色差儀L*a*b*值的含義及與Lab色度空間的區(qū)別
2024-03-05
色差儀在測色時,使用的是國際上通用的CIEL*a*b*顏色空間,在給出色樣的色度值L*a*b*值的同時,還可以給出色樣之間的色差值△L*、△a*、△b*等。本文對色差儀儀L*a*b*值的含義及其與LabLab色度空間的區(qū)別做了介紹,對此感興趣的朋友不妨了解一下!
色差儀L*a*b*值的含義:
色差儀作為光電儀器,其測量原理采用最廣泛使用于測量物體色調(diào)的國際照明委員會(CIE)的CIE1976L*a*b*色度系統(tǒng),借助均勻色的立體表示方法將所有的顏色用L*,a*,b*三個軸的坐標(biāo)來定義。L*,a*,b*不僅可以精確地表示各種色調(diào),它也為兩種色調(diào)之間的差即色差表示帶來了方便,尤其是在研究或測定近似顏色的差別程度時(比如同一原材料不同批次的比較),勻色空間L*a*b*表色系上任意兩點(diǎn)間的距離都可以表示兩個顏色之間的總色差。
CIE1976L*a*b*色差公式比較多應(yīng)用于陶瓷、塑料和紡織品等工業(yè)領(lǐng)域。L*a*b*公式中,L*表示明度,a*表示紅色和綠色的成分,b*表示黃色和藍(lán)色的成分。色差是指用數(shù)值的方式表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別,若兩個顏色都是按照L*a*b*標(biāo)定的,則兩者的總色差以及各單項色差可用下列公式計算。
明度差:
色度差:
總色差:
彩度差:
色相角差:
色相差:
在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7921《均勻色空間和色差公式》中,把色相角、色相角差、色相差分別稱為色調(diào)角、色調(diào)角差、色調(diào)差。計算色差時,可以把其中的任意一個作為標(biāo)準(zhǔn)色,則另外一個就是樣品色。計算結(jié)果出現(xiàn)正、負(fù)值,其意義如下(假設(shè)1為樣品色,2為標(biāo)準(zhǔn)色):
△L*=L*1-L*2>0,表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色淺,明度高;若△Lb*<0,說明樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色深,明度低。
△a*=a*1-a*2>0,表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色偏紅;若△a*<0,說明樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色偏綠。
△b*=b*1-b*2>0,表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色偏黃;若△b*<0,說明樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色偏藍(lán)。
△C*ab=C*ab,1-C*ab,2>0,表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色彩度高,含“白光”或“灰分”較少;若△C*ab<0,說明樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色彩度低,含“白光”或“灰分”較多。
△h*ab=h*ab,1-h*ab,2>0,表示樣品色位于標(biāo)準(zhǔn)色的逆時針方向上;h*ab<0,說明樣品色位于標(biāo)準(zhǔn)色的順時針方向上。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)色所處的位置,就可以判斷樣品色是偏綠還是偏黃。
色差儀色調(diào)角h*ab和色調(diào)差△H*ab的區(qū)別:
根據(jù)CIELAB計算公式得到L*、a*、b*值,一組L*、a*、b*數(shù)據(jù)對應(yīng)CIELAB色空間中的一個點(diǎn),為了表述任意2種顏色在色空間的相對位置,引入了飽和度C*ab、色調(diào)角hab和色調(diào)差△H*ab。
CIEL*a*b*(CIELAB)色空間方程如下式所示。
經(jīng)過換算后得到下式:
式中,X、Y、Z——物體的三刺激值,無單位;Xn、Yn、Zn——參比白色的三刺激值,無單位;L*——明度,無單位;a*、b*——色度坐標(biāo),無單位;C*ab——飽和度,無單位;hab——色調(diào)角,(°);△E*ab——色差值,無單位;△H*ab——色調(diào)差,無單位;C*S——標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度,無單位;C*B——批次樣的飽和度,無單位。
因此,色調(diào)角的寫法是hab取值范圍為0°~360°;色調(diào)差的寫法是△H*ab,單獨(dú)的H*是不存在的。色調(diào)差△H*ab;可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度C*S、批次樣的飽和度C*B以及色調(diào)角差△hab快速計算出來。
色差儀Lab和L*a*b*的區(qū)別:
Lab指的是Hunter Lab,它是建立在顏色對立理論基礎(chǔ)上的三維直角坐標(biāo)系,是不帶星號的。CIEL*a*b*(CIELAB)是慣常用來描述人眼可見的所有顏色的最完備的色彩模型。L、a和b后面的星號(*)是全名的一部分,因為它們表示L*、a*和b*,不同于L、a和b。這2種表色系統(tǒng)都是建立在顏色對立理論基礎(chǔ)上的,應(yīng)用都比較廣泛,區(qū)分這2種表色系統(tǒng)還是很有必要的。
Hunter Lab和CIELAB顏色體系的計算公式不同,雖然都是由X、Y、Z經(jīng)數(shù)學(xué)計算而來,但是色度量的取值不同。比如同樣是瓷磚的顏色——黃色,Hunter Lab體系的顏色參數(shù)值為L=61.42,a=+18.11,b=+32.23,而CIELAB體系的顏色參數(shù)值則分別為L*=67.81,a*=+19.56,b*=+58.16。
2個色度空間與視覺感官的均勻性都存在差異。比如雖然CIELAB色空間是 CIE 推薦的均勻顏色空間,而實際上CIELAB空間對于人眼的色彩感覺來說也還是不均勻的。在該空間的某個區(qū)域(如紅色區(qū)域)取2個色樣點(diǎn)與另一區(qū)域(如綠色區(qū)域)同等距離的2個色樣點(diǎn)作比較,會發(fā)現(xiàn)在紅色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別和綠色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別不一樣,即在不同顏色區(qū)域,色彩的寬容量數(shù)值是不相等的。HunterLab和CIELAB的色空間示意圖如下圖所示。
色差儀L*a*b*值的作用:
1.判斷顏色偏色情況
通過色差儀測量的色差值可以準(zhǔn)確地判斷批次樣和標(biāo)準(zhǔn)樣產(chǎn)生的色相的差異方向,即與標(biāo)準(zhǔn)樣相比,批次樣是偏紅、偏藍(lán)、偏黃、偏綠等。
2.為目視評定提供參考依據(jù)
通過色差儀測量的色差值,可以給出在不同照明體條件下的條件等色指數(shù),避免了在視覺判定時,由于判定條件的不穩(wěn)定而產(chǎn)生誤差。
3.判斷產(chǎn)品是否合格
通過色差儀測得的總色差,從而判斷生產(chǎn)出來的批次樣是否符合客戶要求。做出這一判斷的依據(jù),一是測得的標(biāo)準(zhǔn)樣和生產(chǎn)的批次樣之間的總色差△E的大小。再就是參照客戶對色差大小要求的尺度以及在顏色評價時的照明光源和觀測條件,對生產(chǎn)樣在顏色方面是否符合客戶要求做出比較準(zhǔn)確的判定。
4.對顏色差異進(jìn)行修正
色差儀在給出總色差的同時,還可以給出分量色差值△L*、△a*、△b*、△C*、△H*和不同照明體下的條件等色指數(shù)。從分量色差值,我們可以清楚地看出引起色差的主要因素是明度、飽和度還是色相。從而為批次樣顏色的修正指出方向。