色差是產(chǎn)品顏色質(zhì)量管控的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對色差進(jìn)行測量，可以為色差管控提供數(shù)字化的參考依據(jù)，而常用的色差測量儀器有色差儀及分光色差儀等，這些儀器可以給出經(jīng)色差公式計(jì)算后的色差值。本文對色差的測試原理及色差的計(jì)算公式做了介紹。

色差的含義：

色差，即顏色標(biāo)準(zhǔn)色與實(shí)際測量顏色之間的差異，包括色調(diào)、色相、彩度、明度等要素。①色調(diào)，色調(diào)是顏色自身的特性，是區(qū)別與其他顏色的重要指標(biāo)，體現(xiàn)了顏色的“質(zhì)”，光源光譜組成以及物體表面對波長的反射比例物體色調(diào)的決定性因素。②色相，色相即色彩的名稱，是顏色的光譜特性和基本要素，當(dāng)光從短波移動至長波時，人們所感受到的顏色變化便是色相。③彩度，彩度指色的彩飽和度、顏色的純粹度，涂膜表面的反射光譜輻射的選擇性程度是物體飽和度的決定性因素，若涂膜對除了對某一窄波段有著較高的反射率之外，對于氣壓波長均沒有反射率或反射率很低，則該涂膜光譜選擇性高。④明度，明度指色彩的明暗程度，即人眼對于物體的明亮感覺，物體對于光的反射強(qiáng)度是明度的決定性因素，反射率越高，明度越高，明度高顏色淺，明度低顏色深。

色差測試的原理：

色度學(xué)是對顏色刺激進(jìn)行度量、計(jì)算和評價(jià)的一門學(xué)科，是以光學(xué)、視覺生理、視覺心理、心理物理等學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)，是把主觀的顏色感知和客觀的物理刺激聯(lián)系起來，從而建立起高度準(zhǔn)確的定量學(xué)科，是顏色科學(xué)領(lǐng)域里的一個重要組成部分。經(jīng)過科學(xué)家不斷的努力，通過大量的科學(xué)試驗(yàn)，建立了現(xiàn)代色度學(xué)，并形成了許多色度學(xué)表色系統(tǒng)。表色系統(tǒng)是將顏色按照感知色貌的特性，在顏色空間進(jìn)行有序的排列所構(gòu)成的系統(tǒng)。顏色空間是表示顏色的空間，通常是三維的。而顏色立體是指表面色按照特定的色序系統(tǒng)在顏色空間里排列所占的空間部分。常

見的表色系統(tǒng)有：CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)、孟塞爾表色系統(tǒng)、奧斯瓦爾德表色系統(tǒng)、自然色系統(tǒng)（NCS）、徳國DIN系統(tǒng)、美國光學(xué)學(xué)會一均勻色系統(tǒng)（OSA-UCS）和亨特Lab系統(tǒng)等，每種表色系統(tǒng)都有一定的應(yīng)用時間和地域。為了便于對顏色的度量，國際照明委員會CIE引入了三刺激值，任何色光的顏色都可以用三刺激值來表示。三刺激值可以用光學(xué)辦法客觀地測量。對不發(fā)光體，可以測量它在某種標(biāo)準(zhǔn)光源照射下的顏色（物體色），實(shí)際就是收集樣品的反射光，然后測出這些反射光的刺激值。CIE（1976）L*a*b*系統(tǒng)中，L*為明度指數(shù)，表示在近似均勻三維空間中物體色的明度坐標(biāo)；a*b*是色品指數(shù)。

目前，色差測量中最為常用的測色系統(tǒng)是CIE（1976）L*a*b*均勻顏色空間，其在三維色空間的各個坐標(biāo)軸方向上均具有視感知覺的等距性，而且細(xì)分了明度指數(shù)和色品指數(shù)的級差，更適宜在較小色差情況下的顏色測量、比較和討論。

色差的計(jì)算公式：

色差，又稱總體色差，通常用△E*表示，是表示標(biāo)準(zhǔn)色和試樣色的色空間的一種關(guān)系指標(biāo)，其數(shù)值越大表示被測物和對照樣顏色差別越大。色差的計(jì)算公式有很多，這里主要介紹色差儀中使用比較廣泛的△E*ab色差公式和△E*00色差公式。

1.△E*ab色差公式

ΔE*ab色差公式是CIELAB色差公式的簡稱，是色差儀中目前使用最為廣泛的一個色差公式。CIELAB色差公式是基于近似均勻的三維顏色空間建立的，由直角坐標(biāo)L*、a*、b*構(gòu)成，國際照明委員會推薦使用。該色差公式建立在CIELAB顏色空間之上，在L*a*b*公式中，L*表示明度，a*表示紅色和綠色的成分，b*表示黃色和藍(lán)色的成分。色差是指用數(shù)值的方式表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別，若兩個顏色都是按照L*a*b*標(biāo)定的，則兩個顏色之間的色差可以用歐式距離來計(jì)算：

其中，△L*是CIELAB空間的明度差，△a*是CIELAB空間的紅綠色光差，△b*是CIELAB空間的黃藍(lán)色光差。

△a*和△b*表示樣本和標(biāo)準(zhǔn)在ab*平面上位置的改變。如果將CIELab均勻顏色空間轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)空間，則能更好地表示色差的性質(zhì)，極坐標(biāo)空間用LCH表示。因此，CIELAB色差公式也可以用明度差△L*、彩度差△C*ab和色相差△H*ab來定義，即：

2.△E*00色差公式

ΔE*00色差式是CIEDE2000色差公式的簡稱，CIEDE2000是由CIE專門設(shè)立的專業(yè)委員會TC1-47（Hue and Lightness Dependent Correction to Industrial Color-Difference Evaluation）在CIELAB顏色空間的基礎(chǔ)上經(jīng)過相關(guān)修正推出的色差公式。該公式可以實(shí)現(xiàn)更加精確、符合人眼感知的色差評價(jià)，但也因此在計(jì)算上更為復(fù)雜。其色差式如下所示：

式中，ΔL'為亮度差；ΔC'為彩度差；ΔH'為色相差；KL、KC、KH分別為亮度、彩度、色相的權(quán)重因子，在本文的應(yīng)用情況下，將其取值為KL=KC=KH=1；SL、SC、SH分別為對亮度、彩色、色相的補(bǔ)償函數(shù)；RT為對藍(lán)色區(qū)域的旋轉(zhuǎn)因子。

CIEDE2000只是重新定義了色差的計(jì)算方法，并不是建立了一個新的均勻色空間。對于一般的工業(yè)色差評估，可以直接用該公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果即可表示被知覺的色差。