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簡單介紹手持式、臺式、便攜式色差儀（色差計)的設計原理及公式

2013-05-11

簡單介紹手持式、臺式、便攜式色差儀（色差計)的設計原理及公式

從一開始研究色彩學，人們為了使色彩設計和復制更精確、更完美，為色彩的轉換和校正制定合適的調整尺度或比例，減少由于空間的不均勻而帶來的復制誤差，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，那么色彩復制技術就會有更大進步，顏色匹配和色彩復制的準確性就得到加強。

從CIE1931RGB系統到CIE1931XYZ系統，再到CIE1960UCS系統，再到CIE1976LAB系統，一直都在向"均勻化"方向發展。CIE1931XYZ顏色空間只是采用簡單的數學比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關系；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，但亮度因數沒有均勻化。

為了進一步改進和統一顏色評價的方法，1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關色差公式，即CIE1976LAB（或Lab）系統，現在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測色標準。它適用于一切光源色或物體色的表示與計算。

CIE1976Lab空間由CIEXYZ系統通過數學方法轉換得到，轉換公式為：

其中X、Y、Z是物體的三刺激值；X0、Y0、Z0為CIE標準照明體的三刺激值；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變換，經過這非線形變換后，原來的馬蹄形光譜軌跡不復保持。轉換后的空間用笛卡兒直角坐標體系來表示，形成了對立色坐標表述的心理顏色空間，如圖5-43所示。在這一坐標系統中，+a表示紅色，-a表示綠色，+b表示黃色，-b表示藍色，顏色的明度由L的百分數來表示。

色差是指用數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°標準觀察者和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）進行計算L，a，b。首先根據式（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，能直接讀取數據，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，能直接讀取數據外，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，性能穩定，價格較高