色差儀在使用的過程中,會涉及到各種各樣的色度參數(shù),例如顏色測量模式SCI和SCE、顏色空間Lab和L*a*b*等,對于這些參數(shù)的概念,許多的用戶在使用的過程中不是很了解。本文對色差儀使用過程中極易混淆的幾個參數(shù)做了詳細(xì)的介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
測量模式——SCI和SCE:
特別注意,只有積分球才會區(qū)分鏡面光澤包含和鏡面光澤排除,這是很多初學(xué)者經(jīng)常容易忽略的概念。當(dāng)人們在觀察光澤樣品時,他們總是旋轉(zhuǎn)樣品以消除鏡面反射,從而能看到樣品的真實顏色。因此,光澤排除的積分球應(yīng)運而生。測色時除去光鏡面反射,得到的結(jié)果與目視測量有更好的一致性。它的原理是在積分球上開一個孔,該孔放在鏡面反射的方向,可根據(jù)測量需要,分別將與球的內(nèi)壁相同的材料或黑色光阱放在鏡面開孔處,這樣就可將鏡面反射光包含在測量中,也可以將鏡面反射光從測量中除去??s寫形式“SCI”(Specular Component Included)用于表示包含鏡面光澤的積分球測量,而“SCE”(Specular Component Excluded)用于表示排除鏡面光澤的積分球測量。測色時最好指明使用的是哪種模式。
包含鏡面光澤的測量方法,可以把樣品表面的影響降至最低,特別適合顏色質(zhì)量監(jiān)控和計算機配色,反映的是樣品材質(zhì)的顏色,與樣品表面條件無關(guān);而排除鏡面光澤的測量方法,所測量的結(jié)果和肉眼觀察的比較相似,考察了樣品表面狀態(tài)和紋理的影響。這2種模式被廣泛應(yīng)用在材料性能測試過程中。
顏色空間——Lab和L*a*b*:
Lab指的是Hunter Lab,它是建立在顏色對立理論基礎(chǔ)上的三維直角坐標(biāo)系,是不帶星號的。CIEL*a*b*(CIELAB)是慣常用來描述人眼可見的所有顏色的最完備的色彩模型。L、a和b后面的星號(*)是全名的一部分,因為它們表示L*、a*和b*,不同于L、a和b。這2種表色系統(tǒng)都是建立在顏色對立理論基礎(chǔ)上的,應(yīng)用都比較廣泛,區(qū)分這2種表色系統(tǒng)還是很有必要的。
Hunter Lab和CIELAB顏色體系的計算公式不同,雖然都是由X、Y、Z經(jīng)數(shù)學(xué)計算而來,但是色度量的取值不同。比如同樣是瓷磚的顏色——黃色,Hunter Lab體系的顏色參數(shù)值為L=61.42,a=+18.11,b=+32.23,而CIELAB體系的顏色參數(shù)值則分別為L*=67.81,a*=+19.56,b*=+58.16。
2個色度空間與視覺感官的均勻性都存在差異。
比如雖然CIELAB色空間是 CIE 推薦的均勻顏色空間,而實際上CIELAB空間對于人眼的色彩感覺來說也還是不均勻的。在該空間的某個區(qū)域(如紅色區(qū)域)取2個色樣點與另一區(qū)域(如綠色區(qū)域)同等距離的2個色樣點作比較,會發(fā)現(xiàn)在紅色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別和綠色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別不一樣,即在不同顏色區(qū)域,色彩的寬容量數(shù)值是不相等的。HunterLab和CIELAB的色空間示意圖如下圖所示。
色調(diào)角和色調(diào)差——hab和△H*ab:
根據(jù)CIELAB計算公式得到L*、a*、b*值,一組L*、a*、b*數(shù)據(jù)對應(yīng)CIELAB色空間中的一個點,為了表述任意2種顏色在色空間的相對位置,引入了飽和度C*ab、色調(diào)角hab和色調(diào)差△H*ab。
CIEL*a*b*(CIELAB)色空間方程如下式所示。
經(jīng)過換算后得到下式:
式中,X、Y、Z——物體的三刺激值,無單位;Xn、Yn、Zn——參比白色的三刺激值,無單位;L*——明度,無單位;a*、b*——色度坐標(biāo),無單位;C*ab——飽和度,無單位;hab——色調(diào)角,(°);△E*ab——色差值,無單位;△H*ab——色調(diào)差,無單位;C*S——標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度,無單位;C*B——批次樣的飽和度,無單位。
因此,色調(diào)角的寫法是hab取值范圍為0°~360°;色調(diào)差的寫法是△H*ab,單獨的H*是不存在的。色調(diào)差△H*ab;可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度C*S、批次樣的飽和度C*B以及色調(diào)角差△hab快速計算出來。
觀察者角度——2°和10°:
標(biāo)準(zhǔn)觀察者是一個專有名詞,了解顏色體系的發(fā)展過程,就不難理解2°標(biāo)準(zhǔn)觀察者和10°標(biāo)準(zhǔn)觀察者(以下簡稱觀察者)。2°觀察者和10°觀察者的實質(zhì)是一組標(biāo)準(zhǔn)觀察者的配色函數(shù)。這組配色函數(shù)是通過一些正常色觀察者統(tǒng)計得出的,它與人眼的結(jié)構(gòu)相關(guān)。
2°觀察者的配色函數(shù)是1931年建立起來的,而10°觀察者的配色函數(shù)是1964年在2°觀察者的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,10°觀察者的視場包含了2°觀察者的視場。10°觀察者具有更為嚴(yán)密的統(tǒng)計基礎(chǔ),因為它是建立在更多位正常色觀察者的統(tǒng)計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的。
CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)觀察者的各個參數(shù),都是適用于 2°視場的中央觀察條件(適用10-4°視場),此視場角下觀察物體,主要是人眼的中央凹椎體細(xì)胞起作用。故小于 1°的極小視場的顏色觀察和大于40的視場顏色觀察條件,CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者不適用。因此,為了適應(yīng)大視場的顏色觀察,人們在大量實驗的基礎(chǔ)上,又建立了“CIE1964-XYZ 色度學(xué)系統(tǒng)”。
在“CIE1964-XYZ補色色度學(xué)系統(tǒng)”中觀察被測物體,既覆蓋了視網(wǎng)膜中心的椎體細(xì)胞,也覆蓋了視網(wǎng)膜中央凹周圍的桿體細(xì)胞,它適合于10°大視場。人的眼睛在2°的視場條件下,識別物體顏色的能力較低,在10°的視場條件下,判斷顏色的精度和重現(xiàn)性較高。目前顏色測量大多采用,10°的視場。