色差儀是根據色度學原理用數字來描述顏色的精密測量儀器,常用Lab值來進行表示。為了管控產品的顏色差異,很多行業就會使用色差儀來測量,通過色差儀測量就可以得到色度值L、a、b,那么這里的L、a、b分別表示什么?其應用原理是什么?
色差儀中的Lab表示什么?
CIE1976L*a*b*均勻色空間又名CIELAB色空間、Lab色空間,是1975年在倫敦舉行的CIE第18屆大會上,由維澤斯基(加拿大)提交大會討論并通過的,1976年內CIE正式向各國推薦的第二個均勻色空間。該空間是三維直角坐標系統,有CIEXYZ色度系統轉換得到。L*a*b*均是三維直角坐標系統的坐標值。在這個均勻色空間中,馬蹄形光譜軌跡已不存在。在建立坐標系時,采用了赫林四色學說的對立色(紅-綠、黃-藍、黑-白)直角坐標系。L*軸表示明度大小。a*軸為紅綠軸,a*值可以是正值或負值。+a*表示紅色,-a*值表示綠色,分別描述紅、綠含量或彩度。b*軸為黃藍軸,+b*值表示黃色,-b*值則表示藍色。
色差儀中的Lab應用原理:
CIE在推薦CIE1931色度系統時,主要只考慮了一個顏色的定量測量問題,還沒有考慮到兩個以上顏色相互之間色彩差別的測量,也無法考慮到顏色差別量應與人眼的顏色分辨力相一致的問題。這樣,在表示顏色的三維顏色空間里如何達到均勻化的問題,即建立均勻色空間稱為科學家們幾十年中研究的主要課題。
均勻色空間是指能以相同距離表示相同知覺色差的三維顏色空間。1960年CIE首先向世界各國推薦了CIE1960UCS均勻色度圖。隨機研制出的美國第五代電子分色機即以此作為顏色標定、轉換的理論基礎。為了進一步改進和統一評價顏色的方法,16年之后,CIE又先后推薦了兩個色空間:CIE1976L*U*V*均勻色空間和CIE1976L*a*b*均勻色空間。根據研究與使用調查表明,新推薦的兩個均勻色空間在視覺均勻上很接近,目前均已為世界各國正式采納,作為國際通用的測色標準。我國國家標準局1987年頒布的有關國家標準,即是建立在這兩個均勻色空間理論基礎上的。置于究竟選擇二者之中的哪一個,則可依據各學科或用色部門的特點、經驗及習慣決定。彩色電視等工業部門多選用CIEL*U*V*均勻色空間作為研究工具。
目前各國的染料、顏料及油墨等于顏色工業部門一般選用CIE1976L*a*b*色空間系統,30多年來,國際印刷領域也大多采用這個均勻色空間作為印刷色彩匹配和評價的方法。大多數色差儀采用了基于此均勻色空間的色彩管理體系,通過測量色樣的Lab色度值,計算出產品的色差ΔE值,從而管控產品顏色品質。
色差儀測色為什么用Lab值表示?
顏色是人眼對光的一種主觀視覺感受,為了定量表示人眼看到的顏色,通常就可以用三刺激值X、Y、Z來進行表示。例如,某種顏色的三刺激值X、Y、Z說明此顏色的外貌與用X份的(X)原色、Y份的(Y)原色以及Z份的(Z)原色相加混合得到的混合色的外貌相同。顏色的三刺激值不同,則顏色的外貌不同,但兩種顏色的三刺激值差ΔX,ΔY,ΔZ相同是否代表人感覺到的色知覺差異是相同的呢?實驗證明 :三刺激值差相同的兩種顏色的不同而引起人的色知覺差異是不同的,對于某兩種顏色會感到有很大的差異,但同樣的三刺激值差對另外兩種顏色可能會感到色知覺差異很小。為了尋找一種更加均勻的顏色空間來表示人眼觀察到的色差,CIE就在1976年推薦了CIE L*a*b*色空間。因此,色差儀測量時的色差結果常常就用lab數值結果來進行表示,不過CIE L*a*b*色空間的均勻性也并非完美,在深顏色區間的色差感覺依然與人眼目視色差感覺存在一定的差異。
色差儀Lab值使用方法:
CIE1976L*a*b*色空間是通過CIE1931XYZ轉換過來的,其中L*表示明度,a*、b*分別表示紅綠軸和黃藍軸。使用色差儀進行測量時,ΔL*稱為明度差;Δa*稱為紅綠色度差;Δb*稱為黃藍色度差,根據色差計算公式就可以求出總色差ΔE值。
在實際的使用中,除了由樣品的三刺激值(X,Y,Z)求出L*,a*,b*之外,常常要用到相反的逆過程,即有樣品的L*,a*。b*坐標,求樣品的三刺激值(X,Y,Z)。
在CIE 1976L*a*b*色空間中:
顏色的彩度用C*表示,色調角用h表示。
所以色差儀測量后的結果常常會顯示ΔL*、Δa*、Δb*、ΔC*、Δh、ΔE等六組數值。用戶通過色差儀測量的數值結果,就可以評價試樣的偏色情況,以及色差是否合格。