色差△E怎么理解?色差△E的评价方法有哪些?

  DOHO标准光源箱     |      2023-03-28

什么是色差△E?所谓色差△E,就是指两种颜色在色彩上的差别,它是明度差、彩度差和色相差三个差值的综合效应。具体到体现这一差别的形式,则是指用数值的方法表示两种颜色给人色彩感觉上的差别。本文对色差△E的评价方法做了简要的介绍,感兴趣的朋友不妨了解一下!

色差差异值

什么是色差△E?

在颜色测量过程中,采用数据来表达物体色的性质后,在很多情况下还会涉及到两个及两个以上物体色的比较。在适当的照明体、照明和观测条件下,如果两个样品具有相同的三刺激值,对于适当的观察者来说它们是一种理想的匹配;若三刺激值不尽相同则它们不匹配,并且整个差异将近似它们之间能感觉出的差异。

色差用△E表示,△表示差异(differencein),E是德语单词Empfindung的第一个字母,含义是感觉。色差的单位是NBS,它是美国国家标准局(National Bureau of Standards)制定的,现为各国普遍采用。当△E=1时称为1个NBS色差单位,INBS色差单位大约相当于在最优试验条件下人眼所能知觉的恰可观察差的5倍。在CIE色度图中,1NBS色差单位相当于0.0015~0.0025x或y的色度坐标变化。在孟塞尔色系中,一个孟塞尔明度单位等于10个NBS色差单位,1个孟塞尔饱和度单位等于7个NBS色差单位。下表示NBS单位及在色差视觉上的显著程度。

NBS单位及在色差视觉上的显著程度


色差△E的评价方法:

1.色差△E的视觉评价方法

对于两个颜色之间差别的视觉判断主要有两种直观的评价,即可感知性(perceptibility)与可接受性(acceptability)。可感知性是指观察者能够看到颜色的差别或能够判断两个颜色样品对之间色差的大小的视觉属性;而可接受性则表示观察者是否可以接受被观察颜色差别的视觉判断。一般来说,可感知性对应于人眼的视觉辨别阈值;而可接受性则体现了对颜色质量的要求。所以,可感知性主要受观察者心理和生理因素的影响,而可接受性与观察者的主观意愿和被评价产品的技术指标等有关。通常,当色差,稍高于视觉辨别阈值的上限时,可感知性判断与可接受性判断是相同的。但是,随着色差的增大,所做出的可接受性判断就往往与相应的可感知性判断不同了,可感知性判断会受到商业因素的影响而增大。而对于可接受性,它会受到许多因素的影响。例如,虽然某产品的试样与标准色样之间的视觉色差很大,可是如果能够大大降低其成本的话,该试样就变得可以接受了。由此可知,目视比较和判断具有较大的主观性和易变性,在工业生产中不宜直接作为颜色质量的评价依据。因此,仪器测色显得尤为重要。但是,物理测量的数据应该能预测观察者所看到的情况,并需要有合适的色差公式,使计算出来的色差能够预测目视色差。为了实现色差符合视觉判断的客观评价,需要建立能够预测可感知性判断的色差方程,而色差方程的建立则需基于大量的颜色视觉判断和色差比较心理物理实验数据之上,同时还要考虑颜色刺激的时间与空间特性和视觉实验的观察条件等因素。

2.色差△E的公式评价方法

理想的色差评价模型应基于真正视觉感知均匀的颜色空间,其预测的色差应与目视判断具有良好的一致性,而且可以采用统一的色差宽容度来进行颜色质量控制,即对所有颜色产品用相同的色差容限来判定其合格与否,而与标准色样在颜色空间中所处的位置或所属的色区无关。这是色差研究的最终目标,也是一项十分困难和艰巨的任务。长期以来,各国的颜色科学工作者已在这一领域投人了大量的精力,做了很多的工作,至今已提出了几十个色差公式,其中一些公式已被CIE阶段性地推荐为评价标准。纵观颜色评价研究的发展,以CIE1976均匀颜色空间为界,现有的色差公式大致可以分为1976年以前发表的早期色差公式和1976年以来发表的近期色差公式,1976年以前的色差公式基本上已经停止使用,而1976年以后的色差公式则在各个不同的应用领域被不断的更新,在各自领域又制定了更加符合实际、更加精细的标准。


色差评定为什么要使用色差△E?

1.现有颜色理论的缺陷

颜色理论现有的不足,加上光谱测量的复杂性和数学处理的复杂性,各国各公司按照国际标准研制的色差仪,测量从红到蓝各种同样颜色的同一块色板的结果总有一定的差异。

2.色差仪台间差的影响

就是同一公司的同一型号仪器,目前采用氙灯或卤素钨丝灯照明的传统的分光色差仪,就算新的、正常工作的色差仪。便携式仪器间的一致性达到的水平:例如XTH一般平均是0.15△E,最大要达到0.25△E。只有昂贵的双光束(一束同时检测点亮的照明灯的光谱)的参比级的台式分光色差仪(必须每年定期维护和用传递标准的一套彩砖定标)才可达到0.08△E。这样,测同样一块标准色板,两台仪器读数就会不同。随着仪器使用时间的推移,特别是各台仪器使用者对随机自带的校准白板保管使用的不同,这种差异还会扩大。所以,完全采用Lab数值,即所谓“数字标准”传递颜色标准的难度就很大。这既要求仪器有很高的仪器间一致性指标,又要求仪器有极高的长期稳定性和短期稳定性,仪器的白标准板也不能经常使用(做到可以长期保持稳定不变色)。所以使用传统色差仪的用户,到目前为止,传递颜色标准还大都使用标准色板传递。做不到用颜色标准板的Lab数值作为控制颜色品质的传递标准。

3.色差△E值的稳定性

尽管不同仪器测得的颜色三刺激值有偏差,但是用于同一块参照标准与另外的样板间比较色差,不同仪器测得的色差值:△E,△a,△b却是非常接近的。这也正好是人们对颜色管理的基本要求。所以有了参照标准后,不同仪器测得的色差值就有了实际应用价值。这也是色差仪得到普遍应用的原因。下一个要解决的问题就是如何定义容许的色差,即可接受的允差。各方将通过协议,用参比标准色板和约定的可接受允差来共同建立对产品的颜色管理系统,避开用三刺激值Lab的具体值来管理。