怎么理解颜色和色差?色差又怎么计算?

  DOHO标准光源箱     |      2022-12-01

颜色是人眼对可见光的视觉感知响应,可以用颜色三要素来描述,即色调、明度和饱和度。而色差是对颜色的定量描述,需要利用色调、明度和饱和度这三种颜色属性的差异来表述。那么,怎么理解颜色和色差?色差又怎么计算?下文为大家进行了加单的介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

色差公式应用

怎么理解颜色和色差?

颜色是人眼对可见光的视觉感知响应,通常认为可见光的波长范围在380nm~780nm之间,不同波长的可见光辐射会带给人眼不同的视觉感受。人眼之所以能够看到自然界中的物体呈现出不同的颜色外貌,主要原因是物体对光具有选择性吸收和反射的结果,当采用不同光源照射同一物体时,由于光源的光谱能量分布不同会导致物体呈现出不同的颜色。

在颜色科学和颜色测量领域,颜色可用颜色三要素来描述,即色调、明度和饱和度。色调又称色相,是不同颜色的相貌称谓,是颜色的首要特征,有了它就可以准确的区别红、黄、蓝、绿等各种颜色。明度又称亮度,反映的是人眼对于光源和物体表面明暗程度的感觉,主要由光线的强弱决定,同一色调中的浅蓝、天空蓝、深海蓝就是明度变化的效果。饱和度又称彩度、纯度,主要取决于这一色调发射光的单一程度,其反映了颜色纯度的强弱,纯度越高,颜色感觉越明确、鲜艳,纯度越低,颜色感觉则越含糊、浑浊。当我们从科学的角度描述一种颜色时,这三种属性需同时出现,不能分离。

色差是指物体和比较对象之间的颜色差异,一般是非发光体在排除照明条件、环境、观察距离等差异之后,与标准对象之间的颜色差异。定量表示这种差异时,需利用色调、明度和饱和度这三种颜色属性的差异来表述,其在工业生产配色环节以及产品颜色质量控制方面发挥着重要作用。现代色差评定是建立在能够预测目视色差的色差方程基础之上的,相关色差公式由国际照明委员会通过大量颜色视觉判断和色差比较心理实验数据得出,可采用仪器或计算机测量计算,实现较为精确的数字化表达。

色差的计算方法:

要想准确的计算色差,就需要使用到色差公式。目前国际上使用的色差公式有几十种,但最常用的有ANLAB、CIELAB、CMC、JPC79、FMC II式、Hunter公式等。

1.ANLAB色差公式

ANLAB色差公式

式中:Vx、Vy、Vz——为蒙塞尔明度。

ANLAB色差公式与人的视觉之间相关性较好,但公式计算比较繁琐。

2.CIEL*a*b*(CIELAB)色差公式

CIELAB计算公式为:

CIELAB计算公式

X0、Y0、Z0为理想白色物体的D65光源100°视场三刺激值。

ΔE*LΑΒ=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2

3.CMC(I:C)色差公式

对CIELAB进行修正的CMC色差方法提供了个半轴坐标空间的测量单位,以限定在CIELAB色差中一个被指定点的可接受范围,这种修正是以一个固定的比例。该范围也可根据达成的协议限定来修定。该椭圆对表面边界线是1.0个ΔECMC单位,这个1.0个ΔECMC以标准色为依据,这个椭圆球就成为样品可接受性的测量单位,ΔECMC1.0相当于色差4级。美国标准AATCC 173就是对可接受性色差的计算方法。

CMC(I:C)色差公式:

CMC(I:C)色差公式

式中I和C是调节明度和彩度相对宽容量的两个因数。对可观察性样品,取I=C=1,用CMC(1:1)表示;对可接受性样品,取I=2,C=1,用CMC(2:1)表示;CMC色差公式以CIELAB为基础。

ΔL表示明度色差;ΔC表示彩度色差;ΔH表示色度色差;ΔE(LAB)= ΔE(LCH)。

4.JPC79色差式

JPC79色差式是在综合了人们对评级制品色差评价的基础上,对ANLAB色差式进行修正后建立起来的。其特点是根据亮度、饱和度、色相分别对纺织品色差贡献的大小,而给予不同的修正系数,使其与人的视觉之间具有更好的相关性。

JPC79色差式

ΔL——由ANLAB色差式计算得到的亮度值;

ΔH——由ANLAB色差式计算得到的色相差;

ΔC——由ANLAB色差式计算得到的饱和度差。

5.FMC II式

这一色差公式不需向其它表色系统变换,可以直接用于色差的评价,但是计算也较复杂。

FMC II色差公式

6.Hunter 公式

该公式由美国享特公司提出,计算较简单。

Hunter 公式

式中:X0、Y0、Z0——理想白色物体三刺激值;Ka、Kb——照明体系数。

由于色差公式不同,色差单位也不一样。