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色差仪△E值怎么计算?色差仪为什么要用△E值?

文章出处:未知 人气:283发表时间:2023-09-22

色差仪在测量颜色差异值时,不仅能够给出单项色差,还可以给出经色差公式计算后的总色差△E值,以此作为颜色差异评定的标准。那么,色差仪△E值怎么计算?色差仪为什么要用△E值?鉴于许多的用户对色差仪△E值计算公式及色差评定使用△E值的原因不是很清楚,本文就为大家进行了解答,感兴趣的朋友可以了解一下!

色差仪△E值

色差仪△E值的含义:

在颜色测量过程中,采用数据来表达物体色的性质后,在很多情况下还会涉及到两个及两个以上物体色的比较。在适当的照明体、照明和观测条件下,如果两个样品具有相同的三刺激值,对于适当的观察者来说它们是一种理想的匹配;若三刺激值不尽相同则它们不匹配,并且整个差异将近似它们之间能感觉出的差异。

色差用△E表示,△表示差异(differencein),E是德语单词Empfindung的第一个字母,含义是感觉。色差的单位是NBS,它是美国国家标准局(National Bureau of Standards)制定的,现为各国普遍采用。当△E=1时称为1个NBS色差单位,INBS色差单位大约相当于在最优试验条件下人眼所能知觉的恰可观察差的5倍。在CIE色度图中,1NBS色差单位相当于0.0015~0.0025x或y的色度坐标变化。在孟塞尔色系中,一个孟塞尔明度单位等于10个NBS色差单位,1个孟塞尔饱和度单位等于7个NBS色差单位。下表示NBS单位及在色差视觉上的显著程度。

NBS单位及在色差视觉上的显著程度01

色差仪△E值计算公式:

色差或两个颜色在均匀颜色空间中的距离是颜色科学最受关注的课题之一。现代色差公式的发展是以1976年CIE发布的两个近似均匀的颜色空间CIELAB和CIELUV为起点,以2001年CIE发布的国际标准色差公式CIEDE2000为里程碑,在CIE相关技术分会的引领下不断进步。下文对色差仪中两个典型的色差公式进行介绍:

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是最简单的色差公式,使用空间中的欧氏距离来表示两个颜色之间的差异大小,假设该空间中有两个颜色(L*0,a*0,b*0)和(L*1,a*1,b*1),则两个颜色之间的色差为:

CIELAB色差公式06190

色差也可以用明度差△L*、饱和度差△C*ab和色调差△H*ab来定义:

CIELAB色差公式061901

其中,饱和度差△C*ab和色调差△h*ab为:

饱和度差和色调角差计算公式

虽然CIELAB颜色空间预测结果与人眼观察得到的结果并非完全一致,但是与其他色差公式相比,CIELAB色差公式结构简单、易于理解并且在大色差上具备较好的预测精度,因此得到了广泛的应用,在实际应用中具有很大的价值。

2.CIEDE2000色差公式

为了进一步改善色差评价方法,CIE提出了CIEDE2000色差公式。虽然CIEDE2000色差公式计算复杂度增加,但是具有更高的色差预测精度。计算公式如下:

CIEDE2000色差公式0619

其中:

CIEDE2000色差公式061901

式中,KL、KC、KH是校正因子,L'、C'、h'是两个样本之间的L'、C'和h'算术平均值。


色差仪使用△E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△E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。


色差仪△E值有什么用?

1.判断产品是否合格

通过色差仪测得的总色差,从而判断生产出来的批次样是否符合客户要求。做出这一判断的依据,一是测得的标准样和生产的批次样之间的总色差△E的大小。再就是参照客户对色差大小要求的尺度以及在颜色评价时的照明光源和观测条件,对生产样在颜色方面是否符合客户要求做出比较准确的判定。

2.对颜色差异进行修正

色差仪在给出总色差的同时,还可以给出分量色差值 △L*、△a*、△b*、△C*、△H*和不同照明体下的条件等色指数。从分量色差值,我们可以清楚地看出引起色差的主要因素是明度、饱和度还是色相。从而为批次样颜色的修正指出方向。

3.为目视评定提供参考依据

通过色差仪测量的色差值,可以给出在不同照明体条件下的条件等色指数,避免了在视觉判定时,由于判定条件的不稳定而产生误差。

4.判断颜色偏色情况

通过色差仪测量的色差值可以准确地判断批次样和标准样产生的色相的差异方向,即与标准样相比,批次样是偏红、偏蓝、偏黄、偏绿等。

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