说CIE L*a*b*和CIE L*C*h°是两兄弟,是因为他们来源一样,同属于一个色彩空间的两种不同解读方法。如下图色彩立体图(图1)及其一截面图(图2): 图1 色彩立体图 (1)异同: CIE L*a*b* L* ——表示明度,范围由0到100,表示颜色从深(黑)到浅(白)。 a*——表示红绿,数值变化由正到负,表示颜色从红(正)到绿(负)。 b*——表示黄蓝,数值变化由正到负,表示颜色从黄(正)到蓝(负)。 CIE L*C*h° L* ——表示明度,范围由0到100,表示颜色从深(黑)到浅(白)。 C*——表示饱和度,数值代表离明度轴的距离,数值越大表示距离越远,饱和度越高;数值越小表示距离越近,饱和度越低。 h°——表示色调,也就是色轮上的位置。不同的角度代表不同色调。数值从0°到60°到180°逆时针变化,色调变化从红到黄到绿;数值从0°到-60°到-180°顺时针变化,色调变化从红到蓝到绿。 (2)CIE L*a*b*和CIE L*C*h° 可互换,公式如下: (3)色差值 △L*是 明度的差异,正值表示更浅(白),负值表示更暗(黑) △a*是红绿的差异,正值表示更红,负值表示更绿 △b*是黄蓝的差异,正值表示更黄,负值表示更蓝 △C*是饱和度的差异,正值表示更鲜艳,负值表示更暗淡 △ H*是色相的差异,通过角度来表示色相的差异。 △E*表示总的颜色差异。 CIE L*a*b*和CIE L*C*h°结合起来可以更加全面的分析颜色以及计算两个颜色的差异,判断样品颜色跟目标颜色的距离。 在颜色匹配过程中,容差值表示实验的样品颜色跟需要匹配的目标颜色的视觉可接受最大范围。 就是要规定一个最大色差值△E*,只要颜色匹配实验的样品颜色跟标颜色的总色差△E*不超过规定值,人眼几乎看不出差异,就可以说明样品颜色是可接受的。 但是由于人的颜色记忆比较差,人眼疲劳,还有观察条件都会影响人眼辨认颜色差异的能力。所以△E* 的数值还是不能真正的反映人眼对颜色差异的判断。此外,人眼对色调,饱和度,明度的敏感度是不一样的,事实上,我们首先观察到色调的区别,然后再到饱和度,最后才是明度的区别。所以真正的视觉可接受范围(容差值)对于色调,饱和度和明度是不对等的,而是像下图3的椭圆形的: 图3 容差椭圆形 所以设定一个容差值,就是设定了这个容差椭圆形的大小。 这个容差椭圆形表示的是视觉可接受范围,只要颜色落在这个椭圆形的范围内,人眼无法辨别出差别的最大范围。 可以看出,明度(L)可接受范围最大,其次是饱和度(C),色调(H)是最小的。符合人眼的特征,表明了人眼对色调(H)最敏感。 但是但是,这个人眼无法辨别出差异的范围的,对于不同的颜色,是不一样的。见下图4是色轮中,在不同色相不同饱和度下,这个容差椭圆形大小是不一样的: 对于色相,橙色容差椭圆形最小,长而窄,绿色的容差椭圆形最大; 对于饱和度,越靠中心 (饱和度越小),容差椭圆形越小,越靠外圈(饱和度越大),容差椭圆形越大。 图4 不同色相的容差椭圆形 这个容差椭圆形说明了一个问题: 1)相同的色差值△E*,对于不同的颜色,人眼视觉看到的颜色差异可能很不一样; 2)相同人眼视觉差异,对于不同的颜色,计算出来的色差值△E*也可能很不一样。 存在这么一个问题,对于品质管理,颜色管控的人员来说就很困惑,即不能完全依赖颜色数据管控,又不能完全抛弃这个非常客观的颜色评价系统。 由于CIE L*a*b* 在工业上已经非常广泛地应用,不能抛弃这个颜色系统,因而CIE后来提出了很多改进方案,包括CMC(l : c)色差公式,BDF色差公式,CIE DE 2000色差公式。 下面简单介绍CMC(l : c)色差公式。 首先说明CMC不是一个色彩空间,而是一个容差系统,来让CIE L*a*b* CIE L*C*h° 色差公式计算起来更接近人眼视觉的观察。 CMC(l : c)括号中的 l : c 是明度和饱和度的比例,就是这个下图5容差椭圆形的明度长度和饱和度长度的比例值。 l : c越大,表示这个容差椭圆形越长; l : c越小,表示这个容差椭圆形越接近球形。 这个比例的调节根据实际产品情况来定。 l : c(明度:彩度)比例越大,如2: 1,可以看出这个容差椭圆形更大,也说明色差允许范围也越大。 l : c(明度:彩度)比例变小,如1.4: 1,可以看出这个容差椭圆形变小,也说明色差允许范围也变小,误差也会缩小。 图5 CMC容差椭圆形 计算公式相当复杂,但只要知道这个色差△E*(CMC)是基于L*、C*、h° 计算出来就可以了。 尽管没有一个颜色容差公式是完美模拟人眼的视觉,但是CMC(l:c)已经非常接近地展示了人眼看到的颜色差异了。 |
|