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色差儀使用過(guò)程中極易混淆的幾個(gè)常規(guī)參數(shù)

時(shí)間:2024-02-21 點(diǎn)擊:280次

色差儀在使用的過(guò)程中,會(huì)涉及到各種各樣的色度參數(shù),例如顏色測(cè)量模式SCI和SCE、顏色空間Lab和L*a*b*等,對(duì)于這些參數(shù)的概念,許多的用戶在使用的過(guò)程中不是很了解。本文對(duì)色差儀使用過(guò)程中極易混淆的幾個(gè)參數(shù)做了詳細(xì)的介紹,感興趣的朋友可以了解一下!

色差儀

測(cè)量模式——SCI和SCE:

特別注意,只有積分球才會(huì)區(qū)分鏡面光澤包含和鏡面光澤排除,這是很多初學(xué)者經(jīng)常容易忽略的概念。當(dāng)人們?cè)谟^察光澤樣品時(shí),他們總是旋轉(zhuǎn)樣品以消除鏡面反射,從而能看到樣品的真實(shí)顏色。因此,光澤排除的積分球應(yīng)運(yùn)而生。測(cè)色時(shí)除去光鏡面反射,得到的結(jié)果與目視測(cè)量有更好的一致性。它的原理是在積分球上開(kāi)一個(gè)孔,該孔放在鏡面反射的方向,可根據(jù)測(cè)量需要,分別將與球的內(nèi)壁相同的材料或黑色光阱放在鏡面開(kāi)孔處,這樣就可將鏡面反射光包含在測(cè)量中,也可以將鏡面反射光從測(cè)量中除去??s寫形式“SCI”(Specular Component Included)用于表示包含鏡面光澤的積分球測(cè)量,而“SCE”(Specular Component Excluded)用于表示排除鏡面光澤的積分球測(cè)量。測(cè)色時(shí)最好指明使用的是哪種模式。

包含鏡面光澤的測(cè)量方法,可以把樣品表面的影響降至最低,特別適合顏色質(zhì)量監(jiān)控和計(jì)算機(jī)配色,反映的是樣品材質(zhì)的顏色,與樣品表面條件無(wú)關(guān);而排除鏡面光澤的測(cè)量方法,所測(cè)量的結(jié)果和肉眼觀察的比較相似,考察了樣品表面狀態(tài)和紋理的影響。這2種模式被廣泛應(yīng)用在材料性能測(cè)試過(guò)程中。


顏色空間——Lab和L*a*b*:

Lab指的是Hunter Lab,它是建立在顏色對(duì)立理論基礎(chǔ)上的三維直角坐標(biāo)系,是不帶星號(hào)的。CIEL*a*b*(CIELAB)是慣常用來(lái)描述人眼可見(jiàn)的所有顏色的最完備的色彩模型。L、a和b后面的星號(hào)(*)是全名的一部分,因?yàn)樗鼈儽硎綥*、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(duì)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(jì)算公式不同,雖然都是由X、Y、Z經(jīng)數(shù)學(xué)計(jì)算而來(lái),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(zhǎng)=61.42,a=+18.11,b=+32.23,而CIELAB體系的顏色參數(shù)值則分別為L(zhǎng)*=67.81,a*=+19.56,b*=+58.16。

2個(gè)色度空間與視覺(jué)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(shí)際上CIELAB空間對(duì)于人眼的色彩感覺(jué)來(lái)說(shuō)也還是不均勻的。在該空間的某個(gè)區(qū)域(如紅色區(qū)域)取2個(gè)色樣點(diǎn)與另一區(qū)域(如綠色區(qū)域)同等距離的2個(gè)色樣點(diǎn)作比較,會(huì)發(fā)現(xiàn)在紅色區(qū)域的2個(gè)色樣的視感覺(jué)差別和綠色區(qū)域的2個(gè)色樣的視感覺(jué)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。

HunterLab色空間和CIELAB色空間


色調(diào)角和色調(diào)差——hab和△H*ab:

根據(jù)CIELAB計(jì)算公式得到L*、a*、b*值,一組L*、a*、b*數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)CIELAB色空間中的一個(gè)點(diǎn),為了表述任意2種顏色在色空間的相對(duì)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。

CIELAB色空間方程

經(jīng)過(guò)換算后得到下式:

色調(diào)差△H計(jì)算式

式中,X、Y、Z——物體的三刺激值,無(wú)單位;Xn、Yn、Zn——參比白色的三刺激值,無(wú)單位;L*——明度,無(wú)單位;a*、b*——色度坐標(biāo),無(wú)單位;C*ab——飽和度,無(wú)單位;hab——色調(diào)角,(°);△E*ab——色差值,無(wú)單位;△H*ab——色調(diào)差,無(wú)單位;C*S——標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度,無(wú)單位;C*B——批次樣的飽和度,無(wú)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(guò)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(jì)算出來(lái)。


觀察者角度——2°和10°:

標(biāo)準(zhǔn)觀察者是一個(gè)專有名詞,了解顏色體系的發(fā)展過(guò)程,就不難理解2°標(biāo)準(zhǔn)觀察者和10°標(biāo)準(zhǔn)觀察者(以下簡(jiǎn)稱觀察者)。2°觀察者和10°觀察者的實(shí)質(zhì)是一組標(biāo)準(zhǔn)觀察者的配色函數(shù)。這組配色函數(shù)是通過(guò)一些正常色觀察者統(tǒng)計(jì)得出的,它與人眼的結(jié)構(gòu)相關(guān)。

2°觀察者的配色函數(shù)是1931年建立起來(lái)的,而10°觀察者的配色函數(shù)是1964年在2°觀察者的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,10°觀察者的視場(chǎng)包含了2°觀察者的視場(chǎng)。10°觀察者具有更為嚴(yán)密的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ),因?yàn)樗墙⒃诟辔徽I^察者的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的。

CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)觀察者的各個(gè)參數(shù),都是適用于 2°視場(chǎng)的中央觀察條件(適用10-4°視場(chǎng)),此視場(chǎng)角下觀察物體,主要是人眼的中央凹椎體細(xì)胞起作用。故小于 1°的極小視場(chǎng)的顏色觀察和大于40的視場(chǎng)顏色觀察條件,CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者不適用。因此,為了適應(yīng)大視場(chǎng)的顏色觀察,人們?cè)诖罅繉?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又建立了“CIE1964-XYZ 色度學(xué)系統(tǒng)”。

在“CIE1964-XYZ補(bǔ)色色度學(xué)系統(tǒng)”中觀察被測(cè)物體,既覆蓋了視網(wǎng)膜中心的椎體細(xì)胞,也覆蓋了視網(wǎng)膜中央凹周圍的桿體細(xì)胞,它適合于10°大視場(chǎng)。人的眼睛在2°的視場(chǎng)條件下,識(shí)別物體顏色的能力較低,在10°的視場(chǎng)條件下,判斷顏色的精度和重現(xiàn)性較高。目前顏色測(cè)量大多采用,10°的視場(chǎng)。

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