颜色测量的色度空间有哪些?颜色之间的差异值怎么计算?
2023-08-15
为了统一颜色评定的标准,CIE规定了多个用于颜色测量的色度空间,使颜色可以用数值的方式来表示和描述,是颜色抽象表示和描述的方法,是在某些标准下用通常可接受的方式来简化颜色规范。那么,颜色测量的色度空间有哪些?颜色之间的差异值怎么计算?本文为大家做了介绍。
颜色的分类:
颜色分为非彩色和彩色两大类。非彩色指白色、黑色及白与黑之间深浅不同的灰色所构成的颜色系列,彩色指白黑非彩色系列以外的所有颜色,如各种光谱色均为彩色。根据颜色形成机理的不同,颜色又分为光源色、物体色及荧光色。自发光形成的颜色,称为光源色;自身不发光,凭借其他光源照明,通过反射或者透射而形成的颜色,称为物体色;物体受光照射激发所产生的荧光与透射或反射光共同形成的颜色称为荧光色。
颜色的表观特征:
颜色有三种表观特征,即明度、色调和饱和度。明度表示颜色明亮的程度;色调是彩色彼此相互区分的特性,是决定彩色本质的基本参量;饱和度表示颜色接近光谱色的程度即彩色的纯洁性,每种颜色都可以看成是某种光谱色与白色混合的结果,光谱色所占比例越大,颜色的饱和度就越高。
彩色必须具备上面三个特征,特征参数的不同,表示着颜色间的差别。非彩色只有明度值的差别,没有色调区分,其色调和饱和度均为0。
颜色测量的色度空间:
颜色测量的色度空间有许多,包括CIERGB空间、CIEXYZ空间、CIEL*a*b*空间等,其中以CIEL*a*b*色度空间使用最为广泛。CIEL*a*b*色度空间是国际照明委员会向世界各国推荐的通用的均匀颜色空间,是经CIEXYZ色度空间非线性变换而得到的。CIEL*a*b*在三维色空间的各个坐标轴上均具有视觉和颜色心理感知的等距性,并且细分了明度坐标和色品坐标的级差。同时,CIEL*a*b*空间中当颜色的色差大于视觉的识别阈值(恰可察觉)而又小于孟塞尔系统中相邻两级色差时,可以较好地反映物体色的心理感受效果。CIEL*a*b*与CIEXYZ的非线性转换关系如下式所示。
式中:X、Y、Z为颜色样品的三刺激值;X0、Y0、Z0为CIE标准照明体的三刺激值(D65光源:X0=95.05、Y0=100.00、Z0=108.91)。
L*称为心理计量明度,简称心理明度或明度指数:a*、b*称为心理计量色度,简称心理色度或色度参数。
CIEL*a*b*色度空间是一种基于赫林四色对立学说原理的心理色度空间,心理色度a*和b*中包含有(X-Y)和(Y-Z)项。颜色的明度感觉用纵坐标L*轴表示,黑色位于最下端,对应明度L*=0,白色最亮位于最上端,对应明度L*=100,a*轴与b*轴共同表示彩色的特性,a*轴正方向代表红色(偏品红)的变化,a*轴负方向代表绿色的变化;b*轴正方向代表黄色变化,b*轴负方向代表蓝色变化。任何颜色都可以由这四个原色中的一个或两个按一定的明度值混合而成,原色的混合比例决定了混合色的色调。
颜色差异值计算公式介绍:
两种颜色的视觉差别有两个直观评价:可感知性和可接受性。可感知性指观察者能否看到颜色差别或能否判断两种颜色样品之间色差大小的视觉属性,可接受性表示观察者是否可以接受被观察物体颜色差别的视觉判断。可感知性较主观,受观察者心理和生理的影响;可接受性较客观,只与评价产品的技术指标有关。色差公式就是一种能够客观比较颜色之间差别的方法。
色差用△E表示,△表示差异,单位是NBS,是由美国国家标准局制定的。△E=1称为1个NBS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。CIELab色差公式是在CIE1976L*a*b*均匀颜色空间中的色差公式,其结果与人眼的视觉相关性较好,两种颜色之间的色差计算式如下所示:
下表表示NBS单位及在色差视觉上的显著程度。
对于有色产品,色差的允许范围应该根据物品的不同分别设定,如纺织品定为小于2个NBS单位,而彩色电视可以设定为4-5个NBS单位,涂料则设定为小于1个NBS单位。