色差空间及色差计算

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1、CIE1976色度空間（一）、CIE1976色度空間及色差公式從一開始研究色彩學，人們為了使色彩設計和複製更精確、更完美，為色彩的轉換和校正制定合適的調整尺度或比例，減少由於空間的不均勻而帶來的複製誤差，在不斷尋找一種最均勻的色彩空間，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，那麼色彩複製技術就會有更大進步，顏色匹配和色彩複製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

2、展。CIE1931XYZ顏色空間只是採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係；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採納、作為國際通用的測色標準。它適用於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：（5-17）其中X、Y、Z是物體的三刺激值；X0、Y0、Z0為CIE標準照明體

3、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，經過這種非線形變換後，原來的馬蹄形光譜軌跡不復保持。轉換後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。圖5-43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△b=b

4、1-b2總色差：（5-18）計算舉例：在2°標準觀察者和C光源的照明條件下，測得用黃色油墨印製的三個樣品的色度坐標為：No1：Y=71.79，x=0.4210，y=0.4788No2：Y=70.67，x=0.4321，y=0.4889No3：Y=67.95，x=0.4441，y=0.4947C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=15.02No2:Y2=70.60,X2=62.46,Z2=11.43No3:Y3=67.95

5、,X3=61.00,Z3=8.40C光源：Y0=100,X0=98.07,Z0=118.22把這些數值代入式（5-17）求得：No.1No.２No.３假定以樣品色No.1為標準，則可計算出它們的色差值為：△L△a△b△EabNo.2-No.1-0.66381.32877.60537.7490No.3-No.1-1.97273.592014.305514.8809（二）、色差單位的提出與意義1939年，美國國家標準局採納了賈德等的建議而推行Y1/2、a、b色差計算公式，並按此公式計算顏色差別的大小，以絕對值1作為一個單位，稱為"NBS色差單位"。一個NBS單位大約相當於視覺色差識別閾值

6、的5倍。如果與孟塞爾系統中相鄰兩級的色差值比較，則1NBS單位約等於0.1孟塞爾明度值，0.15孟塞爾彩度值，2.5孟塞爾色相值（彩度為1）；孟塞爾系統相鄰兩個色彩的差別約為10NBS單位。NBS的色差單位與人的色彩感覺差別用表5-5來描述，說明NBS單位在工業應用上是有價值的。後來開發的新色差公式，往往有意識地把單位調整到與NBS單位相接近，例如ANLAB40，HunterLab以及CIELAB、CIELUV等色差公式的單位都與NBS單位大略相同（不是相等）。因此，我們不要誤解以為任何色差公式計算出的色差單位都是NBS。彩色包裝裝潢印刷複製技術是多工序的系統工程，裝潢印刷品最終質量

7、的色彩誤差，多按正態分佈規律N（u，σ2），採用"三倍標準差法"，取±3σ作為上、下控制公差。根據國內、外的經驗表明：對無特殊要求的一般產品，取6ΔEab色差單位作為裝潢印刷品顏色公差的控制範圍是較為合理的。在色彩複製質量要求上，由國家標準局頒布的裝潢印刷品GB7705-87（平印）、GB7706-87（凸印）、GB7707-87（凹印）的國家標準中，對彩色裝潢印刷品的同批同色色差為：一般產品ΔEab　5.00～6.00，精細產品ΔEab　4.00～5.0