色差原理介紹

色差原理介紹第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六有三個重要的因素必須同時(shí)存在，才能觀察到色彩的發(fā)生。

光源物體觀察者

lightsource object observer如何感受到顏色？第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六光被定義為一輻射能，並被表示為電磁輻射表中的一小部分。人類僅能感受到整個光能量帶的極小部分，稱為可見光。.可見光的波長範(fàn)圍約為400-700nanometer(nm.).光第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六太陽光或其他形式的螢光，均以無色的形式進(jìn)入人們的眼睛。但當(dāng)將日光分離（透過稜鏡）成各可見光區(qū)域的波長，則可得到如下的光譜：下雨後，光透過空氣中的微小水滴形成我們看到的彩虹光源第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六

鎢絲燈 日光 螢光目前以儀器測試顏色，最常選擇使用由CIE（國際照明委員會）定義的標(biāo)準(zhǔn)照明：IlluminantAhasaColortemperatureat2856KIlluminantD65hasaColortemperatureat6500KIlluminantF2hasaColortemperatureat4200KCIE照明第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六觀察者狀態(tài)的第二個要素即為：物體當(dāng)光撞擊到物體時(shí)，光會從物體反射，並使觀察者能感受到顏色。如果一小部分的光被表面反射，看起來呈現(xiàn)白色高亮度，稱為

鏡面反射或光澤如果全部的光都被反射到各方向，而且是可看見的，稱為擴(kuò)散反射.物體對光的物理現(xiàn)象第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六光也能穿透物體而到達(dá)物體的另一邊.光通過物體且擴(kuò)散開來，稱為擴(kuò)散穿透

Ex：光通過霧光通過物體沒有擴(kuò)散開來，只是改變顏色，稱為規(guī)則性穿透物體對光的物理現(xiàn)象第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六當(dāng)光線最後到達(dá)眼睛時(shí)，選擇性的吸收扮演一重要的角色。光有部分會被物體吸收，不同波長有不同比例的吸收。此種現(xiàn)象與物體本身的色彩有很大的關(guān)係。藍(lán)色物體吸收紅色跟其他波長的光，主要反射藍(lán)光讓眼睛接收到。眼睛接收到的量反映出看到淡藍(lán)或深藍(lán)色。物體對光的物理現(xiàn)象第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六反射:眼睛所能看到的顏色吸收:色母材料的功用.穿透、透明:Sometimesimportant

物體第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六如何以顏色的光譜測試儀，來進(jìn)行物體對光的反射（或穿透）的物理性量測?將物體在可見光光譜區(qū)域內(nèi)，各波長下的反射率連接，即可得到所謂的光譜曲線。如此則可將觀察者的狀態(tài)量化。==顏色的測量第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六Basisforallfurthercolormetrics光譜反射數(shù)據(jù)第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六為了建立一個標(biāo)準(zhǔn)，以作為數(shù)值化色彩之參考。1931年CIE建立2DegreeStandardObserver.—標(biāo)準(zhǔn)觀察者。（67人的色彩感覺之測量平均值）1964年—10°標(biāo)準(zhǔn)觀察者1964年，10°觀察者為商業(yè)顏色的組合提供更好的關(guān)連CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六將觀察到的顏色狀態(tài)，反射率、光源能量、以及人眼的三原色刺激量等要件，以數(shù)據(jù)量化，並經(jīng)過轉(zhuǎn)換成所謂的三激值。物體的物裡反射率（或穿透率）能被量測，並記錄成光譜曲線。

10Degree/D65X=?Y=?Z=?三激值第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六CIEX,YandZ值對描述物體的顏色並不實(shí)用，僅有少數(shù)的實(shí)驗(yàn)觀察者能以X,Y,Z值來表示顏色。CIE另介紹一種稱為ChromaticityDiagram

幫助觀察者以X,Y,Z的共座標(biāo)來描述顏色，計(jì)算公式如下：x=

XX+Y+Z

YX+Y+Z;y=但仍舊不實(shí)用CIEX,Y,Z系統(tǒng)的發(fā)展第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六顏色空間(ColorSpace)顏色：將顏色之立體空間用三屬性，明度、色相、彩度以具體數(shù)值表示明度：顏色的深淺度色相：指紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色質(zhì)彩度：指顏色的鮮豔度第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六將ColorSpace

想像成顏色的樹明暗度（Lightness）從高排列到低明暗度形成顏色空間的第一個因次（dimension）顏色的明暗度以字母

L表示,黑色有較低的L值，白色澤有較高的L值。顏色空間(ColorSpace)第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六如果我們觀察此顏色樹的中心部分，可以看到色度Hue從紅色連續(xù)性的排列到紫色，此因次可表示為字母H.彩度Chroma，以字母C表示，為從中心點(diǎn)向外輻射，從灰色逐漸的增加至飽和顏色顏色空間(ColorSpace)第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六a

為紅—綠座標(biāo)軸紅色在正的方向綠色在負(fù)的方向b為黃—藍(lán)座標(biāo)軸黃色在正的方向藍(lán)色在負(fù)的方向CIELab第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六L*Lightness第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六a*red-green

b*yellow-blue第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六C*Chroma

hhueangle第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六在定義的幾何條件下得到的光譜資訊，即為一個顏色的指紋（fingerprint）光譜的資訊能夠被轉(zhuǎn)換成排列在三次元顏色空間上的位置所有顏色在顏色空間上均有一個唯一的位置（address）在特定的光源、觀察者及測試幾何下，此位置才有意義。改變光源、觀察者及測試幾何條件，很多情形下，相同的sample，會在顏色空間上有不同的位置。顏色的確認(rèn)第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六現(xiàn)今最被廣泛使用的顏色表示系統(tǒng)為CIELabcolorscale.將物體的顏色以三個座標(biāo)值(L*a*b*).表示將顏色的三激值XYZ轉(zhuǎn)換成L*a*b*值，對一個觀察者描述所觀察到的顏色，會是一項(xiàng)比較方便的工作。CIELab第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六CIELAB(L*a*b*)值用來表示產(chǎn)品的顏色，並且能畫在顏色空間上。計(jì)算顏色空間上兩點(diǎn)之間的差異，即可表示為色差。色差(ColorDifference)第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六AcolordifferencemeasurementiscalculatedbysubtractingtheL*a*b*ofstandardfromthebatch.Inthepreviousexamplescanbeillustratedbelow.Batch Std Diff. VisualTermsL*=40 50 -10 Darkera*=20 30 -10 LessRedb*=30 20 10 Yellower

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件與測試件於顏色空間上的距離即為標(biāo)準(zhǔn)件與測試件之間色差。色差(ColorDifference)第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六色差在工業(yè)上的使用有其重要性色差定義為：在顏色空間上兩個位置之間的距離。例如：標(biāo)準(zhǔn)件與測試件在顏色空間上的距離。色差包含三個元件

LightnessdifferencedL*=L*trial-L*standard

red-greendifferenceda*=a*trial-a*standard

yellow-bluedifferencedb*=b*trial-b*standard色差(ColorDifference)第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六利用DL*,Da*andDb*組成的色差方程式來計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件與測試件之間的總色差，稱為deltaE，並以符號

DE*表示.可以下列方程式計(jì)算：

DE*=[(DL*)2+(Da*)2+(Db*)2]1/2WithreservationitcanbesaidthatcolordifferenceDE*>1inCIELABunitcanbeseenclearly.However,thistermsisverymisleadinganditdefinitiondependsuponapplicationandtherelationshipbetweenthebuyerandtheseller.總色差(TotalColorDifference)第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六DE*為利用三個因次的差異，來得到一個單一的數(shù)值。所以單一的數(shù)值僅能表示顏色差異的大小，而無法表示顏色差異的方向。只有三個因次個別的差值，才能指出與標(biāo)準(zhǔn)品之間顏色差異的方向。Mostimportantly,visualsensitivityvariesthroughoutCIELABcolorspace.

很困難地用一個單一數(shù)值的範(fàn)圍，應(yīng)用到所有的顏色，來表示顏色的差異。DeltaE第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六人們希望用一個固定的色差方程式，來定義所有色差的允許範(fàn)圍（Tolerances）。現(xiàn)就有一個機(jī)會讓美夢成真：使用ΔE總色差值。但如果你還不能相信它，你可以自行建立dL*,da*,db*的允許範(fàn)圍。

-但是並不是一個簡單的工作當(dāng)你有一些可接受及被拒絕的sample時(shí)，你才有辦法做到上述的動作。相同的CIELabdE*允許範(fàn)圍並不建議使用到所有的顏色上色差允許範(fàn)圍(Tolerance)第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六實(shí)用上，CIELAB能以三個個別的差異值來替代單一的數(shù)值DE*.色差的建立，描述如下：1.Selectalargepopulationofsamplefromactualproductionwhichshowallthepossibleprocessvariations.2.Visuallyacceptable&unacceptableareseparatedwhencomparetostandard.3.Instrumentalcolordifferencemeasurementofthesesamplesaremadeandthenplottedtodefineatoleranceareawithacceptabilitylimits.OneexamplewouldbetoplotDa*vs.Db*onCIELABChromediagram.AseconddiagramcouldbecreatedtoplotdeltaL*vs.Da*orDb*.色差允許範(fàn)圍(Tolerance)第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六4.DatacollectedisthenplottedinCIELABchrome(a*/b*)diagramIntimeitwilldefineatolerancearea.所有落在橢圓形區(qū)域內(nèi)的測試值，均為可接受的範(fàn)圍。而落在區(qū)域外邊的值，則為視覺上無法接受的值.此種方法即為利用三個個別的允收值來和標(biāo)準(zhǔn)顏色作一比較。色差允許範(fàn)圍(Tolerance)第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六測試?yán)旱?2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六以上的資訊，希能讓大家明瞭，顏色