色差仪的工作原理及色差仪色差值的含义

2025-06-06ASPCMS社区 - fjmyhfvclm

色差仪在测量颜色时,模拟的是人眼看色的过程,利用仪器内部的模拟积分光学系统,把光谱光度数据的三刺激值进行积分而得到颜色的数学表达式,从而计算出明度指数L*和色品指数a*、b*值及对比度色的色差。本文对色差仪的工作原理及色差仪色差值的含义做了介绍。

️色差仪的工作原理:

色差仪是通过模拟人眼对红、绿、蓝光感应,根据Lab原理,测量出颜色容差△E以及△L、△a、△b值用以进行试样和标样对比的光学测量仪器,通常被应用在布料漂染,塑品制作等对色彩重视度较高的行业品质控制过程。目前常用的色差仪分为三类:手持式、便携式和台式色差仪。手持式色差仪精度较低且无法导出数据;便携式色差仪精度较高,且除了直接显示数据外也可通过连接电脑进行数据传输;台式色差仪精度最高但是体积庞大。因此便携式色差仪为目前被普遍使用的一款精密色差仪。

色差仪以L、H、C、a、b五个输出结果作为颜色标尺被感知并测量,但是H和C仅仅作为视觉容差和色彩鲜艳度的一种表达方式。其中最主要的影响因素为L、a、b。

L代表明度,L的值越大代表越亮,即越靠近白色,反之则靠近黑色;

a代表色环的横坐标,-a到+a代表颜色从绿色到洋红;

b代表色环的纵坐标,-b到+b代表颜色从蓝色到明黄;

其他影响因素还有H和C,H代表色调角,C代表饱和度。

△L、△a、△b通常被用来表示标样点和试样点的明度、横向色彩度及纵向色彩度的差异,在色环系中代表了试样点和标样点的矢量距离。通过△L、△a、△b,根据公式可以得出总容差△E,代表试样点和标样点的色彩偏移程度,△E数值越大,说明色差越大。

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其中△a2+△b2为色环坐标系中试样点到标样点的矢量距离,根据公式推演,若标样点在三维坐标系中为原点,那么试样点和标样点的颜色差异△E即为试样点到原点矢量位移绝对值的1/2。由此推论,当检验条件一致并且满足STC要求时,因明度产生的颜色误差将趋于无限小,在我们的数据统计中可默认将明度造成的系统误差降低为0。

️色差仪色差值的含义:

1.△L值含义

△L表示两个颜色在明度上的差异,即明亮程度的不同。△L=L2-L1(L2是样品色的明度值,L1是标准色的明度值)。当△L为正值时,说明样品色比标准色更亮;当△L为负值时,则表示样品色比标准色更暗。

2.△a值含义

△a表示两个颜色在红绿色度方面的差异。△a=a2-a1(a2是样品色的红绿色度值,a1是标准色的红绿色度值)。△a为正值时,表明样品色比标准色更偏红;△a为负值时,意味着样品色比标准色更偏绿。

3.△b值含义

△b表示两个颜色在黄蓝色度上的差别。△b=b2-b1(b2是样品色的黄蓝色度值,b1是标准色的黄蓝色度值)。当△b为正值时,说明样品色比标准色更偏黄;当△b为负值时,则表示样品色比标准色更偏蓝。

4.△c值含义

△c表示饱和度差异。△c=c2-c1(c2是样品色的饱和度,c1是标准色的饱和度)。△c*为负值表示标样比样品鲜艳,△c*为正值则表示样品比标样鲜艳。△c>0表示样品色比标准色彩度高,含“白光”或“灰分”较少;若△c<0,说明样品色比标准色彩度低,含“白光”或“灰分”较多。

5.△h值含义

△h表示样品色相角与标准色相角的差,△h=h2-h1(h2是样品色的色相,h1是标准色的色相)。△h>0表示样品色位于标准色的逆时针方向上;△h<0,说明样品色位于标准色的顺时针方向上。根据标准色所处的位置,就可以判断样品色是偏绿还是偏黄。△h*的计算结果由a*b*平面上的样品颜色点相对于标准颜色点的位置所决定,在顺时针向上△H*为正值,在逆时针方向上△H*为负值。

6.△E值含义

△E*是CIELab颜色空间中表示两个颜色总体差异的数值,它综合考虑了△L、△a和△b的变化。计算公式为△E=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。这个色差值ΔE*的数值大小直观地反映了两个颜色之间的总体差异程度,数值越小,表示两个颜色越接近;数值越大,则表示颜色差异越大。许多行业会将△E*ab作为产品颜色验收的重要标准。当产品的△E值在规定的范围内时,认为产品颜色合格;超出范围则视为不合格,需要进行调整或返工。这有助于企业保证产品的颜色质量,满足客户的需求。

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