簡單介紹手持式、臺式、便攜式色差儀（色差計)的設(shè)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(shè)計原理及公式 
 

        從一開始研究色彩學(xué)，人們?yōu)榱耸股试O(shè)計和復(fù)制更精確、更完美，為色彩的轉(zhuǎn)換和校正制定合適的調(diào)整尺度或比例，減少由于空間的不均勻而帶來的復(fù)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(yīng)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(fù)制技術(shù)就會有更大進(jìn)步，顏色匹配和色彩復(fù)制的準(zhǔn)確性就得到加強(qiáng)。

        從CIE1931RGB系統(tǒng)到CIE1931XYZ系統(tǒng)，再到CIE1960UCS系統(tǒng)，再到CIE1976LAB系統(tǒng)，一直都在向"均勻化"方向發(fā)展。CIE1931XYZ顏色空間只是采用簡單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)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(shù)沒有均勻化。

        為了進(jìn)一步改進(jìn)和統(tǒng)一顏色評價的方法，1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關(guān)色差公式，即CIE1976LAB（或Lab）系統(tǒng)，現(xiàn)在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測色標(biāo)準(zhǔn)。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(tǒng)通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換得到，轉(zhuǎn)換公式為：

         其中X、Y、Z是物體的三刺激值；X0、Y0、Z0為CIE標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(shù)變換，經(jīng)過這非線形變換后，原來的馬蹄形光譜軌跡不復(fù)保持。轉(zhuǎn)換后的空間用笛卡兒直角坐標(biāo)體系來表示，形成了對立色坐標(biāo)表述的心理顏色空間，如圖5-43所示。在這一坐標(biāo)系統(tǒng)中，+a表示紅色，-a表示綠色，+b表示黃色，-b表示藍(lán)色，顏色的明度由L的百分?jǐn)?shù)來表示。 

         色差是指用數(shù)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(jìn)行計算L，a，b。首先根據(jù)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(shù)據(jù)，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(lǐng)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(shù)據(jù)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(shù)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(wěn)定，價格較高