品總色差,但它不能表示出樣品的色差的偏移方向,ΔE數(shù)值越大,說(shuō)明色差越大。
色差對(duì)顏色的管理來(lái)講是非常重要的,若2個(gè)色樣樣品都按L、a、b標(biāo)定顏色,則兩者之間單項(xiàng)色差和總色差ΔE可用下列公式來(lái)計(jì)算:
明度差:ΔL=L1*-L2*
色度差:Δa=a1*-a2*;Δb=b1*-b2*
總色差:ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2
CIELAB色差公式由于在色相、明度、彩度方面與人眼的吻合度較差,以及在同等的色彩空間內(nèi)某一顏色與鄰近的顏色差異較大等因素,在紡織品評(píng)價(jià)過(guò)程中,準(zhǔn)確性受到一定影響。
色差儀ΔE值的單位:
1939年,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局采納了賈德等的建議并推行Y1/2、a、b色差計(jì)算公式,且根據(jù)此公式計(jì)算顏色差別的大小,以絕對(duì)值1作為一個(gè)單位,稱為“NBS色差單位”。一個(gè)NBS色差單位大約相當(dāng)于視覺(jué)色差識(shí)別閾值的5倍。與孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級(jí)的色差值比較,則1個(gè)NBS單位約等于0.1孟塞爾明度值,0.15孟塞爾彩度值,2.5孟塞爾色相值(彩度為1);孟塞爾系統(tǒng)相鄰兩個(gè)色彩的差別約為10NBS單位。NBS的色差單位與人的色彩感覺(jué)差別用下表來(lái)描述,可知NBS色差單位在工業(yè)應(yīng)用上是有價(jià)值的。后來(lái)開(kāi)發(fā)的新色差公式,往往有意識(shí)的把單位調(diào)整到與NBS單位相接近,例如:ANLAB40、HunterLab以及CIELAB、CIELUV等色差公式的單位都與NBS單位大致相同(不是相等),并不是任何一個(gè)色差計(jì)算公式計(jì)算出的色差單位都是NBS。

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