简单介绍手持式、台式、便携式色差仪（色差计)的设计原理及公式

2013-05-11

简单介绍手持式、台式、便携式色差仪（色差计)的设计原理及公式 
 

        从一开始研究色彩学，人们为了使色彩设计和复制更精确、更完美，为色彩的转换和校正制定合适的调整尺度或比例，减少由于空间的不均匀而带来的复制误差，在不断寻找一种均匀的色彩空间，这种色彩空间，在不同位置，不同方向上相等的几何距离在视觉上有对应相等的色差，把易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。若能得到一种均匀颜色空间，那么色彩复制技术就会有更大进步，颜色匹配和色彩复制的准确性就得到加强。

        从CIE1931RGB系统到CIE1931XYZ系统，再到CIE1960UCS系统，再到CIE1976LAB系统，一直都在向"均匀化"方向发展。CIE1931XYZ颜色空间只是采用简单的数学比例方法，描绘所要匹配颜色的三刺激值的比例关系；CIE1960UCS颜色空间将1931xy色度图作了线形变换，从而使颜色空间的均匀性得到了改善，但亮度因数没有均匀化。

        为了进一步改进和统一颜色评价的方法，1976年CIE推荐了新的颜色空间及其有关色差公式，即CIE1976LAB（或Lab）系统，现在已成为世界各国正式采纳、作为国际通用的测色标准。它适用于一切光源色或物体色的表示与计算。

         CIE1976Lab空间由CIEXYZ系统通过数学方法转换得到，转换公式为：

         其中X、Y、Z是物体的三刺激值；X0、Y0、Z0为CIE标准照明体的三刺激值；L表示心理明度；a、b为心理色度。

        从上式转换中可以看出：由X、Y、Z变换为Ｌ、a、b时包含有立方根的函数变换，经过这非线形变换后，原来的马蹄形光谱轨迹不复保持。转换后的空间用笛卡儿直角坐标体系来表示，形成了对立色坐标表述的心理颜色空间，如图5-43所示。在这一坐标系统中，+a表示红色，-a表示绿色，+b表示黄色，-b表示蓝色，颜色的明度由L的百分数来表示。 

         色差是指用数值的方法表示两种颜色给人色彩感觉上的差别。若两个色样样品都按L、a、b标定颜色，则两者之间的总色差△Eab以及各项单项色差可用下列公式计算：

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

计算举例：在2°标准观察者和C光源的照明条件下，测得用黄色油墨印制的三个样品的色度坐标为：

    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）进行计算L，a，b。首先根据式（5-14）求各样品色的三刺激值        

     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、手持式色差仪——又称色彩色差计，能直接读取数据，不能连电脑，不带软件。使用方便、价格便宜，但精度较低。在颜色管理的一般领域使用广泛。 　　
        2、便携式色差仪——又称便携式分光测色仪，能直接读取数据外，还能连电脑，带软件。体积较小，便于携带，精度较高，价格适中。 　　
        3、台式色差仪——又称台式分光测色配色仪，有读数窗口，连电脑时使用测色、配色软件，具有高精度的测色和配色功能，体积较大，性能稳定，价格较高