色差儀作為光電儀器，可以用光電測定的方法，迅速、準(zhǔn)確、方便地測出各種試樣被測位置的顏色，并且通過計算機(jī)直接換算成特定顏色空間下的色度值，對顏色進(jìn)行數(shù)值化表示的同時，還可以給出顏色之間的差異值。本文對色差儀通用顏色空間及該顏色空間下的色差計算式做了介紹。

色差儀通用顏色空間介紹：

顏色是一門很復(fù)雜的學(xué)科，它涉及到物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)和材料學(xué)等多種學(xué)科。顏色是人的大腦對物體的一種主觀感覺，用數(shù)學(xué)方法來描述這種感覺是一件很困難的事?，F(xiàn)在已有很多有關(guān)顏色的理論、測量技術(shù)和顏色標(biāo)準(zhǔn)，目前常用的色澤表示方法主要有孟賽爾顏色體系、自然色彩系統(tǒng)（NCS）以及國際照明委員會（CIE）的顏色空間等。

CIE一直以來不斷地推薦新的顏色空間及其有關(guān)色差公式，以期能達(dá)到色差計算值與目測結(jié)果一致的目的，從而對工業(yè)生產(chǎn)過程中的顏色質(zhì)量進(jìn)行控制和指導(dǎo)，其中較常用的方法有CIEXYZ顏色空間和CIEL*a*b*色空間法。CIEXYZ顏色空間只是采用簡單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)系，而CIEL*a*b*色空間法則是由CIEXYZ顏色空間經(jīng)過非線性變換得到，使顏色空間的均勻性得到了改善，現(xiàn)在已被世界各國正式采納、作為國際通用的測色標(biāo)準(zhǔn)，適用于一切光源色或物體色的表示與計算。

色差儀通用顏色空間下的色差計算式：

CIEL*a*b*色空間法的L*、a*、b*值可經(jīng)過CIEXYZ顏色空間的三刺激值X、Y、Z非線性轉(zhuǎn)換得到，其中L*表示明度，L*=0表示黑色，L*=100表示白色，a*、b*為色度坐標(biāo)，組成的色度平面是一個圓，表示不同的色彩方向。a*表示紅一綠方向，+a*方向越向圓周，顏色越接近純紅色，-a*方向越向外，顏色越接近純綠色。b*表示黃一藍(lán)方向，+b*方向是黃色增加，-b*方向藍(lán)色增加。X、Y、Z與L*、a*、b*對應(yīng)的變換關(guān)系為：

L*=116Y*-16

a*=500（X*-Y*）

b*=200（Y*-Z*）

當(dāng)X/Xn＞0.008 856時：

X*=（X/Xn）^1/3

Y*=（Y/Yn）^1/3

Z*=（Z/Zn）^1/3

當(dāng)X/Xn＜0.008856時：

X*=0.787X/Xn+0.138

Y*=0.787Y/Yn+0.138

Z*=0.787Z/Zn+0.138

式中，X，Y，Z為顏色三刺激值；Xn、Yn、Zn為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體照射在完全漫反射體上，經(jīng)反射到觀察者眼中的三刺激值。對于標(biāo)準(zhǔn)D65光源，Xn、Yn、Zn分別取95.017、100、108.813。

2個按L*、a*、b*標(biāo)定的顏色，兩者之間的總體色差可用△E表示：

式中，△L*=L1-L2；△a*=a1-a2；△b*=b1-b2。

當(dāng)△L*＞0時，說明測試樣比參考樣淺，明度高，反之則低；當(dāng)△a*＞0時，說明測試樣比參考樣偏紅，反之則偏綠；當(dāng)△b*＞0時，說明測試樣比參考樣偏黃，反之則偏藍(lán)?！鱁越大則表示所測樣品與參照樣的顏色差異越大。

色差△E的單位為NBS（National Bureau of Standards Unit，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局縮寫，△E=1即稱為1個NBS色差單位），1個NBS單位相當(dāng)于視覺識別閾值的5倍，表示一般目光能辨別的很微小顏色間的差別。下表列出了色差NBS單位與視覺感受值的對應(yīng)關(guān)系。

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