色差仪ΔE*ab色差公式和ΔE*cmc色差公式的区别

2024-04-19 3nh 105

ΔE*ab色差公式和ΔE*cmc色差公式是色差仪中常用的两个色差公式,ΔE*ab色差公式是CIELAB色差公式的简称,ΔE*cmc是CMC(l:c)色差公式的简称,这两个色差公式都是基于CIELAB颜色空间的色差公式。本文对色差仪ΔE*ab色差公式和ΔE*cmc色差公式的区别做了介绍。

色差仪

色差仪ΔE*ab色差公式介绍:

在以Munsell视觉颜色系统为基础的色差公式中,最具重要性的是Adams-Nickerson 色差公式(即 ANLAB),这一公式得到了广泛的应用。CIE 对 ANLAB公式进行了修改和简化,推导出CIE1976 L*a*b*色差公式及其对应的均匀色度空间,为简便起见,CIEL*a*b*改写成CIELAB公式。

CIELAB色差公式0100

式中,△E*ab为总色差;△L*为明度差;△a*,△b*为彩度差;H为色调角;X,Y,Z为色样的三刺激值;X0,Y0,Z0为CIE标准照明体的三刺激值,为常数值。

X/X0,Y/Y0,Z/Z0,要求大于0.008856,对于不符合这一要求的极深的颜色,使用上述公式会引起色空间的畸变,导致很大的误差。为解决这一问题Pauli提出了一个解决办法,并被 CIE 所采纳,CIELAB深色修正公式如下所示:

CIELAB深色修正公式00001

其它的计算相同,在实际应用中,碰到上述极深的颜色情况极少,因此上述修正公式只有在特殊的场合下有用。

CIEL*a*b*色差公式在工业界有着广泛的应用,特别是在染料颜料制造、涂料、纺织印染、油墨、塑料着色等行业的产品颜色质量控制中有着重要的地位。这一色差方程的最大方便和实用之处在于可将一对样品的总色差分解成明度差、饱和度差和色调差。这一点在实际应用中很重要。例如对于印染制造行业来说,同样数值的总色差如果由色调差和饱和度差所引起,可能产品就不合格,但若是主要由明度差所造成,则稍许调整一下强度就可出厂。


色差仪ΔE*cmc色差公式介绍:

ΔE*cmc色差公式是由Clarke、McDonald和Rigg在对JPC79色差公式修改的基础上于1984年提出的。该公式由英国染色家协会(SDC)的颜色测量会员会(CMC)推荐使用。这次修改主要是为了克服JPC79在深色及中性色范围计算结果与目测结果偏差较大的现象。并进一步引入了调整参数l和c,以适应不同目的需求。c一般恒定为1,而l值可根据产品的表面状态特征改变。

由于该公式比CIELAB等色差公式具有更好的目视一致性,因此对不同颜色产品的质量控制都可使用“单一界限值,即该界限值与标样的颜色无关。这给用户采用颜色测量和仪器评价技术带来极大方便。因此该公式自推出后得到了广泛的应用。一些国家和组织纷纷采用以代替现行的CIELAB色差公式。如该公式在1988年被采用作为英国标准(BS 6823),在1989年被美国染色化学家协会(AATCC)采用形成AATCC试验方法173-1989年,其后又经修订为AATCC试验方法173~1992,并于1995年成为国际标准(ISO)。因此,ΔE*cmc公式是世界上应用最为广泛的色差公式,该公式囊括了许多包括塑料、纺织和涂料的主要行业。我国纺织行业也采用该1SO国际标准为国家标准。可见,在相当长的一段时期内,ΔE*cmc公式作为通用和权威的色差公式而被工业界广泛使用。

ΔE*cmc色差公式该公式具体形式如下:

CMC色差公式029

式中,SL,SC,SH分别为明度差、彩度差和色调差的权重函数:

明度差、彩度差和色调差权重函数表达式

式中,L*,C*,h*,a*和b*均为色度参数,△L*,△C*,△H*均由CIELAB色差公式算得。明度加权值l和彩度加权值c,具体使用者可以通过改变这两个参数,来调整明度和彩度对总色差计算结果的影响程度。l:c如果大于1意味着缩小了明度对色差结果的影响,也意味这扩大了彩度和色相对CMC色差结果的影响;同理如果小于1意味这扩大了明度对CMC色差结果的影响。l和c值是与具体应用条件有关的参数,可根据不同观察条件调整明度、彩度、色相对于色差的贡献。目前,常用的是△Ecmc(1:1)和△Ecmc(2:1)两种。


色差仪ΔE*ab色差公式和ΔE*cmc色差公式的区别:

△ECMC(l:c)色差公式改进了CIELAB颜色空间的目视均匀性。通过修正CIE1976L*a*b*色差公式,CMC(l:c)色差公式使各色调方向的色差椭圆大小可根据视觉的关系进行改变,比如在红色区域的椭圆比较瘦长,在绿色区域则比较圆;同时它改善了饱和度差随明度的变化关系,将饱和度不同的颜色赋以不同的色差容限,色差容限随饱和度的增加而变大,反之则减小。CMC(l:c)视觉容差椭圆如下图所示:

视觉容差椭圆

可以通过容差椭圆图形化的方法来判定CMC(1:c)色差公式中的视觉容差。在该公式中,人眼对颜色三个属性敏感程度的差别分别用SH、SL、SC来加权修正。由SH、SL、SC为半轴定义的椭球是颜色的容差范围,上图中0代表标样的坐标,即椭球的球心。在颜色空间的不同区域,依据具体的颜色值计算色差公式中的加权系数,进而计算色差,它可以实现与目视评定色差最接近的结果。如下图所示:

单个视觉容差椭圆示意图

CMC(l:c)色差公式改进了CIELAB颜色空间的目视均匀性,用单一容差数值就可以裁定色匹配的可接受性,且该容差与标样的颜色无关。用椭球三半轴(CIELAB明度容差ΔL*、彩度容差△C*ab和色调容差ΔH*ab)加权(lXSC、CXSC和SH)导出的色差ΔEcmc(l:c)还可以区分不同情况用以解释其三个独立分量:明度分量ΔL*cmc=ΔL*/lxSL,彩度分量ΔC*cmc=△C*ab/CXSC和色调分量Δ*cmc=ΔH*ab/SH。

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