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      色差儀使用過程中極易混淆的幾個常規參數

      時間:2024-02-21 點擊:182次

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

      色差儀

      測量模式——SCI和SCE:

      特別注意,只有積分球才會區分鏡面光澤包含和鏡面光澤排除,這是很多初學者經常容易忽略的概念。當人們在觀察光澤樣品時,他們總是旋轉樣品以消除鏡面反射,從而能看到樣品的真實顏色。因此,光澤排除的積分球應運而生。測色時除去光鏡面反射,得到的結果與目視測量有更好的一致性。它的原理是在積分球上開一個孔,該孔放在鏡面反射的方向,可根據測量需要,分別將與球的內壁相同的材料或黑色光阱放在鏡面開孔處,這樣就可將鏡面反射光包含在測量中,也可以將鏡面反射光從測量中除去??s寫形式“SCI”(Specular Component Included)用于表示包含鏡面光澤的積分球測量,而“SCE”(Specular Component Excluded)用于表示排除鏡面光澤的積分球測量。測色時最好指明使用的是哪種模式。

      包含鏡面光澤的測量方法,可以把樣品表面的影響降至最低,特別適合顏色質量監控和計算機配色,反映的是樣品材質的顏色,與樣品表面條件無關;而排除鏡面光澤的測量方法,所測量的結果和肉眼觀察的比較相似,考察了樣品表面狀態和紋理的影響。這2種模式被廣泛應用在材料性能測試過程中。


      顏色空間——Lab和L*a*b*:

      Lab指的是Hunter Lab,它是建立在顏色對立理論基礎上的三維直角坐標系,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種表色系統都是建立在顏色對立理論基礎上的,應用都比較廣泛,區分這2種表色系統還是很有必要的。

      Hunter Lab和CIELAB顏色體系的計算公式不同,雖然都是由X、Y、Z經數學計算而來,但是色度量的取值不同。比如同樣是瓷磚的顏色——黃色,Hunter Lab體系的顏色參數值為L=61.42,a=+18.11,b=+32.23,而CIELAB體系的顏色參數值則分別為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。在該空間的某個區域(如紅色區域)取2個色樣點與另一區域(如綠色區域)同等距離的2個色樣點作比較,會發現在紅色區域的2個色樣的視感覺差別和綠色區域的2個色樣的視感覺差別不一樣,即在不同顏色區域,色彩的寬容量數值是不相等的。HunterLab和CIELAB的色空間示意圖如下圖所示。

      HunterLab色空間和CIELAB色空間


      色調角和色調差——hab和△H*ab:

      根據CIELAB計算公式得到L*、a*、b*值,一組L*、a*、b*數據對應CIELAB色空間中的一個點,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、色調角hab和色調差△H*ab。

      CIEL*a*b*(CIELAB)色空間方程如下式所示。

      CIELAB色空間方程

      經過換算后得到下式:

      色調差△H計算式

      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,無單位;C*ab——飽和度,無單位;hab——色調角,(°);△E*ab——色差值,無單位;△H*ab——色調差,無單位;C*S——標準樣的飽和度,無單位;C*B——批次樣的飽和度,無單位。

      因此,色調角的寫法是hab取值范圍為0°~360°;色調差的寫法是△H*ab,單獨的H*是不存在的。色調差△H*ab;可以通過標準樣的飽和度C*S、批次樣的飽和度C*B以及色調角差△hab快速計算出來。


      觀察者角度——2°和10°:

      標準觀察者是一個專有名詞,了解顏色體系的發展過程,就不難理解2°標準觀察者和10°標準觀察者(以下簡稱觀察者)。2°觀察者和10°觀察者的實質是一組標準觀察者的配色函數。這組配色函數是通過一些正常色觀察者統計得出的,它與人眼的結構相關。

      2°觀察者的配色函數是1931年建立起來的,而10°觀察者的配色函數是1964年在2°觀察者的統計數據的基礎上發展起來的,10°觀察者的視場包含了2°觀察者的視場。10°觀察者具有更為嚴密的統計基礎,因為它是建立在更多位正常色觀察者的統計數據基礎之上的。

      CIE1931-XYZ標準觀察者的各個參數,都是適用于 2°視場的中央觀察條件(適用10-4°視場),此視場角下觀察物體,主要是人眼的中央凹椎體細胞起作用。故小于 1°的極小視場的顏色觀察和大于40的視場顏色觀察條件,CIE1931-XYZ標準色度觀察者不適用。因此,為了適應大視場的顏色觀察,人們在大量實驗的基礎上,又建立了“CIE1964-XYZ 色度學系統”。

      在“CIE1964-XYZ補色色度學系統”中觀察被測物體,既覆蓋了視網膜中心的椎體細胞,也覆蓋了視網膜中央凹周圍的桿體細胞,它適合于10°大視場。人的眼睛在2°的視場條件下,識別物體顏色的能力較低,在10°的視場條件下,判斷顏色的精度和重現性較高。目前顏色測量大多采用,10°的視場。

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