什么是色差？色差是指兩個(gè)顏色在視覺上的差異，可以通過測(cè)色儀器測(cè)量后，再經(jīng)色差公式計(jì)算而得出這兩個(gè)顏色的差異值。國際照明委員會(huì)負(fù)責(zé)國際顏色標(biāo)準(zhǔn)的研究開發(fā)，其中一個(gè)非常重要的任務(wù)就是建立色差公式，以向用色工業(yè)提供物體色判斷的標(biāo)準(zhǔn)。那么，色差儀中色差△E的計(jì)算公式有哪些？色差△E的單位是什么？本文為大家做了介紹。

色差△E什么意思？

色差不是矢量值，他只是用熟知的大小表達(dá)了兩個(gè)顏色的差異，空間表達(dá)就是兩點(diǎn)之間的距離。當(dāng)然色差有著不同的公式，目前主流的公式：DE76（△Eab）、DE94、DE2000、DECMC等，這幾個(gè)公式大多應(yīng)用的行業(yè)不同，但是現(xiàn)在DE2000和DECMC是主要推行和推薦的公式，因?yàn)楦咏搜鄣拇碳じ杏X。

色差是指兩個(gè)顏色經(jīng)測(cè)色儀器測(cè)量后，再經(jīng)色差公式計(jì)算出的這兩個(gè)顏色的差異值。顏色間的差異值以DE或△E表示。E是德語單詞Empfindung（感覺）的第一個(gè)字母；D是希臘字母，表示某方面的差別。DE表示兩個(gè)顏色彼此間的差異值。△E表示色彩空間內(nèi)兩個(gè)色樣彼此間的距離差距。

色差儀中色差△E的計(jì)算公式：

要想計(jì)算色差，就需要了解色差公式。目前在色差儀中常見的色差公式有：CIELAB、CMC（l:c）、CIE1964、Cube-Root、FMC-2、Godlove、Visual、CIE94、ISO、CIE1976LUV、JPC79等多種，且各具優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際使用中與習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及行業(yè)特點(diǎn)有重要關(guān)系。1936-1976年為一個(gè)階段，有20多個(gè)公式。1976年后為一個(gè)階段，多數(shù)以CIELAB色差公式為基礎(chǔ)進(jìn)行修正，實(shí)用性大大提高。下面只對(duì)色差公式CIELAB、CMC（l:c）和CIE94進(jìn)行簡單介紹。

1.CIELAB色差計(jì)算公式

CIELAB色差公式是最簡單的色差公式，也是1976年CIE推薦的工業(yè)應(yīng)用色差公式之一。使用兩個(gè)顏色刺激色樣在空間中的歐式距離來表示兩者之間的色差。假設(shè)在CIELAB顏色空間中有兩個(gè)顏色（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2），通過下列色差公式便可計(jì)算出兩者之間的色差。

式中，△L*、△a*和△b*分別表示兩個(gè)顏色樣本的坐標(biāo)L*、a*和b*之差。

如果CIELAB空間是理想的均勻顏色空間，則其對(duì)應(yīng)的視覺容差應(yīng)為球形。

根據(jù)顏色科學(xué)研究人員的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在CIELAB空間使用橢球來描述顏色的視覺容差更為合適，這表明CIELAB顏色空并非理想的均勻顏色空間。雖然CIELAB色差公式對(duì)中小色差的預(yù)測(cè)精度較差，但由于其結(jié)構(gòu)簡單，易于理解并具有較好的大色差預(yù)測(cè)精度，所以仍被廣泛應(yīng)用。

2.CMC色差計(jì)算公式

CMC是英國顏色測(cè)量委員會(huì)Colour Measurement Committee的縮寫，1988年CMC色差公式被英國推薦為英國國家標(biāo)準(zhǔn)（BS 6823），廣泛應(yīng)用于紡織行業(yè)及其他工業(yè)。在修正CIELAB色差公式的基礎(chǔ)上，CMC色差公式根據(jù)視覺關(guān)系調(diào)整了每個(gè)色調(diào)方向的色差橢圓大小和形狀；改善了彩度差變化與明度之間的關(guān)系，使不同彩度的顏色具有不同的色差容限。非彩色區(qū)域附近的橢圓較小，彩度高的橢圓較大，色差容限與彩度的變化成正比。CMC色差公式為如下形式：

其中，△L*ab、△H*ab和△C*ab，為CIELAB確定的明度差、彩度差和色調(diào)差；SL、SC和SH分別為明度、彩度和色調(diào)的權(quán)重函數(shù)；L*s和C*ab,s和hab,s均為確定色差的標(biāo)準(zhǔn)樣本。明度權(quán)重因子和彩度權(quán)重因子c與具體應(yīng)用條件有關(guān)，一般情況下c=1。在紡織業(yè)中，當(dāng)l=2時(shí)用CMC色差公式計(jì)算得到的紡織品色差與視覺感覺相對(duì)一致。對(duì)于涂料、塑料和油墨等應(yīng)用，取l=1.4。

CMC色差公式實(shí)際上是一個(gè)三維空間中的橢球公式，也就是說，用以目標(biāo)色樣的坐標(biāo)點(diǎn)為中心的一個(gè)橢球來表示色差，橢球的大小與樣品顏色同目標(biāo)色的差別有關(guān)，也與具體的顏色區(qū)域有關(guān)，在不同的顏色區(qū)域用不同大小和取向的橢球來表示色差。這種計(jì)算色差的方式已經(jīng)被CE確定為今后發(fā)展色差公式的一種標(biāo)準(zhǔn)形式，主要的研究重點(diǎn)是如何確定公式中的系數(shù)，CIE94色差公式就是這類公式的代表。

3.CIE94色差計(jì)算公式

色差公式CIE94由RIT的R.S.Berns等人在對(duì)RIT-DuPont、Luo-Rigg和Witt 這三個(gè)基于物體色的中小色差視覺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行相關(guān)分析和處理的基礎(chǔ)上所提出，并由CIE技術(shù)委員會(huì)TC1-29于1995年推薦為用于工業(yè)色差評(píng)價(jià)，其表達(dá)式為：

其中，△L*、△C*ab和△H*ab，均由CIELAB色差公式計(jì)算得到；△C*ab一般指標(biāo)準(zhǔn)色樣的CIELAB彩度，但當(dāng)被測(cè)樣品中不分標(biāo)準(zhǔn)色樣與測(cè)試色樣時(shí)，則以兩者的幾何平均值作為C*ab，即：△C*ab=（C*ab,1△C*ab,2）1/2。

在使用CIE94色差公式時(shí)，CIE推薦了相應(yīng)的參考觀察條件。當(dāng)實(shí)際的觀測(cè)條件和應(yīng)用場(chǎng)合不同于CIE94參考觀察條件時(shí)，需要用參數(shù)因子kL、kC和kH來調(diào)整明度、彩度和色調(diào)分色差在總色差中的相對(duì)權(quán)重。

TC1-29指出，當(dāng)獲取新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)對(duì)CIE94繼續(xù)改進(jìn)?？梢栽诓煌趨⒖加^察條件的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行視覺實(shí)驗(yàn)，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)權(quán)重函數(shù)SL、SC和SH以及參數(shù)因子kL、kC和kH進(jìn)行修改，從而對(duì)CIE94進(jìn)行改良。隨著更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得，還可以對(duì)色差公式CIE94及其權(quán)重函數(shù)的表達(dá)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。

色差△E的單位是什么？

色差是指兩個(gè)試樣在顏色知覺上的差異，它包括明度差、彩度差和色相差三方面。色差是指兩個(gè)顏色經(jīng)測(cè)色儀器測(cè)量后，再經(jīng)色差公式計(jì)算出的這兩個(gè)顏色的差異值。顏色間的差異值以DE或△E表示。E是德語單詞Empfindung（感覺）的第一個(gè)字母；D是希臘字母，表示某方面的差別。DE表示兩個(gè)顏色彼此間的差異值?！鱁表示色彩空間內(nèi)兩個(gè)色樣彼此間的距離差距。

作為色差的計(jì)算單位，以前常用NBS。1939年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局采納賈德等人的建議而推行Y1/2，a，b色差計(jì)算公式，并采用此公式計(jì)算顏色差別的大小，以絕對(duì)值1作為一個(gè)單位，稱為“NBS色差單位”。

1NBS色差單位其實(shí)是一種色差計(jì)算公式下的單位，不過市場(chǎng)上的高精度色差儀產(chǎn)品有很多都包含多種色差計(jì)算公式，比如三恩時(shí)色差儀就包含多種色差公式。這種情況下我們就無法說NBS就是色差的單位。雖然不同色差公式的單位都和NBS單位大致同樣，不過其實(shí)還會(huì)有一定的區(qū)別。所以應(yīng)用不同的色差公式的時(shí)候，色差的單位其實(shí)是不同的。

NBS單位曾經(jīng)被作為所有色差計(jì)算公式的單位，持續(xù)了較長一段時(shí)間，不過在上世紀(jì)七十年代以后，隨著大量的色差公式出現(xiàn)(如上面的CIE1976L*a*b*和CIE1976L*u*v*)，一律采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算單位就顯得不精準(zhǔn)，并且也沒有必要。為了更為科學(xué)合理表示色差值，大家就會(huì)直接采用△ECIE、△ECMC不再應(yīng)用NBS單位。

可以看出來色差其實(shí)也沒有固定的單位，所以用戶在表述測(cè)量結(jié)果的時(shí)候，只需要注明是何種色差計(jì)算公式即可。