2023-12-20
色差儀在使用的過程中,我們需要相對相關的參數(shù)進行設置,在期間及測量過程中,就會涉及到2°標準觀察者和10°標準觀察者、表色系統(tǒng)Lab和L*a*b*和色調(diào)角hab和色調(diào)差△H*ab等相關色度參數(shù)。鑒于許多的朋友對此不是很了解,本文對觀察者角度、表色系統(tǒng)及相關參數(shù)做了介紹,感興趣的朋友不妨了解一下!
標準觀察者是一個專有名詞,了解顏色體系的發(fā)展過程,就不難理解2°標準觀察者和10°標準觀察者(以下簡稱觀察者)。2°觀察者和10°觀察者的實質(zhì)是一組標準觀察者的配色函數(shù)。這組配色函數(shù)是通過一些正常色觀察者統(tǒng)計得出的,它與人眼的結(jié)構(gòu)相關。
2°觀察者的配色函數(shù)是1931年建立起來的,而10°觀察者的配色函數(shù)是1964年在2°觀察者的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎上發(fā)展起來的,10°觀察者的視場包含了2°觀察者的視場。10°觀察者具有更為嚴密的統(tǒng)計基礎,因為它是建立在更多位正常色觀察者的統(tǒng)計數(shù)據(jù)基礎之上的。2°和10°觀察者的視場如下圖所示。
實驗研究表明:在明亮的條件下,人眼觀察物體時,主要起作用的人眼細胞是椎體細胞,它可以分辨物體的細節(jié),不能分辨物體的輪廓,稱為明視覺。在黑暗條件下,人眼觀察物體時,主要起作用的細胞是桿體細胞,它可以分辨物體的輪廓,不能分辨物體的細節(jié),稱為暗視覺。椎體細胞主要分布在視網(wǎng)膜的中央凹附近,明亮的條件下觀察物體相當于觀察遠處的物體,形成了較小的張角。桿體細胞分布在中央凹的外圍,黑暗的條件下觀察物體相當于觀察近處的物體,形成了較大的張角。
當視場角為2°時,物體的像恰好落在視網(wǎng)膜的中心椎體細胞最密集的區(qū)域。如上圖所示,觀察者的不同視場角,觀察遠處和近處物體時,人眼不同功能細胞起到相對應的作用,在視網(wǎng)膜上得以成像。
CIE1931-XYZ標準觀察者的各個參數(shù),都是適用于 2°視場的中央觀察條件(適用10-4°視場),此視場角下觀察物體,主要是人眼的中央凹椎體細胞起作用。故小于 1°的極小視場的顏色觀察和大于40的視場顏色觀察條件,CIE1931-XYZ標準色度觀察者不適用。因此,為了適應大視場的顏色觀察,人們在大量實驗的基礎上,又建立了“CIE1964-XYZ 色度學系統(tǒng)”。
在“CIE1964-XYZ補色色度學系統(tǒng)”中觀察被測物體,既覆蓋了視網(wǎng)膜中心的椎體細胞,也覆蓋了視網(wǎng)膜中央凹周圍的桿體細胞,它適合于10°大視場。人的眼睛在2°的視場條件下,識別物體顏色的能力較低,在10°的視場條件下,判斷顏色的精度和重現(xiàn)性較高。目前顏色測量大多采用,10°的視場。
Lab指的是Hunter Lab,它是建立在顏色對立理論基礎上的三維直角坐標系,是不帶星號的。CIEL*a*b*(CIELAB)是慣常用來描述人眼可見的所有顏色的最完備的色彩模型。L、a和b后面的星號(*)是全名的一部分,因為它們表示L*、a*和b*,不同于L、a和b。這2種表色系統(tǒng)都是建立在顏色對立理論基礎上的,應用都比較廣泛,區(qū)分這2種表色系統(tǒng)還是很有必要的。
Hunter Lab和CIELAB顏色體系的計算公式不同,雖然都是由X、Y、Z經(jīng)數(shù)學計算而來,但是色度量的取值不同。比如同樣是瓷磚的顏色——黃色,Hunter Lab體系的顏色參數(shù)值為L=61.42,a=+18.11,b=+32.23,而CIELAB體系的顏色參數(shù)值則分別為L*=67.81,a*=+19.56,b*=+58.16。
2個色度空間與視覺感官的均勻性都存在差異。
比如雖然 CIELAB 色空間是 CIE 推薦的均勻顏色空間,而實際上CIELAB空間對于人眼的色彩感覺來說也還是不均勻的。在該空間的某個區(qū)域(如紅色區(qū)域)取2個色樣點與另一區(qū)域(如綠色區(qū)域)同等距離的2個色樣點作比較,會發(fā)現(xiàn)在紅色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別和綠色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別不一樣,即在不同顏色區(qū)域,色彩的寬容量數(shù)值是不相等的。HunterLab和CIELAB的色空間示意圖如下圖所示。
根據(jù)CIELAB計算公式得到L*、a*、b*值,一組L*、a*、b*數(shù)據(jù)對應CIELAB色空間中的一個點,為了表述任意2種顏色在色空間的相對位置,引入了飽和度C*ab、色調(diào)角hab和色調(diào)差△H*ab。
CIEL*a*b*(CIELAB)色空間方程如下式所示。
經(jīng)過換算后得到下式:
式中,X、Y、Z——物體的三刺激值,無單位;Xn、Yn、Zn——參比白色的三刺激值,無單位;L*——明度,無單位;a*、b*——色度坐標,無單位;C*ab——飽和度,無單位;hab——色調(diào)角,(°);△E*ab——色差值,無單位;△H*ab——色調(diào)差,無單位;C*S——標準樣的飽和度,無單位;C*B——批次樣的飽和度,無單位。
因此,色調(diào)角的寫法是hab取值范圍為0°~360°;色調(diào)差的寫法是△H*ab,單獨的H*是不存在的。色調(diào)差△H*ab;可以通過標準樣的飽和度C*S、批次樣的飽和度C*B以及色調(diào)角差△hab快速計算出來。
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