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颜色差异值怎么量化?色差评定为什么要使用颜色差异值?

文章出处:未知 人气:252发表时间:2023-08-02

对颜色差异值进行量化,是管控有色产品质量品质的一个重要手段。目前,对于颜色差异值的量化,主要有视觉量化方法和色差公式量化方法,由于前者具有主观性和易变性,因此在实际的颜色量化过程中,大多会使用色差公式量化方法。本文对颜色差异值量化方法及色差评定使用颜色差异值的原因做了分析,感兴趣的朋友可以了解一下!

颜色差异值量化

颜色差异值量化方法:

1.视觉量化方法

对于两个颜色之间差别的视觉判断,主要有两种直观的评价,即可感知性(perceptibility)和可接受性(acceptability)。可感知性是指观察者能够看到颜色的差别或能够判断两个颜色样品对之间色差的人小的视觉属性;而可接受性则表示观察者是否可以接受被观察颜色差别的视觉判断。

目视比较和判断具有较大的主观性和易变性,在工业生产中不直接作为颜色质的评价依据。因此,仪器测色显得尤为重要。但是,物理测量的数据应该能预测观察者所看到的情况,即需要有合适的色差公式,使之计算出来的色差能够预测目视色差。

2.色差公式量化方法

两带色样品间的颜色在颜色知觉上的差异可用“色差”来表示。1976年以来,出现了多种色差公式如CMC(1:c)色差公式,CIE1976(△L*△Cab*△Hab*)色差模型、CIE DE2000色差公式、CIE1976(L*a*b*)色差公式等。其中CIE 1976(L*a*b*)色差公式是国际上公认的色差公式。色差包括明度差、彩度差和色相差三个方面。我们常说的色差是这三方面色差经一定公式计算后得出的总色差值。

在与颜色感觉一致的均匀颜色空间内,两个颜色样品之间的色差表示为其坐标点之间的距离,即:

总色差计算公式24

式中,L1*,a1*,b1*和L2*,a2*,b2*分别是两个样品的坐标值。色差公式的几何意义,是在均匀颜色空间以标准色样的坐标点为中心的一个椭球,其在L*、a*、b*三个方向的半轴长分别为(L1*-L2*)、(a1*-a2*)和(b1*-b2*)。若规定椭球内的颜色满足色差容限的要求,则椭球外的颜色与标准色样的色差超出了色差容限范围,便不满足色差的要求。

一般来讲,两样品的色差与目视色差感觉的关系如下:

色差值与目视色差感觉的关系

如果样品的色彩较饱和,两样品间如果有1.0的色差,一般人看不出它们的差别。


色差评定使用颜色差异值的原因:

1.现有颜色理论的缺陷

颜色理论现有的不足,加上光谱测量的复杂性和数学处理的复杂性,各国各公司按照国际标准研制的色差仪,测量从红到蓝各种同样颜色的同一块色板的结果总有一定的差异。

2.色差仪台间差的影响

就是同一公司的同一型号仪器,目前采用氙灯或卤素钨丝灯照明的传统的分光色差仪,就算新的、正常工作的色差仪。便携式仪器间的一致性达到的水平:例如XTH一般平均是0.15△E,最大要达到0.25△E。只有昂贵的双光束(一束同时检测点亮的照明灯的光谱)的参比级的台式分光色差仪(必须每年定期维护和用传递标准的一套彩砖定标)才可达到0.08△E。这样,测同样一块标准色板,两台仪器读数就会不同。随着仪器使用时间的推移,特别是各台仪器使用者对随机自带的校准白板保管使用的不同,这种差异还会扩大。所以,完全采用Lab数值,即所谓“数字标准”传递颜色标准的难度就很大。这既要求仪器有很高的仪器间一致性指标,又要求仪器有极高的长期稳定性和短期稳定性,仪器的白标准板也不能经常使用(做到可以长期保持稳定不变色)。所以使用传统色差仪的用户,到目前为止,传递颜色标准还大都使用标准色板传递。做不到用颜色标准板的Lab数值作为控制颜色品质的传递标准。

3.色差仪色差值的稳定性

尽管不同仪器测得的颜色三刺激值有偏差,但是用于同一块参照标准与另外的样板间比较色差,不同仪器测得的色差值:△E,△a,△b却是非常接近的。这也正好是人们对颜色管理的基本要求。所以有了参照标准后,不同仪器测得的色差值就有了实际应用价值。这也是色差仪得到普遍应用的原因。下一个要解决的问题就是如何定义容许的色差,即可接受的允差。各方将通过协议,用参比标准色板和约定的可接受允差来共同建立对产品的颜色管理系统,避开用三刺激值Lab的具体值来管理。


颜色差异值量化影响因素有哪些?

1.主客观因素影响

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.色差概念模糊影响

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.颜色空间不均匀影响

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。

色度椭圆

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