颜色相关术语及颜色差异值△E计算公式

颜色是色度学研究的一项重要内容，色度学中关于颜色的术语有很多，包括：三刺激值、颜色三要素、色品坐标及色差△E等。本文对颜色相关术语及颜色差异值△E计算公式做了介绍。

颜色相关术语介绍：

三刺激值：在三色系统中，与待测色刺激达到色匹配所需的三种参照色刺激的量。

光谱三刺激值：在三色系统中，等能单色辐射的三刺激值。在CIE1931和CIE1964标准色度系统中分别用x（λ），y（λ），z（λ）和x10（λ），y10（λ），z10（λ）表示。

光谱功率分布：光谱密度与波长之间的函数关系。

明度：表示颜色明亮的程度。在同样的照明条件下，以白板作为基准，对物体表面的视知觉特性给予的分度。

色调：是区分不同彩色的特征。可见光谱范围内，不同波长辐射，在视觉上呈现不同色调，如红、黄、绿、蓝、青等。

饱和度：表示颜色接近光谱色的程度。一种颜色，可以看成是某种光谱色与白色混合的结果。其中光谱色所占的比例愈大，颜色接近光谱色的程度就愈高，颜色的饱和度也就愈高。光谱色的白光成份为0，饱和度达到最高。

均匀颜色空间：计算色差必须在特殊的颜色空间中进行，在这个颜色空间里，各个不同颜色区域的数值变化必须与眼睛对颜色的感觉一致，相同的数值变化对应相同的颜色差别感觉，满足这个条件的颜色就称为颜色感觉上的均匀颜色空间。

色品坐标：各个三刺激值与它们之和的比。

色差△E：以定量表示的色知觉差异，由各色空间对应的色差公式求得。

颜色差异值△E计算公式：

目前，关于颜色差异值△E计算公式有很多，这里主要介绍CIELAB色差公式和CIEDE2000色差公式。

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是最简单的色差公式，也是1976年CIE推荐的工业应用色差公式之一。使用两个颜色刺激色样在空间中的欧式距离来表示两者之间的色差。假设在CIELAB颜色空间中有两个颜色（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2），通过下列色差公式便可计算出两者之间的色差。

式中，△L*、△a*和△b*分别表示两个颜色样本的坐标L*、a*和b*之差。色差也可以用明度差△L*、饱和度差△C*ab和色调差△H*ab来定义，即：

其中，利用下式可以得到色度差△C*ab和色调角度差△hab：

如果CIELAB空间是理想的均匀颜色空间，则其对应的视觉容差应为球形。根据颜色科学研究人员的实验研究，发现在CIELAB空间使用椭球来描述颜色的视觉容差更为合适，这表明CIELAB颜色空间并非理想的均匀颜色空间。虽然CIELAB色差公式对中小色差的预测精度较差，但由于其结构简单，易于理解并具有较好的大色差预测精度，所以仍被广泛应用。

2.CIEDE2000色差公式

CIEDE2000色差公式是在2001年推出的一个色差公式，也是目前最新的色差公式。该公式校正了色相权重系数、明度权重系数和彩度权重系数，调整了彩度差和色相差的交互项、CIELAB的a*因子。具体计算方法如下式所示：

式中：KL、KC、KH是三个常量参数，根据测试对象的不同或者色彩品质控制的要求来定义，在纺织行业中，KL一般取2，KC和KH一般取1；SL、SC、SH分别表示明度、彩度和色相的权重系数，用来校正颜色空间的均匀性；RT表示旋转函数，用来校正颜色空间中蓝色区域容差椭圆主轴方向的偏转。

CIEDE2000只是重新定义了色差的计算方法，并不是建立了一个新的均匀色空间。对于一般的工业色差评估，可以直接用该公式进行计算，计算结果即可表示被知觉的色差。