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簡單介紹手持式、臺式、便攜式色差儀(色差計)的設計原理及公式

2013-05-11

簡單介紹手持式、臺式、便攜式色差儀(色差計)的設計原理及公式 
 

        從一開始研究色彩學,人們為了使色彩設計和復制更精確、更完美,為色彩的轉換和校正制定合適的調整尺度或比例,減少由于空間的不均勻而帶來的復制誤差,在不斷尋找一種均勻的色彩空間,這種色彩空間,在不同位置,不同方向上相等的幾何距離在視覺上有對應相等的色差,把易測的空間距離作為色彩感覺差別量的度量。若能得到一種均勻顏色空間,那么色彩復制技術就會有更大進步,顏色匹配和色彩復制的準確性就得到加強。

        從CIE1931RGB系統到CIE1931XYZ系統,再到CIE1960UCS系統,再到CIE1976LAB系統,一直都在向"均勻化"方向發展。CIE1931XYZ顏色空間只是采用簡單的數學比例方法,描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關系;CIE1960UCS顏色空間將1931xy色度圖作了線形變換,從而使顏色空間的均勻性得到了改善,但亮度因數沒有均勻化。

        為了進一步改進和統一顏色評價的方法,1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關色差公式,即CIE1976LAB(或Lab)系統,現在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測色標準。它適用于一切光源色或物體色的表示與計算。

         CIE1976Lab空間由CIEXYZ系統通過數學方法轉換得到,轉換公式為:

         其中X、Y、Z是物體的三刺激值;X0、Y0、Z0為CIE標準照明體的三刺激值;L表示心理明度;a、b為心理色度。

        從上式轉換中可以看出:由X、Y、Z變換為L、a、b時包含有立方根的函數變換,經過這非線形變換后,原來的馬蹄形光譜軌跡不復保持。轉換后的空間用笛卡兒直角坐標體系來表示,形成了對立色坐標表述的心理顏色空間,如圖5-43所示。在這一坐標系統中,+a表示紅色,-a表示綠色,+b表示黃色,-b表示藍色,顏色的明度由L的百分數來表示。 

         色差是指用數值的方法表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別。若兩個色樣樣品都按L、a、b標定顏色,則兩者之間的總色差△Eab以及各項單項色差可用下列公式計算:

    明度差: △L=L1-L2
    色度差: △a=a1-a2
    總色差: △b=b1-b2

計算舉例:在2°標準觀察者和C光源的照明條件下,測得用黃色油墨印制的三個樣品的色度坐標為:

    No1: Y=71.79, x=0.4210, y=0.4788
    No2: Y=70.67, x=0.4321, y=0.4889
    No3: Y=67.95, x=0.4441, y=0.4947
    C光源:Y0=100, x0=0.3101, y0=0.3162

下面再按式(5-17)進行計算L,a,b。首先根據式(5-14)求各樣品色的三刺激值        

     由此得到:

      No1: Y1=71.79, X1=63.13, Z1=15.02
      No2: Y2=70.60, X2=62.46, Z2=11.43
      No3: Y3=67.95, X3=61.00, Z3=8.40

      C光源:Y0=100, X0=98.07, Z0=118.22

        1、手持式色差儀——又稱色彩色差計,能直接讀取數據,不能連電腦,不帶軟件。使用方便、價格便宜,但精度較低。在顏色管理的一般領域使用廣泛。   
        2、便攜式色差儀——又稱便攜式分光測色儀,能直接讀取數據外,還能連電腦,帶軟件。體積較小,便于攜帶,精度較高,價格適中。   
        3、臺式色差儀——又稱臺式分光測色配色儀,有讀數窗口,連電腦時使用測色、配色軟件,具有高精度的測色和配色功能,體積較大,性能穩定,價格較高

 

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