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色差仪有哪些色度系统?Lab色度系统的色差值怎么分析?

文章出处:未知 人气:283发表时间:2023-08-04

色差仪是依据色度学规定制作的颜色比对仪器,因此其测色系统采用了色度学规定的多个色度系统,其中常见的就有Lab色度系统。本文对色差仪色度系统的类型及Lab色度系统色差值的分析方法做了介绍,对此感兴趣的朋友不妨了解一下!

色差仪

色差仪常用色度系统的类型:

1.CIE1931标准色度系统

为了解决由CIE1931RGB色度系统计算颜色的三刺激值时会出现负值的问题,国际照明委员会(CIE)推荐了一组新的曲线,即CIE1931XYZ色度系统。这个系统可以由CIE1931RGB系统通过某种线性关系转换而来,可以计算出CIE1931 XYZ色度系统中的光谱三刺激值x(λ)、y(λ)和z(λ),称这三条曲线为“CIE1931 XYZ标准色度观察者光谱三刺激值”,如下图所示。

CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线

它适用于2°视场的中央视觉观察条件。同时,将新的色品坐标x、y、z定义为:

色品坐标x、y、z

这样,就形成了CIE1931XYZ系统色品图,如下图所示。

CIE1931XYZ标准系统色品图

2.CIE1964补充标准色度系统

经过实践表明,CIE1931XYZ标准色度系统适用于 1°~4°的观察视场范围。研究发现,当视场增大到4。以上时,x(λ)、y(λ)、z(λ)在波长为380~460nm光谱区间内的数值偏低。日常观察物体时的视野经常超过2°范围,所以为了适应大视场颜色测量的需要,CIE于1964年基于Stiles,Burch和Speranskaya在10°视场条件下获得的两项实验数据,推荐了一组“CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”,这一系统称为CIE1964补充标准色度系统或10°视场X10Y10Z10色度系统。其色品图如下图所示。

CIE1964-X10Y10Z10系统色品图

3.CIE1976Lab色度系统

CIE推荐的X,Y,Z空间是不均匀的,在此空间中,两对等距的颜色点,并不一定给人以相同的颜色感觉。为了提高计算结果与视觉的相关性,CIE推出了几种均匀颜色空间(CIE1964W*U*V*、CIE1976L*u*v*、CIE1976L*a*b*等),其中应用最广泛的是CIE1976L*a*b*均匀颜色空间。当X,Y,Z和X0,Y0,Z0满足条件X/X0>0.008856,Y/Y0>008856,Z/Z0>0.008856时,其坐标参数为:

Lab坐标参数

当X/X0,Y/Y0,Z/Z0三个值中任一个小于 0.008856 时,其坐标参数为:

Lab坐标参数01

式中的X0,Y0,Z0代表CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,然后反射到人眼中的三刺激值,其取值如下表所示。

几种观测条件下的X0Y0Z0值

L*为明度指数,表示黑-白轴,a*和b*为色度指数,分别表示红-绿轴和黄-蓝轴。L*为10时,表示对光完全散射的漫射体:L*为0时,表示对光完全吸收的黑体。a*值越大,样品的色调越红;b*值越大,色调就越黄。


色差仪Lab色度系统的色差值分析方法:

色差仪作为光电仪器,其测量原理采用最广泛使用于测量物体色调的国际照明委员会(CIE)的CIE1976L*a*b*色度系统,借助均匀色的立体表示方法将所有的颜色用L*,a*,b*三个轴的坐标来定义。在L*a*b*表色空间中,L*为垂直轴也即中轴,代表明度上白下黑,其值从底部0(黑)到顶部100(白)。中间为亮度不同的灰色过度,有100个等级;a*、b*坐标组成的色度平面是一个圆,表示不同的色彩方向,a*代表红绿轴上颜色的饱和度,其中-a*为绿,+a*为红;b*代表蓝黄轴上颜色的饱和度,其中-b*为蓝,+b*为黄。a*,b*都是水平轴。L*,a*,b*不仅可以精确地表示各种色调,它也为两种色调之间的差即色差表示带来了方便,尤其是在研究或测定近似颜色的差别程度时(比如同一原材料不同批次的比较),匀色空间L*a*b*表色系上任意两点间的距离都可以表示两个颜色之间的总色差。总色差可表示为:

总色差计算公式19

当△L*>0时,说明样品色比标准色浅,明度高,反之则低。

当△a*>0时,说明样品比标准色偏红,反之则偏绿。

当△b*>0时,说明样品比标准色偏黄,反之则偏蓝。

色差△E的单位时NBS(美国国家标准局的所写,即△E=1时称为1个NBS色差单位),下表列出了NBS单位的感觉值:

NBS单位感觉值

作为均匀颜色空间,L*a*b*色空间更好的反应了物体色的心理感受效果,可以用色差来表示物体颜色变化的程度和方向。而且L*a*b*色空间的值是与设备无关的。因此,L*a*b*色空间常被用作颜色检测的标准或色差评价标准。在产品检测中,L*a*b*色空间也经常被使用。

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