​分光色差儀進行顔色測量

分光色差儀進行顔色測量

運用分光色差儀進行顔色測量，能夠實現色譜數據的有效溝通與精準比較，從而獲取高度精確的結果。在色彩管理與決策支持的領域中，所謂的色容差是指在特定條件下能夠被人類視覺系統視爲可接受的，無明顯差異的顔色變化範圍。這一概念提供瞭(le)一種量化标準，用於衡量和評估不同顔色之間的感知差異。容差作爲一種關鍵的質量控制手段，旨在管理色彩參數，從而保證生産過程中各批次産品的一緻性，並(bìng)顯著降低批次間的可變性，確保産品質量的穩定性和可預測性。盡管依據色譜數據及容差标準來定義色彩範圍，客戶與供應商間仍可能出現認知差異。

表達顔色的方式——CIELAB

CIELAB色彩空間的三維角度特性

CIELAB，即國(guó)際照明委員會定義的Lab色彩系統，系全球範(fàn)圍内被公認爲首項标準化色彩空間。

在CIELAB色彩空間中，顔色的位置通過一個(gè)三維矩形坐标系統精確(què)描述，其中：

• L*坐标量化顔(yán)色的明暗程度；

• a*坐标表征顔色在紅(hóng)色與綠(lǜ)色維度上的偏移；

• b*坐标則指示顔色在黃(huáng)色與藍(lán)色維度上的偏離。

一旦確(què)定瞭(le)特定顔色的Lab*坐标，即可在此坐标點周圍繪制一個矩形誤差框，以此來界定允許的顔色變化範圍，從而量化可接受的顔色差異。

特定色調的表示

在Lab顔色模型中，特定色調如綠色或藍色的精確(què)表示被三個數值（如a = -23.01，b* = 10.50）所刻畫，其中a和b值共同定義瞭(le)該色調的位置與飽和度。變量a和b均呈現負值狀态，這一特征将測量點定位在色度圖的綠色或藍色象限之中。

鑒於(yú)視覺感知傾向於(yú)橢圓而非矩形，應用公差方框在Lab*色彩空間中存在特定區域可能導緻準確(què)性不足。某些非預期的顔色能夠通過評估，同時，一些被允許的顔色卻未能通過同樣的測試。

色差計算

色差計算，基於(yú)Lab色空間的數值，涉及一種從矩形坐标系到圓柱形極坐标的變換過程，以實現LC*h°（即CIELAB空間中的亮度，飽(bǎo)和度和色調）的表述。

• L*參(cān)數：實質上表示亮度或明度值，其計算基於(yú)從色彩空間的幾何中心至特定顔色點的線性距離。

• C*參數：量化瞭(le)該顔色相對於中性灰的色度強度，即沿著(zhe)從色彩空間原點至顔色點的直角坐标軸方向的距離。在LCh°極坐标系統中，C*值的大小直接反映瞭(le)顔色的彩度或飽和度程度，數值越大表示色彩越鮮豔。

• ∆h°：被定義爲兩個顔色之間的色調差異，通過設定公差框，該框架能夠在色調角的方向上進行旋轉，以此來量化並(bìng)評估顔色間細微的相位變化。此表述更契合於人類色彩感知的特性，有效降低瞭(le)個體觀察者與測量設備讀數或量化指标之間産生的偏差可能性。

如圖所示，展示瞭(le)在統一顔色屏幕上，以Lab色彩空間表示的相同藍色-綠色點(diǎn)，以及将其轉換至LC*h°色彩系統的呈現情況。

色度空間公差的對比分析

如附圖所示，進行瞭(le)Lab與LC*h°色度空間公差的對比分析。所述黑色橢圓界定瞭(le)一定公差内可感知顔色的視覺連續譜，而感知橢圓外圍的紅色矩形區域，則依據顔色測(cè)量軟件的評估标準被标識爲滿足既定公差要求。

如圖所示，LCh°色彩模型在模拟人類視覺感知方面表現出較(jiào)高的相似度，在精確(què)度上尚不及人類感知的精細程度。

色差儀與色差計算

色差儀是基於(yú)光/電轉換技術的精密光學設備，用於(yú)精確測定色彩差異。該儀器通常能夠收集目标物體在三個特定角度——15°，45°，以及110°—下的色彩數據。通過對标準樣本數據和測試樣本數據進行對比分析，從而計算並(bìng)輸出測量結果。

在光學領域，顔色的表征通常借助於(yú)Lab顔色空間，此模型提供瞭(le)三維的色彩描述體系：

• L軸代表亮度維度，數值從(cóng)0到100，分别對應從(cóng)黑色至白色的連續變(biàn)化；

• a軸則指示紅綠對(duì)比，正值區域對(duì)應紅色調(diào)，負值區域則對(duì)應綠色調(diào)，而0值表示中性色；

• b軸反映黃藍對(duì)比，正值區域對(duì)應黃色調(diào)，負值區域對(duì)應藍色調(diào)，同樣，0值代表中性色。

這一系統有效地融合瞭(le)人類視覺感知特性，使得顔色的量化表達更加直觀且易於(yú)理解。

色差度量

這些度量工具用於(yú)量化樣品與其參(cān)照樣本在色彩上的差異，其中：

• Δa，Δb，ΔL分别代表在色相，明度和飽(bǎo)和度維(wéi)度上的偏差；

• ΔE則作爲綜合指标衡量樣本整體色差，其值的大小直接反映瞭(le)色彩差異的程度。ΔE的測量並(bìng)不提供關於色彩偏移方向的信息，僅憑其數值的高低即可判斷色差的顯著性，數值越大，表明色差越顯著。

色差計算公式

在色度學領域中，ΔE通常依據(jù)下述公式進行計(jì)算：

某些企業标準可能規定總色差應低於(yú)2，對於(yú)特定應用，還可能設定更嚴格的Lab值要求。通常建議Δa，Δb，ΔL的值應控制在或小於(yú)1.5，當ΔE達(dá)到1.5時，人眼可以感知到色差。

在特定條件下，Δb，ΔL的數值通常不固定。當分析标準極其嚴格時，不僅總色差ΔE和色差Δc的整體變(biàn)化受到關注，還需分别評估亮度差異和色度差異的影響。據此，可以運用以下數學表達(dá)式來進行計算：

正常色差允許範圍

1. 區間爲0至0.25△E：表示極(jí)其微小或近乎不存在的變(biàn)化，這通常被視作理想匹配的狀态。

2. 0.25至0.5△E的變(biàn)化範(fàn)圍被界定爲輕微，這一差異在可接受的匹配标準内。

3. 0.5-1.0△E值代表瞭(le)輕微至中度的差異或變(biàn)化，在特定的上下文中可能被認爲是可以接受的範圍。

4. 1.0-2.0△E：評(píng)定爲(wèi)中等水平，在特定情境下的應用是可以接受的。

5. 2.0至4.0△E表示存在差異，盡(jǐn)管在特定情境下這一範(fàn)圍内的差距是可以容忍的。

6. 4.0△E值表示顯著的顔色差異，通常在多數應用場(chǎng)景下被認爲是不可接受的程度，因爲它導緻瞭(le)視覺上的明顯不一緻性。