色差仪是怎么计算色差值的？色差仪色差值有什么用？

色差仪作为颜色检测的精密光电仪器，是通过模拟人眼对红、绿、蓝光感应，根据Lab原理，测量出颜色容差△E以及△L、△a、△b值来表示二种色刺激之间的色差。本文对色差仪色差值的计算方法及色差仪色差值的作用做了简要的介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪计算色差值的方法：

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。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。

CIE1976Lab空间由CIEXYZ系统通过数学方法转换得到，转换公式为：

其中X、Y、Z是被测物体的三刺激值；X0、Y0、Z0为选定参考白的三刺激值；L*表示心理明度；a*、b*为心理色度。

从上式转换中可以看出：由X、Y、Z变换为L*、a*、b*时包含有立方根的函数变换，经过这种非线形变换后，原来的马蹄形光谱轨迹不复保持。转换后的空间用笛卡儿直角坐标体系来表示，形成了对立色坐标表述的心理颜色空间，如下图所示。在这一坐标系统中，+a*表示红色，-a*表示绿色，+b*表示黄色，-b*表示蓝色，颜色的明度由L*的百分数来表示。

通常人们把两种颜色在色彩上给人感觉上的差别叫做色差。若两个色样样品都按L*、a*、b*标定颜色，则两者之间的总色差ΔE*Lab以及各项单项色差可用下列公式计算：

明度差：ΔL*=L*1-L*2；

色度差：Δa=a*1-a*2，Δb=b*1-b*2；

总色差：ΔE*Lab=[（ΔL）²+（△a）²+（Δb）²]^1/2

色差仪色差值的作用：

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.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。

色差仪为什么要使用色差值△L、△a、△b、△E？

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。