CIE負責國際顏色標準的研究開發,其中一個非常重要的任務就是建立色差公式或均勻顏色空間,為顏色復制再現行業提供物體表面顏色判斷的標準,即用一個標準色差公式預測的數值來判斷顏色再現的質量合格與否。本文對色差儀色差公式的類型及CIEDE2000色差公式計算色差的方法做了介紹。
色差公式的類型:
隨著顏色空間理論被不斷的提出,在不同顏色空間體系中,相對應的色差公式也被不斷的提出,如CIELUV色差公式、CIELAB色差公式、FCM色差公式、CIE94色差公式以及CIEDE2000色差公式等。這些色差公式都是在大量的實驗數據中建立形成的,它們在不同的領域里因其自身的特性發揮著重要的作用。
1.早期色差公式
從1936~1976年這期間有20多個色差被發表和公布,但是在國際上沒有統一的參考標準,研究者僅是根據不同領域作為數據基礎,這些個色差公式大約分為三類,第一類是:根據孟塞爾顏色系統利用CIE色品圖做非線性變換得到色差公式,第二類是:對CIE色品圖做線性變換得到色差公式,第三類以麥克亞當的25組橢球實驗數據做基礎提出色差公式。
2.近期色差公式
國際照明委員會在1976年正式推薦CIE1976L*u*v*和CIE1976L*a*b*兩個均勻顏色空間后,CIE1976顏色空間受到廣泛應用,但是在工業界應用CIE1976顏色空間的過程中不斷出現各種問題,原因在于CIE1976顏色空間均勻性還不夠完整,后續在其他領域也頻頻出現各種問題。因此,各國顏色學家又進行了深入探索研究,最終,提出了各種較好的新色差公式,如FCM、JPC79、CMC
(1:c)、BFD(1:c)、CIELAB加權式、CIE94、CIEDE2000等,其中CIEDE2000是目前精確度較高的色差公式。
CIEDE2000色差公式計算色差方法:
視覺一致性對于工業色差評價非常重要,因此CIE專門設立了工業色差評價的色調與明度相關修正專業委員會TC1-47,于是在2000年提出新的色差公式,并且在2001年被國際照明委員會推薦為CIEDE2000色差公式,色差符號為△E00。
因為CIEDE2000色差公式的復雜性,用該公式計算色差時要分四步進行計算,具體步驟如下。
第一步:根據計算CIELAB空間中的L*、a*、b*和C*ab的公式進行運算,如下式所示。
其中:C*ab=[(a*)2+(b*)2]1/2
第二步:計算出a'、C'和h'。
是樣品對中兩個色樣的算術平均值,在計算h'時,需要根據色調角所在象限即a'和b'的正負取值來確定,如下式。
第三步:計算△L'、△C'、△H'。
第四步:計算CIEDE2000色差△E00。
其中:
在上式中,分別是樣品對中兩個色樣L'、C'和h'值的算術平均值。在計算h'平均值時,若兩個顏色的色調角位于不同象限里,需要特別注意,一面出錯。因此,為了準確地計算平均色調角h',建議采用下列換算公式,如下所示:
CIEDE2000 色差公式中的參數因子KL、KC、KH仍用于修正實際觀測實驗條件的變化,根據具體的色差評價環境條件,采用與前述相關色差公式中類似的方法進行分析和定義,因此沿用CIE94色差公式的參照條件,來確定CIEDE2000色差公式的參數因子KL=KC=KH=1。