​色差是怎么计算的？色差计算过程及色差公式介绍

色差是两个色源在视觉上的颜色差异，可以通过专门的颜色仪器测量后，经过色差公式计算而得到。那么，色差是怎么计算的？色差计算的公式又有哪些呢？本文介绍了色差计算的过程及色差计算公式，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差计算过程：

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。

以上所述三个过程，与过程1和2相关的基本理论、基础数据和计算公式已基本定型，对于过程1来讲，主要工作在于硬件技术的实现和完善上。因此，这里仅对过程3的关键点一一色差公式进行分析和研究。

色差计算公式介绍：

CIE1931标准色度系统在实际应用中发现色品图存在不均匀性，即不同色区内颜色感知差异的容限大小不等，这给颜色的比较和评价带来严重的问题。多年来不断推出许多均匀色空间和相应的色差公式，原因是理想的均匀色空间是不可能在一个三维的空间中实现。它不是简单的欧氏几何空间所能代表的。现在存在的那些色空间都是近似理想的色空间，但总存在不尽人意之处，需要不断去改进。

总体来讲，以1976年为界，色差公式的发展过程可大致分为两个阶段。1976年以前，因无统一的标准和约定，颜色工作者纷纷以所涉及到的数据、产品和领域为基础，提出了各自的色差公式；为了统一色差评定的方法，在1976年，国际照明协会正式推荐两个色空间及相应的色差公式，即CIE1976L*u*v*或（CIELUV）颜色空间和CIE1976L*a*b*或（CIELAB）颜色空间。CIELUV颜色空间常用于显示器等加混色的描述，而CIELAB颜色空间设计的初衷是用作物体表面色等减混色的表示和评价。事实上，目前CIELAB颜色空间的应用更为广泛，在很多研究和应用领域内被作为标准颜色空间，如图像艺术（ISO12639）、多媒体（IEC67966-8）、和彩色传真（ITU-TT.42）等。1976年之后，为了改进CIELAB色差公式的计算结果与目测的一致性，先后出现了几十种新的色差公式。下面只对CIE1976L*a*b*色差公式进行分析。

CIE1976L*a*b*均匀颜色空间（有时也简写为CIE1976LAB）是由CIEXYZ色度系统经过非线性转换得到的，它用明度指数L*，色品指数a*和b*构成的三维坐标系统来表示颜色感觉，其转换公式如下：

式中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值；Xn，Yn，Zn为CIE标准照明体照射到完全漫反射体表面的三刺激值，代表照明光源的颜色。在公式中引入的Xn，Yn，Zn目的是模拟色适应的效果，即无论照明光源的颜色如何，当它照射在完全漫反射体上，且眼睛适应了该光源后，所产生的颜色感觉都应该是白色，色品指数a*和b*都应该为0，即抵消了光源本身的颜色。

若两个颜色样品F1和F2都以L*，a*，b*值来标定，其颜色值分别为（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2），则两者之间的色差△E*ab用两颜色在色空间中位置的距离来计算：

上式中色差△E*ab=1时称为1个NBS（美国国家标准局的缩写）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。色差值与色差感觉的大致对应关系见下表。在CIEx-y色品图的中心，一个NBS色差单位相当于0.0015~0.0025x或y的色品坐标变化。

由于CIEL*a*b*均匀色空间使用最广泛，又是以表征物体的表面色为对象，尤其适合印刷行业表示颜色使用，现已成为国际印刷领域内通用的表色系统。在用计算机进行彩色图像处理时，计算机应用软件内部都是以CIE L*a*b*均匀色空间颜色值进行计算的，在Photoshop图像处理软件中，CIE La'b”颜色模式已成为了一种标准颜色模式，可以用L*a*b*颜色值表示颜色，将彩色图像保存为L*a*b*颜色模式。在计算机的色彩管理系统中，CIE L*a*b*均匀色空间是进行颜色转换的标准色空间，大部分的色差计算也都是基于CIEL*a*b*色差公式的。