色差儀研發(fā)的目的就是要控制顏色。但是控制顏色，您需要能夠比較非常小的差異，確定其影響并了解如何解決這種影響。在本系列中，我們已經(jīng)了解了顏色分析的歷史以及光在公差中的作用。今天我們將討論色彩空間和色彩容差之間的差異，并介紹最常用的方法。

色彩空間

色彩空間為我們提供了一種交流色彩的方式。就像我們可以使用經(jīng)度，緯度和海拔在地球上找到任何位置一樣，我們可以在顏色空間中找到任何顏色。

這是兩個(gè)最常見的顏色空間。

L * a * b *又名CIELab，又稱LAB模型

在1940年代，Richard Hunter引入了一個(gè)三刺激模型Lab，它被縮放以實(shí)現(xiàn)感知色差的近似均勻間隔。

L軸表示深色與淺色粉色的差異，絕對(duì)白色為100，絕對(duì)黑色為0.矩形坐標(biāo)a和b代表主色軸，紅色為正a，綠色為負(fù)a; 正b處為黃色，負(fù)b處為藍(lán)色。中間色調(diào)介于紅色，黃色，綠色和藍(lán)色的主要色調(diào)之間。

雖然采用亨特實(shí)驗(yàn)室作為繪制絕對(duì)色彩坐標(biāo)和顏色之間差異的事實(shí)模型，但它從未被正式接受為國際標(biāo)準(zhǔn)。三十一年后，CIE發(fā)布了亨特實(shí)驗(yàn)室的更新版本：CIELab。發(fā)音的正確方法是“see-lab”，或“L-star，a-star，b-star”，但有些應(yīng)用程序和樂器只稱它為L，A，B或Lab。

CIELab可以瀏覽包含我們可以看到的所有顏色的網(wǎng)格狀顏色空間。只需對(duì)亨特原始數(shù)學(xué)進(jìn)行一些小改動(dòng)，這張新地圖就成為了報(bào)告比色值的推薦和國際認(rèn)可的方法。

L * C * h°（又名CIELCH）模型

在這個(gè)模型中，L代表亮度，C代表色度，H代表色調(diào)。色調(diào)圍繞“赤道”移動(dòng)一圈，以描述顏色系列 - 紅色，黃色，綠色和藍(lán)色 - 以及介于兩者之間的所有顏色。色調(diào)圓圈中的數(shù)字范圍從0到360，從零度開始紅色，然后逆時(shí)針移動(dòng)黃色，綠色，藍(lán)色，然后再返回紅色。

L軸描述顏色的發(fā)光強(qiáng)度。通過比較值，您可以將顏色分類為淺色或深色。就像L * a * b *模型一樣，較淺的顏色具有較高的值。C軸表示色度或飽和度。中心附近的較低數(shù)字更加暗淡和灰色，而周邊附近的數(shù)字更高，更加純凈，生動(dòng)和飽和。

顏色公差

如果可以在顏色空間中繪制兩種顏色，則可以計(jì)算它們之間的距離。公差是對(duì)已知標(biāo)準(zhǔn)的色差（delta）的評(píng)估。使用行星地球類比，計(jì)算兩種顏色之間的容差就像確定地圖上兩個(gè)城市之間的距離一樣。

雖然有許多不同的公差方法，但它們的工作方式基本相同。可以把它想象成選擇這兩個(gè)城市之間的交通方式 - 你可以步行，開車或者飛行。這三個(gè)都會(huì)讓你到達(dá)那里，但每種方法都會(huì)有所不同。

以下是一些當(dāng)前的公差方法。

Delta L*a*b*（又名CIELab和LAB）

要達(dá)到Delta L * a * b *的公差，首先要定義Delta L *（亮度），Delta a *（紅色/綠色）和Delta b *（黃色/藍(lán)色）的差異限制。這些限制在標(biāo)準(zhǔn)周圍創(chuàng)建了一個(gè)矩形公差框。在此示例中，目標(biāo)是相對(duì)較暗（42.65）的綠色/藍(lán)色陰影。a *和b *均為負(fù)數(shù)，將其置于綠色/藍(lán)色象限中。

接下來，您可以為可接受的色差創(chuàng)建限制。該圖像顯示L *，a *和b *各自的一個(gè)單位的容差，其形成圍繞目標(biāo)顏色的框。創(chuàng)建公差后，可以接受任何位于框內(nèi)的樣本測(cè)量，并且拒絕任何落在框外的樣本。

該圖顯示了作為正方形的可接受公差，以及作為橢圓體的視覺上可接受的顏色。您可以看到問題 - 橢圓體周圍的盒形公差可以為不可接受的顏色提供良好的數(shù)字。另一方面，如果您創(chuàng)建一個(gè)小到足以容納橢圓體的公差框，則可能會(huì)失去視覺上可接受的顏色。

Delta L * a * b *顏色模型非常隨意，因?yàn)樗]有真正捕捉到我們感知，描述和傳達(dá)顏色的方式。雖然人類善于傳達(dá)明暗元素，但我們更難描述紅綠色和藍(lán)綠色。

DE*= CIELab Delta E.

Delta E是兩種顏色之間的總距離或差異。在我們的地球比喻中，將其視為兩個(gè)城市之間的總距離。

Delta L*C*h°（又稱CIELCH）

在DeltaL*C*h°中的公差與DeltaL*a*b*中的公差沒有太大差別。顏色可以在L中向上或向下移動(dòng) - 進(jìn)入或離開色度 - 以及順時(shí)針或逆時(shí)針以色調(diào)。但在DeltaL*C*h°中，可接受的誤差量是DeltaL，Delta C和Delta H而不是Delta L，DeltaA和DeltaB.

下圖顯示了相同顏色的相同藍(lán)/綠點(diǎn)平面。然而，這次使用Delta L*C*h°術(shù)語識(shí)別顏色。限制的指定與DeltaL*a*b*類似，但此處顏色的允許誤差范圍是根據(jù)亮度，色調(diào)和色度確定的。

還記得DeltaL*a*b*公差如何產(chǎn)生立方體形狀嗎？DeltaL*C*h°比目標(biāo)周圍的立方體形成更多的“切片”，以更好地與人類視覺相關(guān)聯(lián)。雖然DeltaL*C*h°顏色模型更直觀，但大多數(shù)規(guī)格要求在DeltaL*a*b*中進(jìn)行測(cè)量。事實(shí)上，今天的儀器和軟件很容易從一種型號(hào)滑到另一種型號(hào)。

DECMC=Delta E CMC

Delta E CMC公差基于DeltaL*C*h°，但在視覺評(píng)估和測(cè)量的色差之間提供更好的一致性。CMC計(jì)算在數(shù)學(xué)上定義了圍繞標(biāo)準(zhǔn)顏色的橢圓體，半軸對(duì)應(yīng)于色調(diào)，色度和亮度。橢球表示可接受顏色的體積，并根據(jù)顏色空間中顏色的位置自動(dòng)改變大小和形狀。

正如您所看到的，顏色空間的橙色區(qū)域中的橢圓體比綠色區(qū)域中更寬更圓的橢圓體更長更窄。橢圓體的尺寸和形狀也隨著顏色和/或亮度的變化而變化。

CMC等式允許您改變橢圓體的整體尺寸，以更好地匹配視覺上可接受的尺寸。通過改變商業(yè)因素（cf），橢圓體可以根據(jù)需要制作得大或小以匹配視覺評(píng)估。

由于眼睛通常會(huì)接受亮度（l）的差異大于色度（c）的差異，因此（l:c）的默認(rèn)比率為2:1。2:1的比例將允許亮度與色度差異的兩倍。CMC等式允許調(diào)整該比率以實(shí)現(xiàn)與視覺評(píng)估更好的一致性。

DE94=Delta E 94

1994年，CIE發(fā)布了一種名為CIE94的新容差方法。與CMC一樣，這種公差方法也會(huì)產(chǎn)生橢圓體，但您可以控制亮度（kL）與色度（Kc）之比，以及商業(yè)因素（cf）。這些設(shè)置以類似于l：c和cf設(shè)置對(duì)CMC的影響的方式影響橢圓體的大小和形狀。

然而，雖然CMC主要用于紡織工業(yè)，但CIE94更常用于油漆和涂料工業(yè)。在這兩個(gè)公差之間進(jìn)行選擇時(shí)，您應(yīng)該考慮被測(cè)表面的類型。如果表面有紋理或不規(guī)則，CMC可能是最合適的。如果表面光滑而規(guī)則，CIE94可能是更好的選擇。

DE00=Delta E 2000

Delta E 2000的公式使用當(dāng)今最先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法，并為人眼提供最佳協(xié)議。盡管它解決了DE94的亮度問題，但它并非沒有錯(cuò)誤，特別是在比較相互180°的色調(diào)時(shí)。

如何選擇正確的方法

盡管沒有顏色公差系統(tǒng)是完美的，但CMC和DE2000方程式最能代表我們的眼睛看到它們時(shí)的顏色差異。在決定使用哪種方法時(shí)，請(qǐng)考慮Billmeyer（1970和1979）的以下五條規(guī)則：

選擇一種計(jì)算方法并始終如一地使用它。

始終指定計(jì)算的確切方式。

切勿嘗試通過使用平均因子來轉(zhuǎn)換由不同方程計(jì)算的色差。

僅將計(jì)算出的色差用作設(shè)置公差的第一近似值，直到可以通過視覺判斷確認(rèn)。

永遠(yuǎn)記住沒有人因?yàn)閿?shù)字而接受或拒絕顏色。它看起來很重要。