色差仪使用过程中易混淆的几个色度参数介绍

色差仪在使用的过程中，我们需要相对相关的参数进行设置，在期间及测量过程中，就会涉及到2°标准观察者和10°标准观察者、表色系统Lab和L*a*b*和色调角hab和色调差△H*ab等相关色度参数。鉴于许多的朋友对此不是很了解，本文对观察者角度、表色系统及相关参数做了介绍，感兴趣的朋友不妨了解一下！

2°标准观察者和10°标准观察者：

标准观察者是一个专有名词，了解颜色体系的发展过程，就不难理解2°标准观察者和10°标准观察者（以下简称观察者）。2°观察者和10°观察者的实质是一组标准观察者的配色函数。这组配色函数是通过一些正常色观察者统计得出的，它与人眼的结构相关。

2°观察者的配色函数是1931年建立起来的，而10°观察者的配色函数是1964年在2°观察者的统计数据的基础上发展起来的，10°观察者的视场包含了2°观察者的视场。10°观察者具有更为严密的统计基础，因为它是建立在更多位正常色观察者的统计数据基础之上的。2°和10°观察者的视场如下图所示。

实验研究表明：在明亮的条件下，人眼观察物体时，主要起作用的人眼细胞是椎体细胞，它可以分辨物体的细节，不能分辨物体的轮廓，称为明视觉。在黑暗条件下，人眼观察物体时，主要起作用的细胞是杆体细胞，它可以分辨物体的轮廓，不能分辨物体的细节，称为暗视觉。椎体细胞主要分布在视网膜的中央凹附近，明亮的条件下观察物体相当于观察远处的物体，形成了较小的张角。杆体细胞分布在中央凹的外围，黑暗的条件下观察物体相当于观察近处的物体，形成了较大的张角。

当视场角为2°时，物体的像恰好落在视网膜的中心椎体细胞最密集的区域。如上图所示，观察者的不同视场角，观察远处和近处物体时，人眼不同功能细胞起到相对应的作用，在视网膜上得以成像。

CIE1931-XYZ标准观察者的各个参数，都是适用于 2°视场的中央观察条件（适用10-4°视场），此视场角下观察物体，主要是人眼的中央凹椎体细胞起作用。故小于 1°的极小视场的颜色观察和大于40的视场颜色观察条件，CIE1931-XYZ标准色度观察者不适用。因此，为了适应大视场的颜色观察，人们在大量实验的基础上，又建立了“CIE1964-XYZ 色度学系统”。

在“CIE1964-XYZ补色色度学系统”中观察被测物体，既覆盖了视网膜中心的椎体细胞，也覆盖了视网膜中央凹周围的杆体细胞，它适合于10°大视场。人的眼睛在2°的视场条件下，识别物体颜色的能力较低，在10°的视场条件下，判断颜色的精度和重现性较高。目前颜色测量大多采用，10°的视场。

表色系统Lab和L*a*b*：

Lab指的是Hunter Lab，它是建立在颜色对立理论基础上的三维直角坐标系，是不带星号的。CIEL*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*、a*和b*，不同于L、a和b。这2种表色系统都是建立在颜色对立理论基础上的，应用都比较广泛，区分这2种表色系统还是很有必要的。

Hunter Lab和CIELAB颜色体系的计算公式不同，虽然都是由X、Y、Z经数学计算而来，但是色度量的取值不同。比如同样是瓷砖的颜色——黄色，Hunter Lab体系的颜色参数值为L=61.42，a=+18.11，b=+32.23，而CIELAB体系的颜色参数值则分别为L*=67.81，a*=+19.56，b*=+58.16。

2个色度空间与视觉感官的均匀性都存在差异。

比如虽然 CIELAB 色空间是 CIE 推荐的均匀颜色空间，而实际上CIELAB空间对于人眼的色彩感觉来说也还是不均匀的。在该空间的某个区域（如红色区域）取2个色样点与另一区域（如绿色区域）同等距离的2个色样点作比较，会发现在红色区域的2个色样的视感觉差别和绿色区域的2个色样的视感觉差别不一样，即在不同颜色区域，色彩的宽容量数值是不相等的。HunterLab和CIELAB的色空间示意图如下图所示。

色调角hab和色调差△H*ab：

根据CIELAB计算公式得到L*、a*、b*值，一组L*、a*、b*数据对应CIELAB色空间中的一个点，为了表述任意2种颜色在色空间的相对位置，引入了饱和度C*ab、色调角hab和色调差△H*ab。

CIEL*a*b*（CIELAB）色空间方程如下式所示。

经过换算后得到下式：

式中，X、Y、Z——物体的三刺激值，无单位；Xn、Yn、Zn——参比白色的三刺激值，无单位；L*——明度，无单位；a*、b*——色度坐标，无单位；C*ab——饱和度，无单位；hab——色调角，（°）；△E*ab——色差值，无单位；△H*ab——色调差，无单位；C*S——标准样的饱和度，无单位；C*B——批次样的饱和度，无单位。

因此，色调角的写法是hab取值范围为0°～360°；色调差的写法是△H*ab，单独的H*是不存在的。色调差△H*ab；可以通过标准样的饱和度C*S、批次样的饱和度C*B以及色调角差△hab快速计算出来。