测色及计算机配色(第二版)(第三章)

彩
度
越
来
越
高
( C )
饱和度：Cs
Cs * = (a *2 + b*2)1/2
*
+b
-a
-b
Cs
a*
b* +a
饱和度差 C*
C s＝Csp - Cstd
标准样
*
+b
Cstd
-a
Csp
+a
Cs
-b
样品
色度差 Cc*
Cc = ( a2+ b2)1/2
标准样
*
+b
Cstd
-a
Cs
CMC（l:c）色差式：
L 2 Cs 2 H 2 1/ 2 E [( ) ( ) ( ) ] lS L cSc SH
其中：蓝色的△L 、△Cs 、 △H 是由CIELAB计算得出 的亮度差、饱和度差、色相差。
SL=0.040975L
当
std/(1+0.01765L std)
L
std
实验对人眼对光谱色的差别感受性进行了研究。
实验方法
选取不同波长（λ ）光谱色
视场分两半，一半波长固定，另一半改
变波长，直到观察者分辨出颜色不同。
两半视场亮度保持相等。
λ±Δ λ
λ
莱特线段
麦克亚当椭圆
从麦克亚当椭圆和莱特线段可以得出结论：
在x—y 色度图中，距离相等的两个颜色，
在人的颜色感觉上，不一定有同等的色差。因此不能以
DE：两个颜色彼此间的差异值。 ΔE：色彩空间内表示两个色样彼此间的距离差距。
实际计算时，色差公式有许多种，且各具优缺点， 实际使用中与习惯和经济发展水平以及行业特点有重
要关系。
• 1936～1976年为一个阶段，有20多个公式，分三类， 一是以Munsell系统为基础，对CIE色度图进行非线性 变换；二是对CIE色度图进行线性变换；三是以麦克亚 当椭圆为基础。
< 16 , SL=0.511时
std
SC=[0.0638 C
/(1+0.0131C 其中f=﹝C 时： std<345º
std
)]+0.638
std 4+1900）½ ﹞
SH=SC(tf+1-f),
当 164º ≤ H std+168)|
std
4 /（C
t=0.56+|0.2cos(H
当
345º ≤ H
常见色差公式简介
一般颜色空间均匀性好，计算出来的色差与视觉的相
关性就好。 研究表明，行业不同，色相、明度、饱和度对总色差 的影响是不同的。因此各个行业都对建立在均匀颜色空间 基础上的色差公式进行了“加权”处理，以便与人的视觉
有更好的相关性，适应本行业的需要。
色差的表示

计算颜色间的差异值以（DE或ΔE）表示
行仪器评价时选定的公式，ISO色差式也是我国国家
difference）。
三、CIE94色差公式
R.S.Berns于1991年发表的研究成果，于1995 年以CIE技术报告的形式发表。 全称：CIE1994（ L* C *ab H *ab ）色差模型
正式缩写： CIE1994 *
色差符号： E 94 该式是CMC（l: c）的一种改良形式。
公式：
L 2 Cs 2 H 2 1/ 2 E [( ) ( ) ( ) ] lS L cSc SH
C s 2 L 2 H 2 1 / 2 E [( ) ( ) ( ) ] KLSL K c Sc KH SH
SL =1 SC = 1+0.045C* SH = 1+0.015C*
例如一对黄色色样和一对黑色色样 颜色点之间的距离来表示色差。 在人眼睛看来色差级别大致差不多， 但是在不均匀的色度空间中，用数字 同时说明， CIE1931-XYZ颜色空间是不均匀的。图上 来表示时却相差很多。解决问题的办 相等的空间在视觉上不等差，不能正确反映颜色的视觉 法是使颜色空间均匀化。
效果。
在CIE色度图中，每个点代表一
种颜色，但是当这点的坐标变化很
小时，人眼仍然认为是原来的颜色。 可见，一个颜色在色度图上意
味着一个点。但是对于人的视觉而
言，一个颜色在色度图中意味着一 个范围。
这种人眼感觉不出来的颜色变
化范围叫做颜色的宽容量。
莱特（W.D.Wright）和彼特（F.H.G.Pitt）通过
c=1
CMC（l：c）色差式比其他公式具有更好的目视 一致性，目前得到了广泛应用。
在1989年美国AATCC（美国染色化学 家协会）
采用，形成AATCC试验方法173—1989，后修订为
173—1992,并于1995年成为小色差计算国际标准
（ISO 105 J03 Calculation of small colour
E *= ( L2 + a2 + b2)1/2 ( 差异值 )
CIE L* C* h*
色差公式
批次样与标准样之间的差异:
L* bat – L*std (+表示较浅, -表示较深) C * = C *bat- C * std (+表示彩度较高) h* = h*bat – h * std (色相角度的差异) E * = ( L2 + Cs2 + H2)1/2 = ( L2 + Cc2 )1/2 (差异值) H = ( E2 - L2 - Cs2)1/2 = ( Cc2 - Cs2)1/2 (+表示反时针方向)
X 、 Y 、Z
CIELAB公式
L*a*b*C*H*
L*：明暗轴 (LIGHTNESS)，指颜色明暗的强度。
a*：红 —绿轴
b*：黄 —蓝轴
C*：彩度，指颜色的鲜艳程度。
H*：色相，指颜色的相貌。
CIE L*a*b* 颜色空间——L*
颜色越来越亮 (L)
L*：明暗度
L*：愈接近 0，颜色愈暗。
L*： 愈接近 100，颜色愈亮。
L* = 116 (Y/Yn)1/3 - 16
CIE L* a *b* 颜色空间 a* = 500 (X/Xn)1/3 - 500 (Y/Yn)1/3
-a
0
+a
a *：
红—绿轴
+a*：偏红(不够绿)
-a*： 偏绿(不够红)
CIE L a b 颜色空间 b = 200 (Y/Yn)1/3 - 200 (Z/Zn)1/3 +b
2) *
1/2
色差 E
ΔE = (ΔL 2 + Δa 2 + Δb 2)
标准样
*
+b
-a
Cs
+a
p 样品
-b
ΔE
CIE L a b 色 差 公 式
批次样与标准样之间的差异:
* L* = L * bat – L std (+表示较浅, -表示较深)
* * *
a * = a * bat – a * std (+表示偏红, -表示偏绿) b * = b *bat – b * std (+表示偏黄, -表示偏蓝)
• 1976年后为一个阶段，多数以CIE L*a*b*色差公式为基
础进行修正，实用性大大提高。
常见色差公式
CIEL*a*b* CMC(l:c) l=c=1 或 l=2，c=1 ANLAB FMC—2 JPC79 MS89 CIE1976—LUV CIE94
ISO
一、CIE1976—L*a*b*(CIELAB)色差式
第三章
色差及色差计算
过去，工业上使用标准样卡来评定颜色的差别，
例如3级色差、4级半（4.5级）色差等。
标准色度观察者X、Y、Z三刺激值的建立, 解决
了用数字表达颜色的问题。 能否也用数字来表达
色差呢？
色度学中的数据
CIELab La b
a*
* * *
C
*
XYZ
E b
* * * *
L
L CH
+a
Cc
-b
p
样品
亮度差 ：L
标准样
*
+b
Cstd
L
-a
Csp
+a
-b
样品
色 相
可感知的颜色，如红色、黄色、绿色、蓝色和紫色
等 。
无色,如黑色、灰色或白色。
色相
+b
颜色空间 L*C*H
CC
色相 H
+a
CIELAB 色 相 角 的 制 定
h：颜色的色相角度。
h：任一颜色在a b 图形中, 以+a* 轴为基准, 逆时针方向算起之相对角度。 h = tan
若想用颜色点之间的距离来表示色差，必须对原来的 CIE1931—XYZ颜色空间进一步修正为能够适应人眼的均 匀颜色空间。
第二节 均匀颜色空间与色差计算
为了方便色差的计算，CIE从1960年开始进行均
匀颜色空间的建立和相应色差式的建立。
例如：
CIE1960均匀色度标尺图（简称CIE1960 UCS图，
CIE1976—LAB（或L*a*b*）系统，现在已被世界各国正 式采用并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方法。 CIE1976—L*a*b* 色彩空间由CIEXYZ系统通过数学方法转
换得到，转换公式为：
式中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。
b* ： 黄—蓝 轴
+b* ：偏黄(不够蓝)
-b* ：偏蓝(不够黄)
0
-b
CIELAB
Cs
*
彩 度 (饱和度)
： 彩度指标
Cs
Cs
*
*
= (a
*2
+ b*2)1/2
= 色样在 a* b* 色彩图形位置距中心点的距离。
低彩度的颜色 (灰色)： Cs* 略大于 0。
高彩度的颜色; Cs* 在 70 ～ 90。
时： std<164º
t=0.36+|0.4cos(H
l:
c:
明度加权值，调节明度的相对宽容量。
彩度加权值，调节彩度的相对宽容量。 行业不同，可以通过调节l、c值，调整明度和饱和
度对总色差的影响程度。 对于纺织品：l=2 c=1 即 CMC（2:1）
对于一般评价，或涂料、塑料行业： l=1 即 CMC（1:1）
-1
* *
b /a
*
*
h =0 ° ～ 360°
色相角 h
标准品
90 。 180
-a* 绿 ---- A轴 ---- 红 -b*
。 270
+b* +a *
C*ab
h 0° ～ 360°
色差理论公式
X、Y、Z
CIELAB
LCH * * (a ,b )
2* +
*
*
*
ΔE = (ΔL
* 2 +
Δa
Δb
C*:标准样的彩度值；当不 明哪个是标准样时，两个样 品的彩度
几何平均值作为C*。即C*= （ C*1 C*2）1/2
用于判断产品合格与否时, 推荐使用：
: :=2 : 1 1 KL : KC KH
用于一般色差计算时：
:K
L
:K
C
: 1 1 K: =1 H
四、ISO色差式
ISO色差式，是ISO标准对染色纺织品染色牢度进
或称CIE1960 UCS均匀颜色空间。
CIE1976L*a*b*均匀颜色空间等。
均匀的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，用 易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。有 了这种均匀颜色空间，颜色匹配和色彩复制（如 配色染色）的准确性就得到加强。
为了获得物体色在知觉上均匀的空间，并能够 反映准确的色差，1976年CIE推荐了一个均匀颜色空 间和与之相对应的色差的计算方法。即CIE1976— LAB（或L*a*b*）空间及其色差公式。
CIE L*a*b* 色 彩 空 间
如图所示。 在坐标系统中 +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 的百分数表示。
*
*
色 相
.
+a 表示红色 -a 表示绿色 +b 表示黄色
-b 表示蓝色
* +L
+b* C* -a *
+h*
+a *
-b*
色空间的描述 CIELAB 色彩空间
本章内容
• • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 引言 均匀颜色空间与色差计算 色差单位 色差计算的实际意义 白度的计算
第一节
色差是指两个 颜色在颜色知觉上的 差异，它包括明度差、
引言
彩度差和色相差三方
面。
如果能够以两点的距离表示色差，就实现了数字
表达。
在x—y 色度图中距离相等的两组颜色，在人的颜 色感觉上，是否能够有同等的色差呢？
L* =
CIEL a b 色差公式计算举例
L* = 71.2 a* = 12.8 b* = 32.8 L* = 71.1 a* = 18.7 b* = 31.8
பைடு நூலகம்
* * *
二、CMC（l：c）色差式
在CIE1976L*a*b*公式的基础上修改后提出的。并 由英国染色家协会（SDC）的颜色测量委员会（CMC） 推荐使用。 以若干个实际样品（如涤纶色样）的颜色为中心， 这些颜色在色空间均匀分布，并由有经验的评色人员 进行目测，以目测结果在色空间内建立均匀分布的宽 容度椭圆，这些椭圆的 大小和形状可以分析出 CIEL*a*b*色空间与人眼目测结果的对应情况和均匀性。 使计算结果和人的视觉更加符合。