1、目录色差及色差公式色差公式的发展色差公式的发展色差公式的应用色差公式的应用发展趋势发展趋势色差及色差公式 色差：用数据来描述颜色的差别。目前相对比较经典和使用较广泛的色差公式主要有： CIELABHunterCIE94CIELUVCMC(l:c)CIEDE2000FMC色差评价 可感知性（可察觉性）评价：指观察者能够看得到的颜色差别。 除与观察者的视觉辨别阈值有关外，还与观察者的心理、生理等因素有关。 可接受性，是指观察者能否接受被观察颜色的差别。 除了与观察者的主观意识、生活习惯有关外，还与产品的技术指标有很大的关系。 纺织行业采用的色差公式不同的色差公式也存在着各自的优缺点目前而言，在多数
2、情况下CIEDE2000是最优的色差公式。印染行业，普遍采用CMC色差公式。涂料行业，普遍使用CIELAB色差公式。织物配色效果的评价中，最常用的色差公式为CIELAB。基于图像的纺织领域，CIE94色差公式的效果更佳。色差公式存在的问题 CIEDE2000色差公式需要就观察条件的不同而制定不同的参数因子，所以基于不同观测条件下参数因子的选择仍需要进一步的深入研究。 CIELAB颜色空间仍是不均匀的颜色空间，最为先进的CIEDE2000也无法做到使得色差值与视觉观测效果完全一致，故在实际应用中，仍需重新修正。色差公式的发展 在1976年之前，有超过20个独立的色差公式派生出来。 它们可以被归纳
3、为3类：基于麦克亚当椭圆的，基于孟塞尔新标的，以及从CIE三刺激值颜色空间转换过来的。FMC2 ANLAB Hunter LABFMC2 ANLAB Hunter LAB色差公式的发展 1976年后，进行了一系列的关于颜色辨别的实验。提出了一些更为先进的色差公式。CMC(kL:kC) BFD(kL:kC) CMC(kL:kC) BFD(kL:kC) CIE94 LCDCIE94 LCD色差公式的发展 最终，提出CIEDE2000CIEDE2000色差公式。 这些较先进的公式都有一个共同的特征：它们都是CIELAB的改进版，并没有和自己相关的颜色空间。亮度差亮度差 *spstd*LLLsp试样试
4、样 std标样标样 *L正值，样品比正值，样品比标样亮些标样亮些负值，样品负值，样品比标样暗些比标样暗些 饱和度差饱和度差 *cspstdCCC *cC正值，表示样品正值，表示样品比标样鲜艳些比标样鲜艳些 负值，表示样品的鲜负值，表示样品的鲜艳度比标样差些艳度比标样差些 色度差色度差 1222*spstdspstdabCaabb总色差总色差 21222*baLEab色调差色调差 212*22*abababCLEHR. McDonald于于1980年提出，年提出， 以使用以使用55种颜色的种颜色的640对染色样品进行的色差宽容度试验结果为基础，对染色样品进行的色差宽容度试验结果为基础，建立在建立
5、在ANLAB色空间上。色空间上。首次对三项分色差引入了调整参数首次对三项分色差引入了调整参数Lt、Ct和和Ht，表示，表示以标样为中心的一个椭球代表颜色宽容度的范围，其以标样为中心的一个椭球代表颜色宽容度的范围，其椭球三个半轴的长度分别为椭球三个半轴的长度分别为Lt、Ct和和Ht 。这使得。这使得E可随待评价样品的颜色特性而改变，以改善与目视评可随待评价样品的颜色特性而改变，以改善与目视评价的一致性。价的一致性。 222 1/2(79)ttt(/ )(/ )(/) JPCEL LC CH H L：由由ANLAB色差公式计算得到的明度差；色差公式计算得到的明度差；H：由：由ANLAB色差公式计算
6、得到的色相差；色差公式计算得到的色相差；C：由由ANLAB色差公式计算得到的饱和度差。色差公式计算得到的饱和度差。 Lt = 0.08195 L /(1 + 0.01765 L) Ct = 0.0638 C /(1 + 0.0131 C) + 0.638 Ht = TCt，若，若 C 0.638，则，则 T=1；若若 C 0.638, h 164或或h 345，则则 T= 0.36 +0.4 cos(h+35)当当 164 h 345时，时，T = 0.56 +0.2 cos (h+168) 212*2*2*HabCabLabcmcSHcSClSLE16511. 01601765. 01040
7、975. 0*stdabstdabstdabstdabLLLLLS，638. 00131. 010638. 0*stdabstdabCCCS，1HCSSTff 214*4*1900stdabstdabCCf，*0.360.4cos35164 345abstdabstdThh，（），*0.560.2cos168164 345abstdabstdThh，（），*stdabC，*abstdh，标准样品和试样标准样品和试样的色度参数，都的色度参数，都可以由可以由CIE LAB色差公式计算得色差公式计算得到。到。*abL*abC*abH*stdabL，在对色差的感知性进行评价时，推荐采用在对色差的感知性
8、进行评价时，推荐采用lc=1 1一般在涂料、塑料行业，推荐采用一般在涂料、塑料行业，推荐采用lc=1 1在对色差的可接受性进行评价时，推荐采用在对色差的可接受性进行评价时，推荐采用lc=2 1在纺织印染等行业对产品质量进行控制，在纺织印染等行业对产品质量进行控制，大多推荐采用大多推荐采用lc=2 1l:明度权重因子明度权重因子 c:彩度权重因子彩度权重因子 调节明度和饱和度相对宽容度的两个参数，调节明度和饱和度相对宽容度的两个参数，以适应不同行业对颜色测量的需要。以适应不同行业对颜色测量的需要。1/2222*94 ababLLCCHHCHLEk Sk Sk S*ababHCL、由由CIE LA
9、B色差公式计算得到色差公式计算得到 HCLkkk、参数因子（通常为常数）参数因子（通常为常数）如果色差刺激符合参照条件，则如果色差刺激符合参照条件，则1HCLkkk 对于纺织行业，建议采用对于纺织行业，建议采用21LHCkkk， *,10.045Cab xSC *,10.015Hab xSC 1LS照明光源：模拟照明光源：模拟 D65相对光谱功率分布的光源。相对光谱功率分布的光源。照度：照度：10001x观察者：具有正常色觉。观察者：具有正常色觉。背景：具有中等明度背景：具有中等明度(L* = 50)的均匀灰色。的均匀灰色。观察模式：物体色。观察模式：物体色。色样大小：大于色样大小：大于4o视
10、场。视场。色样间隔：一对色样的两个样品边缘直接接触，色样间隔：一对色样的两个样品边缘直接接触， 使色样对的间距最小。使色样对的间距最小。色样的色差幅度：色样的色差幅度：0 至至5 个个CIELAB色差单位。色差单位。色样表面结构：颜色均匀单一，无可见的花纹色样表面结构：颜色均匀单一，无可见的花纹 或不均匀性。或不均匀性。参照条件参照条件a. 总色差总色差 V = kE-1Eoo0.522200 TLLCCHHCCHHLCHCHERk Sk Sk Sk Sk SCIEDE2000色差公式色差公式 V：被知觉的色差：被知觉的色差 E00：CIE DE2000总色差，总色差，kE -1称为总色差视觉
11、称为总色差视觉敏感度敏感度(对于一般的工业色差评估，可以直接用总色对于一般的工业色差评估，可以直接用总色差差 E00表示被知觉的色差表示被知觉的色差)。 L 、 C 、 H ：明度差、彩度差、色相差：明度差、彩度差、色相差kL，kC、kH：参数因子（与实验条件有关的校正系数）：参数因子（与实验条件有关的校正系数）SL、SC、SH：权重函数，用来校正颜色空间均匀性：权重函数，用来校正颜色空间均匀性RT：旋转函数，校正色空间蓝色区域容差椭圆主轴方向的：旋转函数，校正色空间蓝色区域容差椭圆主轴方向的偏转。偏转。1. 明度差、彩度差、色调差的计算明度差、彩度差、色调差的计算L = Lsp - Lstd
12、 C = Csp - Cstd H = 2(Csp Cstd )0.5 sin(h /2)其中其中 h = hsp - hstd ; L =L* , a = a*( 1+G ) b = b* C = ( a 2 + b 2 )0.5 h = tan-1(b /a )0.57*7*7 0.5* 1 25ababCGCh 270oh =-90ohsp =300ohstd =30o极坐标极坐标 L 、 C 、 H 色差色差L =71.9C =58.9h =80.0L =69.7C =61.8h =78.5L = +2.2 =-2.9H = +2.0C 2. 权重函数权重函数22 0.5CH0.015
13、( 50) 120( 50) 1 0.045 1 0.015 1-0.17cos( 30 )0.24cos(2 )0.32(3 6 )0.2cos(4 63 )LoooLSLSCSC TThhhh 其中其中 , , 表表示示它们的算术平均值。它们的算术平均值。 hLCh =345ohsp =300ohstd =30oh 165o3. 旋转函数旋转函数20.57C77 sin(2 )275 30 exp 25 225TCoooRRhCRC CIEDE2000色差公式中的参数因子kL 、kC、 kH也被用于修正实际观察条件的变化，其使用条件及取值与CIE94色差公式相同 。 （一）产品的合格判定（
14、一）产品的合格判定1基于基于 L，a，b容差系统的评判容差系统的评判在标样的周围分别对在标样的周围分别对 L，a，b设定相应的界限，设定相应的界限，形成一个长方体的形成一个长方体的“盒子盒子”。区域内的试样被认为合格。区域内的试样被认为合格。 区域外区域外为不合格。为不合格。标样L*a*b*2基于基于 L、C、H容差系统的评判容差系统的评判以以L、C、H来定义容差椭圆宽容度的范围来定义容差椭圆宽容度的范围 3基于基于CIELAB 的的E容差系统的评判容差系统的评判试样试样1和试样和试样2，与标样的，与标样的L，a相同，只有相同，只有b正正负号相反，从图中可看出试样负号相反，从图中可看出试样2由
15、于有较大的色相偏由于有较大的色相偏差，目测为不可接受差，目测为不可接受 。4基于基于CMC色差公式容差系统的评判色差公式容差系统的评判设定商业系数设定商业系数(commercial factor 简写为简写为cf)界限值后，如果计算出的界限值后，如果计算出的DECMC大于此界限值，大于此界限值，就判为不合格；如果小于界限值，就判为合格就判为不合格；如果小于界限值，就判为合格 。cf对容差椭球的形状和大小有影响对容差椭球的形状和大小有影响 （二）色牢度评级（二）色牢度评级ababhCL,*,ababLCH1变色牢度的仪器评级变色牢度的仪器评级对经过色牢度试验的试样和未经处理的原样分别对经过色牢度
16、试验的试样和未经处理的原样分别 进行测量，计算进行测量，计算转换成相应的灰卡级数转换成相应的灰卡级数222/1222*10002011000101MKFMKFFFFCCCCHHHCLEFEGS用计算出的用计算出的确定颜色改变的灰卡级数确定颜色改变的灰卡级数4 . 37 . 15FFEEGS10105 lg0.85 lg 23.4FFGSEE 分别测量在色牢度试验中与受试织物相接触的贴衬织分别测量在色牢度试验中与受试织物相接触的贴衬织物和空白试验中的贴衬织物，计算其在物和空白试验中的贴衬织物，计算其在CIELAB色空色空间的间的E*和和L*，转换为沾色的级数转换为沾色的级数SSR 。2沾色牢度的
17、仪器评级沾色牢度的仪器评级*2*20.4GSCIELABEEEL 沾色级数在沾色级数在 14 级级 沾色级数在沾色级数在 45 级级 GSESSRln45. 11 . 6GSESSR23. 05（三）同色异谱评价（三）同色异谱评价 国际照明标准词汇把同色异谱定义为：一对光谱不同的颜色在某一观测条件下拥有相同的三刺激值。 有几个因素会影响同色异谱效应：照明体，观测者，几何条件等。 在很多情况下，在织物印染行业中，使用理想的一系列着色剂来获得光谱匹配的颜色是不可能，故只能配出同色异谱色，同时需降低两样品间的同色异谱程度(同色异谱程度越低，在不同条件下，颜色差异便变化越小)，使配出的颜色同标准样品之
18、间的色差几乎不受条件改变的影响。 同色异谱程度可用同色异谱指数表示。根据国家标准GB/T 7771-2008特殊同色异谱指数的测定 改变照明体计算同色异谱指数来评定织物的同色异谱程度。发展趋势 色差方程式在经历了30年的发展之后，获得了一个较完善的色差公CIEDE2000。然而，关于色差的研究依然在进行中，依然有待解决的问题：1)1)几乎大部分的努力都用在了对CIELAB的改进中，最后获得了CIEDE2000色差公式。为了符合实验得出的数据集，CIEDE2000色差公式包含了对CIELAB的5个改正。同时，派生出一条基于从一独特的颜色视觉理论而来的视觉上均匀分布的颜色空间的色差公式非常具有现实意义。一个基于颜色外观模型如CIECAM02引的均匀的颜色空间，可能是一个理想的解决方案。 2)所有的色差公式只能应用于一个供参考的观测条件，正如CIE确定的那些观测条件。若能派生出一条能把如光源、样品大小、色差程度、背景和亮度水平都纳入考虑的参量化的色差公式就非常实用。 3)几乎所有的色差公式都仅是为了评估大的单件的样品或者曲面的颜色差异嵋，越来越多的实际应用上都需要预测照片化的图像问的颜色差异心。现今的色差公式并没有能把评估这些图片时的立体变化纳入考虑的必需的部件。因此，提出一个能解决这个问题的色差公式是相当急需的。
