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色差△E是怎么计算的?色差△E<1是多大?

时间:2023-01-12 点击:4615次

色差△E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。这个定义是基于CIELAB色差理论的,其中△L为明度差异、△a为红/绿差异、△b=为黄/蓝差异、ΔE为总色差。那么,色差△E怎么计算?色差△E<1是多大?

色差ΔE

什么是色差ΔE?

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。

色差仪LAB颜色空间

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。


色差△E是怎么计算的?

色差是指两个颜色经测色仪器测量后,再经色差公式计算出的这两个颜色的差异值。一般来讲,从拿到颜色样品到根据计算结果做出客观色差评价,大致需以下三个步骤:

1.测量样品

即使用合适的颜色测量仪器(光谱光度计)以获得代表样品光学特性的分光反射率ρ(λ)或分光透过率τ(λ);

2.计算三刺激值

即通过色度学的基础数据和测得的样品分光反射率,按规定公式求取三刺激值。实际上是客观定量地给出样品的颜色对人眼视网膜上视觉感光细胞产生的刺激,这种刺激通过神经冲动传至大脑,最终形成颜色的主观感觉;

3.计算色差值(△E)

即按一定的色差公式,计算出两样品间的色差,可以理解为这一色差值反映了两个不同的色刺激在大脑中产生的感觉上的差别。这也是为什么选用△E作为色差符号的原因。希腊字母△表示“在……方面的差别”,而E则是德语单词Empfindung(感觉)的第一个字母。


色差△E<1是多大?

由于不同色差公式其色差计算结果和视觉评价相关性有所差异,所以在使用色差仪测色时,应用不同色差公式测量数值含义也会存在区别。

1939年,美国国家标准局采纳了贾德等的建议而推行Y、α、β色差计算公式,并按此公式计算颜色差别的大小,以绝对值1作为一个单位,称为“NBS色差单位”。一个NBS单位大约相当于视觉色差识别阈值的5倍,如果与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较,则1NBS单位约等于0.1孟塞尔明度值,0.15孟塞尔彩度值,2.5孟塞尔色相值(彩度为1);孟塞尔系统相邻两个色彩的差别约为10NBS单位。如果将NBS的色差单位与人的色彩感觉差别感觉对比分析,则如下表所示:

色差值与人眼色差感觉的关系

后来开发的新色差公式,往往有意思地把单位调整到与NBS单位相接近,例如ANLAB40,Hunter Lab以及CIE LAB、CIE LUV等色差公式的单位都与NBS单位大略相同(不是相等)。因此,我们不要误解以为任何色差公式计算出的色差单位都是NBS,不同的色差公式计算得到的色差值是不同的,而且彼此不存在简单的换算关系。

若用户使用色差仪测量试样与标样的色差值小于1,那么就表示颜色差异程度很小,普通人的肉眼是难以分辨的。通常情况下,色差仪测量数值ΔE小于1,则意味着产品的颜色符合要求。


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