色差儀怎么計(jì)算Lab值?色差儀Lab值與XYZ值怎么轉(zhuǎn)換?
2023-08-10
色差儀在測(cè)量顏色時(shí),可以通過Lab顏色空間,自動(dòng)給出樣品的色度值L、a、b值,并給出比色后的△L、△a、△b等色差值,以數(shù)值的形式對(duì)顏色進(jìn)行定量的描述,為顏色管控提供數(shù)字化的參考依據(jù)。那么,色差儀怎么計(jì)算Lab值?色差儀Lab值與XYZ值怎么轉(zhuǎn)換?本文為大家做了介紹,對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀Lab顏色空間介紹:
CIE1976L*a*b*均勻顏色空間表示顏色的方式,模擬了人眼對(duì)顏色的感覺。如下圖所示,顏色的明度感覺用縱坐標(biāo)L*軸表示,黑色位于最下端,對(duì)應(yīng)明度L*=0;白色最亮位于最上端,對(duì)應(yīng)明度L*=100。a*軸與b*軸共同表示彩色的特性,a*軸正方向代表紅色(偏品紅)的變化,a*軸負(fù)方向代表綠色的變化;b*軸正方向代表黃色變化,b*軸負(fù)方向代表藍(lán)色變化。這四個(gè)變化方向構(gòu)成互補(bǔ)對(duì)抗顏色的模型。
在CIE1976L*a*b*均勻顏色空間中,a*與b*的值表示顏色感覺中的彩色成分。當(dāng)a*和b*的值均為0時(shí),顏色的飽和度為0,即非彩色,其坐標(biāo)點(diǎn)落到縱坐標(biāo)軸上。所以,所有的非彩色都位于縱坐標(biāo)軸上,從下到上依次為黑、深灰、灰、淺灰和白。顏色的坐標(biāo)點(diǎn)距縱坐標(biāo)軸越遠(yuǎn),則顏色就越鮮艷。根據(jù)這一性質(zhì),可以用a*和b*的值進(jìn)一步計(jì)算色調(diào)和飽和度,并使其與顏色的感覺更加接近。如下圖所示。
任一個(gè)顏色在CIE1976L*a*b*均勻顏色空間的坐標(biāo)位置為P,則其對(duì)應(yīng)的明度值為縱坐標(biāo)的高度,對(duì)應(yīng)的a*與b*坐標(biāo)值為該點(diǎn)在a*與b*坐標(biāo)軸上的投影。根據(jù)圖中的幾何關(guān)系,該顏色的色調(diào)H*可以用該點(diǎn)在a*-b*平面的投影到縱坐標(biāo)軸連線與a*坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角表示;彩度(或飽和度)C*可以用該點(diǎn)到縱坐標(biāo)軸的距離來表示。因此,可以得到色調(diào)角和彩度分別為:
根據(jù)a*和b*值的正負(fù),可以判斷色調(diào)角在0°~360°內(nèi)的變化:如a*>0,b*≥0,則0≤h*ab<90°;如a*≤0,b*>0,則90°≤h*ab<180°;如a*<0,b*≤0,則180°≤h*ab<270°;如a*≥0,b*<0,則270≤h*ab<360°。
結(jié)合上圖可知,在a*-b*平面上,色調(diào)角在0°~90°范圍內(nèi),a*與b*值都大于0,其間的顏色都由紅和黃原色混合而成;色調(diào)角在90°~180°范圍內(nèi),a*值小于0,b*值大于0,其間的顏色由黃和綠原色混合而成;色調(diào)角在180°~270°范圍內(nèi),a*與b*值都小于0,其間的顏色由綠與藍(lán)原色混合而成;色調(diào)角在270°~360°范圍內(nèi),a*值大于0,b*值小于0,其間的顏色由藍(lán)和紅原色混合而成。
色差儀Lab值計(jì)算方法:
色差儀作為光電儀器,可以用光電測(cè)定的方法,迅速、準(zhǔn)確、方便地測(cè)出各種試樣被測(cè)位置的顏色,并且通過計(jì)算機(jī)直接換算成L*、a*、b*值,對(duì)顏色進(jìn)行數(shù)值化表示,還能自動(dòng)記憶和處理測(cè)定數(shù)值,得到兩點(diǎn)間顏色的差別,以△Eab表示。
色差儀在測(cè)量樣品的顏色時(shí),采用的是國(guó)際上通用的CIELAB色空間,它是利用L*,a*,b*三個(gè)不同的坐標(biāo)軸,指示顏色在幾何坐標(biāo)圖中的位置及代號(hào)。它是基于一種顏色不能同時(shí)既是綠又是紅、既是藍(lán)又是黃這種理論而建立起來的。一種顏色用CIE L*,a*,b*表示時(shí),L*軸表示明度,黑在底端,白在頂端;+a*表示紅色,-a*表示綠色;+b*表示黃色,-b*表示藍(lán)色。任何顏色的色彩變化可以用a*,b*數(shù)值來表示,任何顏色的層次變化可以用L*數(shù)值來表示,用L*,a*,b*三個(gè)數(shù)值就可以描述自然界中的任何色彩。若兩個(gè)彩色樣品都按L*,a*,b*標(biāo)定顏色,則兩者之間的總色差ΔE*ab以及各單項(xiàng)色差可用下列公式計(jì)算:
總色差:ΔE*ab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
明度差:ΔL*=L1*-L2*(明度差異),△L*為正值,樣品顏色偏淺色方向;為負(fù)值,樣品偏深色方向。
色度差:Δa*=al*-a2*(紅/綠差異),△a*為正值,樣品顏色偏紅;△a*為負(fù)值,樣品偏綠。
Δb*=bl*-b2*(黃/藍(lán)差異),Δb*為正值,樣品顏色偏黃;△b*為負(fù)值,樣品偏藍(lán)。
其中△L*,△a*,△b*,為參考樣品和被測(cè)樣品之間明度L*和色度指數(shù)a*,b*的差值。色差值用ΔE* 來表示,為綜合總色差,具體計(jì)算方法和亮度差△L、紅綠差△a、黃藍(lán)差△b都有關(guān)系。
一般情況下色差寶都會(huì)給出相應(yīng)的L*,a*,b*值和比色后的ΔL*、△a、△b、ΔE*四組色差數(shù)據(jù)。用ΔE來評(píng)價(jià)色差時(shí),△E越小表示樣品與標(biāo)準(zhǔn)顏色越接近,反之則表示兩種顏色相差越遠(yuǎn)。
色差儀Lab值與XYZ值轉(zhuǎn)換方法:
在Lab顏色空間中,柱坐標(biāo) L*表示亮度,a*和 b*軸代表色度坐標(biāo),分別是紅-綠坐標(biāo)和黃-藍(lán)坐標(biāo),這三個(gè)坐標(biāo)值均被認(rèn)為是均勻變化的。這三個(gè)屬性值可以由XYZ顏色空間的三個(gè)屬性轉(zhuǎn)化而來。轉(zhuǎn)換公式如下:
其中,在上面的公式中,X、Y、Z 指的是物體的三刺激值,這三個(gè)屬性值是在海明對(duì)立坐標(biāo)理論的基礎(chǔ)上建立起來的。Xn、Yn、Zn表示的是CIE 標(biāo)準(zhǔn)照明體先照射在完全反射漫反射體上,再經(jīng)其反射到人們眼中的白顏色物體的三刺激值。光源和觀察者的條件分別以D65和10°條件為佳。在不同的光源以及觀察者條件下,三刺激值是不同的。若采用D65標(biāo)準(zhǔn)照明體X0=94.811,Y0=100.00,Z0=107.304。