色差是兩個(gè)色樣在視覺(jué)上的明度、色相和飽和度的綜合差值的體現(xiàn)，色度學(xué)為了對(duì)色差進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)和比較，規(guī)定了多個(gè)用于色差評(píng)定的色度標(biāo)準(zhǔn)。那么，色差評(píng)定的色度標(biāo)準(zhǔn)有哪些？色差怎么評(píng)定？本文為大家做了相應(yīng)的介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
色差評(píng)定的色度標(biāo)準(zhǔn)：
1.CIE1931與CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)
顏色作為一個(gè)心理物理學(xué)量，是由客觀世界及主觀感知共同決定的。根據(jù)1940年美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)色度學(xué)委員會(huì)的定義，顏色是輻射能刺激人眼視網(wǎng)膜而形成的視覺(jué)感知，對(duì)顏色進(jìn)行定量描述不僅涉及觀察者的顏色視覺(jué)特性，而且還受到照明和觀察物理?xiàng)l件等諸多復(fù)雜因素的影響。因此，顏色科學(xué)發(fā)展的首要問(wèn)題就是如何準(zhǔn)確描述顏色的問(wèn)題。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，各國(guó)科學(xué)家對(duì)視覺(jué)生理學(xué)進(jìn)行了深入研究，特別是有關(guān)人眼錐體細(xì)胞光譜響應(yīng)函數(shù)的研究，為基礎(chǔ)色度學(xué)理論提供了生理學(xué)支持。1931年，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）基于大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推薦了CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)、三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)光源（A、B和C）以及標(biāo)準(zhǔn)照明和觀察條件等，奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的基礎(chǔ)，基于狹義色度學(xué)的定義，如果兩個(gè)刺激色樣具有相同的三刺激值，則認(rèn)為對(duì)于具有正常色覺(jué)的標(biāo)準(zhǔn)觀察者，這兩個(gè)刺激色樣具有相匹配的顏色。
光源發(fā)出（光源色）或是光源經(jīng)物體反射或透射后（物體色）進(jìn)入人眼形成的光譜能量分布，稱(chēng)之為顏色刺激函數(shù)φ（λ），采用CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者顏色匹配函數(shù)x（λ）、y（λ）、z（λ），顏色刺激可以表示為CIE三刺激值X、Y、Z，即：
式中，k為歸一化系數(shù)，將標(biāo)準(zhǔn)光源或照明體的亮度調(diào)整為100。CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)主要體現(xiàn)人眼視覺(jué)系統(tǒng)中央凹錐體細(xì)胞的作用，適用于1°-4°觀察視場(chǎng)范圍；當(dāng)視場(chǎng)增大到4°以上時(shí)，由于中央凹外的桿體細(xì)胞的參與，視覺(jué)系統(tǒng)的響應(yīng)隨之發(fā)生變化。為了適應(yīng)大視場(chǎng)下顏色測(cè)量的需要，CIE基于Stiles、Burch和 Speranskaya 在10°視場(chǎng)條件下得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，于1964 年推薦了CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者顏色刺激函數(shù)x10（λ）、y10（λ）、z10（λ）。這兩組標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是顏色測(cè)量和色度計(jì)算的最基本數(shù)據(jù)，結(jié)合CIE規(guī)定的一系列標(biāo)準(zhǔn)照明體和照明/觀察幾何條件，構(gòu)成了現(xiàn)代色度學(xué)的基本系統(tǒng)，是國(guó)際上顏色測(cè)量和表征的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是幾乎一切顏色計(jì)算和顏色測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)、制造的基本理論依據(jù)。
2.CIELAB均勻顏色空間
但是，CIE1931xy色品圖具有明顯的視覺(jué)非均勻性，并且相應(yīng)的色度數(shù)值不能用于表述直觀的視覺(jué)感受量，因而在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多不足。因此，CIE在1976年推薦了視覺(jué)均勻性得到明顯改善的CIE1976均勻顏色空間，以便于客觀準(zhǔn)確地測(cè)量和評(píng)價(jià)顏色的差別，該空間為直角坐標(biāo)系，由明度坐標(biāo)L*和色度坐標(biāo)a*、b*所組成，其通用計(jì)算公式為：
其中：
式中，X、Y、Z為顏色樣品的三刺激值，Xn、Yn、Zn為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體照射在完全漫反射體上，然后反射到觀察者眼中的三刺激值，其中Yn=100，當(dāng)顏色樣品的尺度小于4°觀察視場(chǎng)時(shí)，三刺激值采用CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)；而當(dāng)顏色樣品的尺度大于 4° 觀察視場(chǎng)時(shí)，則應(yīng)采用 CIE1964 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。
在CIELAB顏色空間中，有一組與心理量近似對(duì)應(yīng)的感知屬性，即明度L*彩度C*ab和色調(diào)角hab。顏色樣品的明度L*與CIELAB空間中的明度指數(shù)L*是一致的，彩度和色調(diào)角可以通過(guò)下式計(jì)算：
色差評(píng)定的方法：
1.色差的視覺(jué)判斷
色差是指兩個(gè)顏色刺激感知差異的量值，對(duì)于兩個(gè)顏色之間差別的視覺(jué)判斷主要有兩種直觀的評(píng)價(jià)，即可感知性和可接受性，前者是指觀察者能夠看到顏色的差別或判斷其大小的視覺(jué)屬性，后者則表示觀察者認(rèn)為是否可以接受被觀察的顏色差別的視覺(jué)判斷。一般來(lái)說(shuō)，可感知性對(duì)應(yīng)于人眼的視覺(jué)辨別閾值，主要受到觀察者心理和生理因素的影響；而可接受性體現(xiàn)了對(duì)顏色質(zhì)量的要求，與觀察者的主觀意圖和被評(píng)價(jià)對(duì)象的技術(shù)指標(biāo)等有關(guān)。
色差的視覺(jué)評(píng)價(jià)具有較大的主觀性和易變性，需要進(jìn)行大量視覺(jué)實(shí)驗(yàn)。因此，需要基于大量的顏色視覺(jué)判斷和色差比較心理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，才能建立可以預(yù)測(cè)目視色差的色差公式，以便直接應(yīng)用于工業(yè)評(píng)價(jià)。
2.色差的公式判斷
理想的色差評(píng)價(jià)公式應(yīng)該基于真正視覺(jué)感知均勻的顏色空間而建立，任意兩個(gè)顏色在理想顏色空間的歐氏距離可以用來(lái)表示色差，并與目視色差具有良好的一致性。這是色差研究的最終目標(biāo)。長(zhǎng)期以來(lái)，各國(guó)顏色科學(xué)工作者已在這一領(lǐng)域投入了大量精力，至今已提出了幾十個(gè)色差公式，部分被CIE階段性地推薦為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
于1976年被CIE正式推薦的CIELAB顏色空間及其色差公式以其良好的表現(xiàn)在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用，成為色差公式發(fā)展的一個(gè)分界點(diǎn)。在CIELAB顏色空間中，任意兩個(gè)顏色的差異可以用這兩個(gè)顏色點(diǎn)的歐氏距離來(lái)表示，即：
式中△L*、△a*和△b*分別表示兩顏色樣本的CIELAB坐標(biāo)L*、a*和b*之差。如果CIELAB空間是視覺(jué)均勻的，其對(duì)應(yīng)的等視覺(jué)容差輪廓在該顏色空間中的各個(gè)區(qū)域應(yīng)當(dāng)是一個(gè)等半徑的球形。但是，實(shí)際上CIELAB顏色空間的等視覺(jué)色差容像是一個(gè)橢球。在a*b*平面上，等視覺(jué)色差橢圓的方位角除了藍(lán)色區(qū)域外均指向原點(diǎn)，色度橢圓的長(zhǎng)短半軸比隨著彩度的增加而增大，說(shuō)明CIELAB并非一個(gè)理想的均勻顏色空間，其對(duì)中小色差的預(yù)測(cè)結(jié)果與目視觀察結(jié)果有較大的差異，然而由于CIELAB色差公式的表達(dá)式簡(jiǎn)單，而且其對(duì)大色差具有較好的預(yù)測(cè)性能，因此在工業(yè)中仍有廣泛的應(yīng)用。
近期的色差公式大多是在工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量控制條件下，積累大量視覺(jué)數(shù)據(jù)，對(duì)CIELAB色差公式進(jìn)行修正而得到，如FCM、JPC79、CMC（l:c）、BFD（l:c）、CIE94、CIEDE2000等是其代表。其中，CIEDE2000是CIE推薦的最新色差評(píng)價(jià)公式，其計(jì)算公式如下：
其中，下標(biāo)“b”表示測(cè)試色樣，下標(biāo)“s”表示標(biāo)準(zhǔn)色樣。
其中C*ab是樣品中兩個(gè)色樣C*ab值的算術(shù)平均值。式中L'、C'和h'分別是樣品對(duì)中兩個(gè)色樣的L'、C'和h'的算術(shù)平均值?？梢?jiàn)，CIEDE2000相對(duì)于先前的色差公式要復(fù)雜許多，但其具有更高的精度。