色差儀可以在特定的顏色空間下,給出樣品顏色的色度值的同時,還可以給出試樣與標樣之間的色差值,及經色差公式計算后的總色差值。本文對色差儀中幾個常用顏色空間及色差公式做了匯總,感興趣的用戶可以了解一下!
色差儀中常見顏色空間介紹:
色差儀中常見顏色空間類型有很多,包括CIE LAB、XYZ、Yxy、LCh、CIE LUV、s-RGB等,這里主要介紹色差儀最為常用的兩個顏色空間:CIELab顏色空間和CIELch顏色空間。
1.CIELab顏色空間
CIELab顏色空間是CIE1976L*a*b*顏色空間的簡稱,在該顏色空間中,顏色的明度感覺用坐標軸L*表示,黑位于最下端對應明度L*=0;白色最亮位于最上端,對應明度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*軸負方向代表綠色的變化;b*軸正方向代表黃色變化,b*軸負方向代表藍色變化。a*與b*的值表示顏色感覺中的彩色成分,當a*與b*的值都為0時,顏色的飽和度為0,即非彩色,其坐標點落到坐標軸L*上。所以,所有的非彩色都位于坐標軸L*上,從下到上依次為黑、深灰、灰、淺灰和白。顏色的坐標點距坐標軸L*越遠,則顏色就越鮮艷。根據這一性質可以用a*與b*的值進一步計算色調和飽和度,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*的構成的三維直角坐標系,任一個顏色在CIELAB均勻顏色空間中都是一點,顏色的明度值等于該點的L*軸的坐標值,a*與b*坐標值為該點在a*與b*坐標軸上的投影。根據相應的幾何關系,任一顏色的色調H*可以用該點在a*-b*平面的投影到坐標原點連線與a*坐標軸的轉角h*ab表示;彩度(或飽和度)C*ab可以用該點到縱坐標原點的距離來表示。
2.CIELch顏色空間
CIELCH顏色空間是Lab空間變形后得到的圓柱形顏色空間。該顏色空間由L、C、H表示。縱坐標L*值同樣對應于顏色三要素的明度,取值0-100;C*代表彩度,即某一顏色的坐標位置與原點的距離,取值0-181,圓心處顏色的飽和度C*值為0,離圓心越遠C*的值越大;H*為色調,取值0°-360°,h*代表色調角,是某一顏色坐標在色品平面內的投影點和坐標原點的連線與a軸的夾角。規定h*從正a軸(紅)開始為0°,逆時針為正,正b軸(黃)為90°,負a軸(綠)為180°,負b軸(藍)為270°。CIELch色彩空間是從CIELab色彩空間推導出來的,一種顏色可以用LAB表示,也可以用LCH表示。采用LCH對圖像進行修正符合日常生活中對色彩進行描述的習慣,色彩修正更加便于理解、更加直觀和易于控制。LCH與Lab之間的轉換關系為:
色差儀中常見色差公式介紹:
1.ΔE*ab色差公式
ΔE*ab色差公式是色差儀中目前使用最為廣泛的一個色差公式,該色差公式建立在CIELab顏色空間之上的,由直角坐標L*、a*、b*構成。L表示心理明度;a、b表示心理色度。假設該空間中有兩個顏色(L*0,a*0,b*0)和(L*1,a*1,b*1),則兩個顏色之間的色差為:
2.ΔE*uv色差公式
ΔE*uv色差公式是由CIE x-y色度圖進行線性變換推導而得。線性變換的目的是改善與目測結果對比的均勻性。CIE1976L*u*v*色差公式為:
式中,X,Y,Z為色樣的三刺激值:X0,Y0,Z0為CIE標準照明體的三刺激值,為常數值:X/X0,Y/Y0,Z/Z0,要求大于0.008856,對于不符合這一要求的極深的顏色,使用顏色修正公式。u',v'分別為線性變換后的色樣色度坐標,u'0,v'0分別為線性變換后的CIE標準照明體的色度坐標;L*為明度;u',v為彩度;△E*uv為總色差。
3.ΔE*cmc色差公式
ΔE*cmc色差公式是在CIELAB公式的基礎上修改推導出來的,先后被英美兩國采用作為各自的國家標準,并于1995年被ISO接受成為國際標準。色差公式如下所示:
式中:△L*、△C*ab、△H*ab由CIE1976LAB色差公式計算得到,SL、SC、SH分別為明度、彩度和色調加權函數,用于調整不同明度、不同彩度和不同色調對色差的貢獻大小。l和c為參數因子,用于調整不同的觀察條件對色差的影響大小。l、c值的選用:對色差的“可覺察性”目視鑒定資料,可取l=c=1。而對色差的“可接受性”目視鑒定資料,則可取l=2、c=1。
4.ΔE*94色差公式
ΔE*94色差公式是CIE于1955年推薦的一個色差公式,其全稱為“CIE1994(△L*△C*ab△H*ab)色差模型”,正式縮寫形式是CIE94,色差符號為△E*94。△E*94色差公式是CMC(1:c)色差公式的一種改良形式,其結構與ΔE*CMC(l:c)色差公式相似的公式,該公式的計算式如下所示:
5.ΔE*00色差公式
ΔE*00色差式是CIEDE2000色差公式的簡稱,是CIE最新推薦的基于CIELAB的色差公式。為了進一步改善工業色差評價的準確性,CIE專門成立了工業色差評價的色相與明度相關修正專業委員會TC1-47,經過該委員會根據對現有色差模型和大量視覺評價數據的大量分析之后,終于在2000年推薦了該公式。其色差式如下所示:
6.ΔE(Hunter)色差公式
Hunter色差公式是由亨特(Hunter)為使光電色度計讀數方便,而于1948年提出的Lab對抗色系統中計算色差的公式,大多用于陶瓷、塑料和紡織品等,一般可滿足工業生產管理的需要。在該系統中,L表示物體反射光的明度,a表示反射光中紅色與綠色的成分,b表示反射光中黃色與藍色的成分。因此,Lab系統的色差公式可表示為:
式中:△L、△a、△b分別為兩個物體表面色的明度差和色品坐標差。