色差仪常用色差值度量公式类型及参数解析

色差的评定在工业和商业中非常重要，主要应用于生产中的配色和产品的颜色质量控制。现代色差评定根据国际照明协会（CIE）推荐的标准色差公式并采用仪器测量计算，用精确的数字来表示。本文对色差仪常用色差值度量公式类型及参数解析做了介绍。

CIELab色差公式：

CIELab色差公式是目前色差仪中使用最为广泛的一个色差公式，该色差公式的计算式如下所示：

其中，L*是明度指数，a*、b*是色度指数（坐标系统中，a*表示红绿轴的变化，a*为正值，颜色为红色，a*为负值，颜色为绿色；b*表示黄蓝颜色轴的变化，b*为正值，颜色为黄色，b*为负值，颜色为蓝色），它们是通过颜色的三刺激值以及CIE标准照明体在全漫反射体上，反射到观察者眼中的白色三刺激值，通过公式求得。

色差公式中，△L*=L样*-L标*，表示样品与标准的亮暗差。如结果是正值。表示祥品比标准亮，如果是负值，表示样品比标准暗。

在CIE1976LAB色空间中，△a*和△b*表示样品和标准在a*b*平面上的位置改变。如果将CIE1976LAB均匀颜色空间转化为极坐标空间，则能更好地表示色差的性质，极坐标空间用L*C*H*表示：

极坐标空间的总色差计算式由下式规定：

色差公式中，△L*=L样*-L标*，表示样品与标准的亮暗差。△C*=C样*-C标*，当△C*为正值，表示样品比标准饱和度高，负值表示样品比标准饱和度低。△H*为色相角差，△H*=△H样*-△H标*，它是由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的，在顺时针方向上△H*为正值，在逆时针方向上△H*为负值，由此可以推算出对颜色色相差的影响。

CMC色差公式：

CMC色差公式是在CIELAB公式的基础上修改导出，先后被英美两国作为各自的国家标准采用，并于1995年被ISO接受成为国际标准，也是目前色差仪中比较常用的一个色差公式，该色差公式的表达式如下：

公式中，△L*，△C*ab，△H*ab，由CIE1976LAB色差公式计算，SL、SC和SH分别为明度、彩度和色调加权函数，用于调整不同明度、不同彩度和不同色调对色差的贡献大小。l和C为参数因子，用于调整不同的观察条件对色差的影响大小。

对于l和c值的选取：对色差的“可察觉性”目光测定资料，可取l=c=1。而对色差的“可接受性”目光鉴定资料，则可取l=2，c=1。色差的“可察觉性”和“可接受性”是颜色肉眼观察的颜色差异的大体评定。“可察觉性”是指颜色差异肉眼可识别出；“可接受性”是指颜色差异相当明显，但仍属于同一色调下。

CIE94色差公式：

CIE94色差公式是CIE于1955年推荐的一个色差公式，其全称为“CIE1994（△L*△C*ab△H*ab）色差模型”，正式缩写形式是CIE94，色差符号为△E*94。△E*94色差公式是CMC（1：c）色差公式的一种改良形式，其结构与ΔE*CMC(l：c)色差公式相似的公式，该公式的计算式如下所示：

式中，SL、SC和SH的意义和CMC公式相同，分别为明度、彩度和色调加权函数。ΔL*，△C*ab，△H*ab分别表示两种颜色间的明度差、彩度差和色相差。参数因子KL，KC，KH可根据不同的评价对象和评价条件选择不同数值，参考条件下的参数因子数值均为1。当观察条件改变时，可以对各参数进行单独改变以适应视觉上每个颜色分量（明度、彩度、色相）的变化。

CIE94色差公式沿用了变化参数的思想，对关系颜色差别的三要素明度、彩度和色相给出了更好的参考。常用的参考数值仅仅对明度的取值进行改变，例如，评价纺织品是明度的参数因子取值为2，而在印刷行业中推荐的明度参数因子的取值为1.4，这两种情况下其他两者的取值与参考条件下的取值相同。

CIEDE2000色差公式：

CIEDE2000色差公式是在CIELAB、CIE94等色差公式基础上，通过大量视觉实验和色差评估实验得到的。CIE2000色差公式并不是创建了一个新的人眼辨别临界区均匀的色空间，而是重新定义了色差计算方法，使得在整个CIELab（L*a*b*色度空间）中，色差计算值与人眼评估更为接近。新的色差公式在原色差计算公式基础上，另外特别引用了三个新的重量系数SL，SC和SH，分别代表了在亮度△L*、饱和度△C*和色调△H*方向上的差异程度。

式中，ΔL'为亮度差；ΔC'为彩度差；ΔH'为色相差；KL、KC、KH分别为亮度、彩度、色相的权重因子，在本文的应用情况下，将其取值为KL=KC=KH=1；SL、SC、SH分别为对亮度、彩色、色相的补偿函数；RT为对蓝色区域的旋转因子。

CIEDE2000只是重新定义了色差的计算方法，并不是建立了一个新的均匀色空间。对于一般的工业色差评估，可以直接用该公式进行计算，计算结果即可表示被知觉的色差。CIEDE2000色差公式是目前色差仪中最新的一个色差公式，不仅包含有明度、彩度和色调加权函数，还加入了彩度差色调差的交叉项和改善中性灰色色差预测能力的函数项，在色差评定中使用比较的广泛。