第3章--色差、色深与白度

第三章色差、色深与白度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：CIELABCIELUVFMC－ⅡHunterCMC（l:c)CIE94CIEDE2000第一节色差及其应用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。色差评价亮度差**spstd*LLLsp－试样std－标样*L正值，样品比标样亮些负值，样品比标样暗些饱和度差***cspstdCCC*cC正值，表示样品比标样鲜艳些负值，表示样品的鲜艳度比标样差些（一）CIELAB色差公式一、色差公式色度差1222*****spstdspstdabCaabb总色差21222****baLEab色调差212*22***abababCLEH（二）JPC79色差公式R.McDonald于1980年提出，以使用55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，建立在ANLAB色空间上。首次对三项分色差引入了调整参数Lt、Ct和Ht，表示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Lt、Ct和Ht。这使得ΔE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。2221/2(79)ttt[(/)(/)(/)]JPCELLCCHHΔL：由ANLAB色差公式计算得到的明度差；ΔH：由ANLAB色差公式计算得到的色相差；ΔC：由ANLAB色差公式计算得到的饱和度差。Lt=0.08195L/(1+0.01765L)Ct=0.0638C/(1+0.0131C)+0.638Ht=T·Ct，若C0.638，则T=1；若C≥0.638,h≤164°或h≥345°，则T=0.36+｜0.4cos(h+35)｜当164°h345°时，T=0.56+｜0.2cos(h+168)｜（三）CMC（l:c）色差公式212*2*2*HabCabLabcmcSHcSClSLE16511.01601765.01040975.0****stdabstdabstdabstdabLLLLLS，，，，638.00131.010638.0**stdabstdabCCCS，，1HCSSTff214*4*1900stdabstdabCCf，，**0.360.4cos35164345abstdabstdThh，，（），**0.560.2cos168164345abstdabstdThh，，（），*stdabC，*abstdh，标准样品和试样的色度参数，都可以由CIELAB色差公式计算得到。*abL*abC*abH*stdabL，在对色差的感知性进行评价时，推荐采用l︰c=1︰1一般在涂料、塑料行业，推荐采用l︰c=1︰1在对色差的可接受性进行评价时，推荐采用l︰c=2︰1在纺织印染等行业对产品质量进行控制，大多推荐采用l︰c=2︰1l:明度权重因子c:彩度权重因子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。（四）BFD(l:c)色差公式M.R.Luo和B.Rigg于1987年提出BFD色差公式。BFD色差公式与CMC(l:c)色差公式的主要变化：1．在计算公式中使用了RT(ΔC*/DC)(ΔH*/DH)项2．用一个新的明度坐标LBFD取代CIEL*a*b*色空间中的L*1/2222****/////BFDCHHELlCcDHDRCDHDBFDTCDC=0.035C*/(1+0.00365C*)+0.521DH=DC(GT+1-G)G={(C*)4/[(C*)4+14000]}1/2T=-0.627+0.055cos(h-254)-0.04cos(2h-136)+0.07cos(3h-32)+0.049cos(4h+114)-0.015cos(5h-103)RT=RHRCRH=0.26cos(h-308)-0.379cos(2h-160)-0.636cos(3h+254)+0.226cos(4h+140)-0.194cos(5h+280)RC={(C*)6/[(C*)6+7×107]}1/2LBFD=54.6lg(Y+1.5)-9.6用于判断产品合格与否时，推荐使用l:c=1.5:11/2222****94ababLLCCHHCHLEkSkSkS***ababHCL、、由CIELAB色差公式计算得到HCLkkk、、参数因子（通常为常数）如果色差刺激符合参照条件，则1HCLkkk对于纺织行业，建议采用21LHCkkk，*,10.045CabxSC*,10.015HabxSC1LS（五）CIE94色差公式照明光源：模拟D65相对光谱功率分布的光源。照度：10001x观察者：具有正常色觉。背景：具有中等明度(L*=50)的均匀灰色。观察模式：物体色。色样大小：大于4o视场。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。色样的色差幅度：0至5个CIELAB色差单位。色样表面结构：颜色均匀单一，无可见的花纹或不均匀性。参照条件a.总色差ΔV=kE-1ΔEoo0.522200'''''TLLCCHHCCHHLCHCHERkSkSkSkSkS（六）CIEDE2000色差公式V：被知觉的色差E00：CIEDE2000总色差，kE-1称为总色差视觉敏感度(对于一般的工业色差评估，可以直接用总色差E00表示被知觉的色差)。L´、C´、H´：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）SL、SC、SH：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偏转。1.明度差、彩度差、色调差的计算ΔL´=Lsp´-Lstd´ΔC´=Csp´-Cstd´ΔH´=2(Csp´Cstd´)0.5sin(Δh´/2)其中Δh´=hsp´-hstd´;L´=L*,a´=a*(1+G)b´=b*C´=(a´2+b´2)0.5h´=tan-1(b´/a´)0.57*7*70.5*125ababCGCΔh´≠270oΔh´=-90ohsp´=300ohstd´=30o注意:极坐标L´、C´、H´色差试样L´=71.9C´=58.9h´=80.0º标样L´=69.7C´=61.8h´=78.5º色差L´=+2.2=-2.9H´=+2.0C´2.权重函数220.5CH0.015('50)1[20('50)]10.045'10.015'1-0.17cos('30)0.24cos(2')0.32(3'6)0.2cos(4'63)LoooLSLSCSCTThhhh其中,,表示它们的算术平均值。'h'L'Ch´=345ohsp´=300ohstd´=30oh´≠165o注意:3.旋转函数20.57C77sin(2)'27530exp25'2'25TCoooRRhCRC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。二、色差的描述在测色配色系统的色差检测结果中，除总色差外，还应考虑分色差的数值，以了解色样的深浅、艳暗、色调在总色差中占的比重，以哪些偏差为主。采用ΔC和ΔH组合或Δa和Δb组合来评价产品的色光特性（艳度，色相）。ΔC和ΔH组合较适合饱和度较高（色相角h可作为特征值）的样品颜色的判定。Δa和Δb组合在饱和度较低的样品的色光评定中效果较好，如黑，灰，棕等，这些颜色难以将色相角h作为特征值。标样位置正负色调偏差标样位置正负色调偏差第Ⅰ象限Δa0偏红第Ⅲ象限Δa0不够绿Δa0不够红Δa0偏绿Δb0偏黄Δb0不够蓝Δb0不够黄Δb0偏蓝第Ⅱ象限Δa0不够绿第Ⅳ象限Δa0偏红Δa0偏绿Δa0不够红Δb0偏黄Δb0不够蓝Δb0不够黄Δb0偏蓝色调偏差的含义照明体色差公式D65AF2F7F11CIELAB2.4712.2192.2202.3222.072CMC(2︰1)2.3302.4922.2132.1502.045CMC(1︰1)2.3352.4962.2242.1852.060光源对色差的影响三、残余色差(residuldifference)亦称模拟等深色差。指将深度有差异的两块样品，按照一定的关系，计算出深度一致时的色差。当明度改变时，颜色的色相和饱和度也有不同程度的变化。处理方法：先作等深处理，再求色差。,,//tKSKSS实际等深212]/2/[/1SKSKSKR据kubelka-munk函数和K/S值与染料用量间的比例关系，计算调整到深度相等时试样的K/S值：St：试样深度与标样深度的比值；以这组反射率数据，得出和标样等深的“虚拟”的染样按指定的色差公式计算试样的残余色差。再按下式反推出等深试样在波长λ处的反射率值：四、色差应用（一）产品的合格判定1．基于ΔL，Δa，Δb容差系统的评判在标样的周围分别对ΔL，Δa，Δb设定相应的界限，形成一个长方体的“盒子”。区域内的试样被认为合格。区域外为不合格。标样L*a*b*软件处理：把三维的坐标系统拆分为一个二维和一个一维的系统，坐标轴为ΔL，Δa和Δb。Δa—Δb平面上的白色矩形表示在色相和饱和度方面的合格范围。ΔL轴上的上下两根白线表示明度方面的容差。2．基于ΔL、ΔC、ΔH容差系统的评判以ΔL、ΔC、ΔH来定义容差椭圆宽容度的范围3．基于CIELAB的ΔE容差系统的评判试样1和试样2，与标样的ΔL，Δa相同，只有Δb正负号相反，从图中可看出试样2由于有较大的色相偏差，目测为不可接受。4．基于CMC色差公式容差系统的评判设定商业系数(commercialfactor简写为cf)界限值后，如果计算出的DECMC大于此界限值，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（二）趋势图生产厂提供一些用于判断不同批次间的偏差是否在允许范围内的必要的信息。有助于分析生产工艺是否处于正常状态。图中超出上下限的样品，虽对于标样是合格，但因它们的批次间色差过大，所以同样被判为不合格。（三）色光分类利用色差公式中的分色差来控制颜色产品质量。人眼对分色差的色相变化最敏感，其次是饱和度，最后才是明度。根据人眼对三个分色差不同的敏感程度和所能感受的变化量，对染品进行分类时，三个参数的分类等级界限值通常控制为：ΔL=0.8、ΔC=0.4、ΔH=0.2。（四）色牢度仪器评级ababhCL,,****,,ababLCH1．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进行测量，计算转换成相应的灰卡级数222/1222*10002011000101MKFMKFFFFCCCCHHHCLEFEGS用计算出的确定颜色改变的灰卡级数4.37.15FFEEGS10105lg0.85lg23.4FFGSEE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CIELAB色空间的