第3章--色差、色深与白度ppt课件

第三章第三章 色差、色深与白度色差、色深与白度第三章 色差、色深与白度1色差：色差：用数据来描述颜色的差别。用数据来描述颜色的差别。目前相对比较经典和使用较广泛的色差公式主要有：目前相对比较经典和使用较广泛的色差公式主要有：CIELABCIELUVFMCHunterCMC（l:c)CIE94CIEDE2000第一节第一节 色差及其应用色差及其应用色差：用数据来描述颜色的差别。目前相对比较经典和使用较广泛的2可感知性（可察觉性）评价：指观察者能可感知性（可察觉性）评价：指观察者能够看得到的颜色差别。够看得到的颜色差别。除与观察者的视觉辨别阈值有关外，还与除与观察者的视觉辨别阈值有关外，还与观察者的心理、生理等因素有关。观察者的心理、生理等因素有关。可接受性，是指观察者能否接受被观察颜可接受性，是指观察者能否接受被观察颜色的差别。色的差别。除了与观察者的主观意识、生活习惯有关除了与观察者的主观意识、生活习惯有关外，还与产品的技术指标有很大的关系。外，还与产品的技术指标有很大的关系。色差评价色差评价可感知性（可察觉性）评价：指观察者能够看得到的颜色差别。色差3亮度差亮度差 sp试样试样 std标样标样 正正值，样品比品比标样亮些亮些负值，样品品比比标样暗些暗些 饱和度差饱和度差 正值，表示样品正值，表示样品比标样鲜艳些比标样鲜艳些 负值，表示样品的鲜负值，表示样品的鲜艳度比标样差些艳度比标样差些（一）（一）CIELAB色差公式色差公式一、一、色差公式色差公式亮度差 sp试样 std标样 正值，样品比标样亮些负值4色度差色度差 总色差总色差 色调差色调差 色度差 总色差 色调差 5（二）（二）JPC79色差公式色差公式 R.McDonald于于1980年提出，年提出，以使用以使用55种颜色的种颜色的640对染色样品进行的色差宽容度试验结果为基础，对染色样品进行的色差宽容度试验结果为基础，建立在建立在ANLAB色空间上。色空间上。首次对三项分色差引入了调整参数首次对三项分色差引入了调整参数Lt、Ct和和Ht，表示，表示以标样为中心的一个椭球代表颜色宽容度的范围，其以标样为中心的一个椭球代表颜色宽容度的范围，其椭球三个半轴的长度分别为椭球三个半轴的长度分别为Lt、Ct和和Ht。这使得。这使得E可随待评价样品的颜色特性而改变，以改善与目视评可随待评价样品的颜色特性而改变，以改善与目视评价的一致性。价的一致性。（二）JPC79色差公式 R.McDonald于19806L：由由ANLAB色差公式色差公式计算得到的明度差；算得到的明度差；H：由：由ANLAB色差公式色差公式计算得到的色相差；算得到的色相差；C：由由ANLAB色差公式色差公式计算得到的算得到的饱和度差。和度差。Lt=0.08195 L/(1+0.01765 L)Ct=0.0638 C/(1+0.0131 C)+0.638 Ht=TCt，若，若 C 0.638，则 T=1；若若 C 0.638,h 164或或h 345，则 T=0.36+0.4 cos(h+35)当当 164 h 0偏偏红第第象限象限a0不不够绿a0不不够红a0偏黄偏黄b0不不够蓝b0不不够黄黄b0不不够绿第第象限象限a0偏偏红a0偏偏绿a0偏黄偏黄b0不不够蓝b0不不够黄黄b0偏红第a0不够绿23 照明体照明体色差公式色差公式D65AF2F7F11CIELAB2.4712.2192.2202.3222.072CMC(21)2.3302.4922.2132.1502.045CMC(11)2.3352.4962.2242.1852.060光源对色差的影响光源对色差的影响 照明体D65AF2F7F11CIE24三、残余色差三、残余色差(residul difference)亦称模拟等深色差。亦称模拟等深色差。指将深度有差异的两块样品，按照一定的关系，计指将深度有差异的两块样品，按照一定的关系，计算出深度一致时的色差。算出深度一致时的色差。当明度改变时，颜色的色相和饱和度也有不同程度当明度改变时，颜色的色相和饱和度也有不同程度的变化。的变化。处理方法：处理方法：先作等深处理，再求色差先作等深处理，再求色差。三、残余色差(residul difference)亦称模拟25据据kubelka-munk函数和函数和K/S值与染料用量与染料用量间的比例关系，的比例关系，计算算调整到深度相等整到深度相等时试样的的K/S值：St：试样深度与深度与标样深度的比深度的比值；以以这组反射率数据，得出和反射率数据，得出和标样等深的等深的“虚虚拟”的染的染样按指定的色差公式按指定的色差公式计算算试样的残余色差。的残余色差。再按下式反推出等深试样在波长再按下式反推出等深试样在波长处的反射率值：处的反射率值：据kubelka-munk函数和K/S值与染料用量间的比例关26四、色差应用四、色差应用（一）产品的合格判定（一）产品的合格判定1基于基于 L，a，b容差系统的评判容差系统的评判在在标样的周的周围分分别对 L，a，b设定相定相应的界限，形的界限，形成一个成一个长方体的方体的“盒子盒子”。区域内的区域内的试样被被认为合格。合格。区域外区域外为不合格。不合格。四、色差应用（一）产品的合格判定1基于 L，a，b容27软件处理：软件处理：把三维的坐标系统拆把三维的坐标系统拆分为一个二维和一个分为一个二维和一个一维的系统，坐标轴一维的系统，坐标轴为为 L，a和和b。ab平面上的白平面上的白色矩形表示在色相和色矩形表示在色相和饱和度方面的合格范饱和度方面的合格范围。围。L轴上的上下两根轴上的上下两根白线表示明度方面的白线表示明度方面的容差。容差。软件处理：282基于基于 L、C、H容差系统的评判容差系统的评判以以L、C、H来定义容差椭圆宽容度的范围来定义容差椭圆宽容度的范围 2基于 L、C、H容差系统的评判以L、C、H来293基于基于CIELAB 的的E容差系统的评判容差系统的评判试样试样1和试样和试样2，与标样的，与标样的L，a相同，只有相同，只有b正正负号相反，从图中可看出试样负号相反，从图中可看出试样2由于有较大的色相偏由于有较大的色相偏差，目测为不可接受差，目测为不可接受。3基于CIELAB 的E容差系统的评判试样1和试样2，与304基于基于CMC色差公式容差系统的评判色差公式容差系统的评判设定商业系数设定商业系数(commercial factor 简写为简写为cf)界限值后，如果计算出的界限值后，如果计算出的DECMC大于此界限值，大于此界限值，就判为不合格；如果小于界限值，就判为合格就判为不合格；如果小于界限值，就判为合格。cf对容差椭球的形状和大小有影响对容差椭球的形状和大小有影响 4基于CMC色差公式容差系统的评判设定商业系数(comme31（二）趋势图（二）趋势图生产厂提供一些用于判断不同批次间的偏差是否在允生产厂提供一些用于判断不同批次间的偏差是否在允许范围内的必要的信息。许范围内的必要的信息。有助于分析生产工艺是否处于正常状态。有助于分析生产工艺是否处于正常状态。图中超出上下限的样品，虽对于标样是合格，但因它们的批次间色差过大，所以同样被判为不合格。（二）趋势图生产厂提供一些用于判断不同批次间的偏差是否在允许32（三）色光分类（三）色光分类利用色差公式中的分色差来控制颜色产品质量。利用色差公式中的分色差来控制颜色产品质量。人眼对分色差的色相变化最敏感，其次是饱和度，人眼对分色差的色相变化最敏感，其次是饱和度，最后才是明度最后才是明度。根据人眼对三个分色差不同的敏感程度和所能根据人眼对三个分色差不同的敏感程度和所能感受的变化量，对染品进行分类时，三个参数感受的变化量，对染品进行分类时，三个参数的分类等级界限值通常控制为：的分类等级界限值通常控制为：L=0.8、C=0.4、H=0.2。（三）色光分类利用色差公式中的分色差来控制颜色产品质量。人33（四）色牢度仪器评级（四）色牢度仪器评级1变色牢度的色牢度的仪器器评级对经过色牢度色牢度试验的的试样和未和未经处理的原理的原样分分别 进行行测量，量，计算算转换成相成相应的灰卡的灰卡级数数（四）色牢度仪器评级1变色牢度的仪器评级转换成相应的灰卡级34用用计算出的算出的确定确定颜色改色改变的灰卡的灰卡级数数 用计算出的确定颜色改变的灰卡级数 35分别测量在色牢度试验中与受试织物相接触的贴衬织分别测量在色牢度试验中与受试织物相接触的贴衬织物和空白试验中的贴衬织物，计算其在物和空白试验中的贴衬织物，计算其在CIELAB色空色空间的间的E*和和L*，转换为沾色的级数转换为沾色的级数SSR。2沾色牢度的仪器评级沾色牢度的仪器评级沾色级数在沾色级数在 14 级级 沾色级数在沾色级数在 45 级级 分别测量在色牢度试验中与受试织物相接触的贴衬织物和空白试验中36第二节第二节 颜色深度颜色深度一、一、色深公式色深公式 Kubelka-Munk 函数的简化形式函数的简化形式（一）用（一）用(K/S)值表示色深值表示色深K/S=(1-R)2/2R 第二节 颜色深度一、色深公式（一）用(K/S)值表示色37用各个波长下的用各个波长下的(K/S)值代替该波长的反射值代替该波长的反射 值，代入值，代入计算三刺激值的公式计算三刺激值的公式：（二）用伪三刺激值之和（二）用伪三刺激值之和INTEG值表示色深值表示色深 该公式也被称为（该公式也被称为（Gardland公式）公式）INTEG=F(X)+F(Y)+F(Z)INTEG INTEG 值越大，值越大，颜色越深颜色越深。用各个波长下的(K/S)值代替该波长的反射 值，代入计算38（三）（三）Gall色深公式色深公式 B公式公式K：常数。由相应标准深度的灰色的明度值常数。由相应标准深度的灰色的明度值Y 按按 Y=(K/10)2计算得到，算得的计算得到，算得的K 值作为常数使用：值作为常数使用：K1/1=19、K1/3=29、K1/9=41、K1/25=56、K1/200=73 Y：刺激值刺激值Y，决定试样的明度。，决定试样的明度。a()：与色调有关的经验系数。：与色调有关的经验系数。S：在：在CIE x-y色品图中，颜色点与消色点之间色品图中，颜色点与消色点之间的距离，即颜色的饱和度。的距离，即颜色的饱和度。（三）Gall色深公式 B公式K：常数。由相应标准深度的39二、色深的应用二、色深的应用染料的相对强度表示某一染料相对于标准品的发色染料的相对强度表示某一染料相对于标准品的发色能力，如试样采用与标样相同的染色浓度染色，所能力，如试样采用与标样相同的染色浓度染色，所得颜色深度相等，那么该试样的相对强度就是得颜色深度相等，那么该试样的相对强度就是100分分(100%)；若深度比标样浅，则强度低于；若深度比标样浅，则强度低于100分；反之则高于分；反之则高于100分分。（一）相对强度的计算（一）相对强度的计算下标下标t：试样；：试样；下标下标s：标样；标样；C：染制样品所用：染制样品所用的染料浓度；的染料浓度；F：染料以浓度染料以浓度C的用量在织物上产的用量在织物上产生的颜色深度。生的颜色深度。二、色深的应用染料的相对强度表示某一染料相对于标准品的发色能40（二）（二）1/1标准深度的确定标准深度的确定 同一只染料，染色深度不同，测出的色牢度也不相同。同一只染料，染色深度不同，测出的色牢度也不相同。1/1标准深度准深度应具有的明度具有的明度值：CIELAB色空间中不同色区的界限角，色空间中不同色区的界限角，n=1,2 L在在0.5之间之间，符合，符合1/1标准深度。标准深度。L0.5，比，比1/1标准深度为深。标准深度为深。L0.5，比，比1/1标准深度为浅。标准深度为浅。（二）1/1标准深度的确定 同一只染料，染色深度不同，测出的41第三节第三节 白度白度由国际标准化组织由国际标准化组织ISOISO推荐的推荐的CIECIE双参数白度公式是一种相对双参数白度公式是一种相对白度评价方法，在特定的光源下，计算公式为：白度评价方法，在特定的光源下，计算公式为：一、一、CIE白度公式白度公式第三节 白度由国际标准化组织ISO推荐的CIE双参数白度公42 白度白度值，代表，代表样品的白度；品的白度；值越大，白度越高；越大，白度越高；淡色淡色调值，代表，代表样品的色品的色调偏移偏移值；正正值偏偏绿，负值偏偏红；样品三刺激品三刺激值中的中的Y刺激刺激值；样品的色度坐品的色度坐标；完全漫反射体的色度坐完全漫反射体的色度坐标。白度值，代表样品的白度；值越大，白度越高；淡色调值43公式规定使用范围公式规定使用范围 超出这个范围，认为已不属于白色范畴。超出这个范围，认为已不属于白色范畴。公式规定使用范围 超出这个范围，认为已不属于白色范畴。44迄今为止最严密的白度评价方法。迄今为止最严密的白度评价方法。二、二、GANZ白度公式白度公式白度白度 色色调值 参数参数D、P、Q、C 和和m、n、k，可用可用 CIBA-GEIGY 12块密胺塑料标准白板作块密胺塑料标准白板作标尺，在校正该仪器光源的紫外含量后求出。标尺，在校正该仪器光源的紫外含量后求出。迄今为止最严密的白度评价方法。二、GANZ白度公式白度 45同色同谱色同色同谱色：如果两个物体具有完全相同的光谱反射率如果两个物体具有完全相同的光谱反射率R或光谱或光谱透射率透射率T，那么无论在任何光源下和任一标准观察，那么无论在任何光源下和任一标准观察者条件下都会是同样的颜色，称这两个物体的颜色者条件下都会是同样的颜色，称这两个物体的颜色为同色同谱色。为同色同谱色。第四节第四节 同色异谱指数同色异谱指数同色异谱：指具有不同光谱反射率同色异谱：指具有不同光谱反射率R或光谱透射率或光谱透射率T，但在特定观察者和特定照明体下具有相同三刺激值的一但在特定观察者和特定照明体下具有相同三刺激值的一对颜色。对颜色。同色同谱色：第四节 同色异谱指数同色异谱：指具有不同光谱反46一、一、同色异谱指数计算的标准方法同色异谱指数计算的标准方法1计算两个色样（标样和试样）在参比照明体计算两个色样（标样和试样）在参比照明体D65下的三刺激值，进而求出下的三刺激值，进而求出CIELAB色差值。色差值。2如果两个色如果两个色样在参比照明体在参比照明体D65下无色差下无色差，再分别计算出在测试光源再分别计算出在测试光源A、F2下的三刺激值下的三刺激值以及两色样之间的色差值以及两色样之间的色差值 。同色异同色异谱指数：指数：，3如果两个色如果两个色样在在D65下有色差下有色差，那么首先要对，那么首先要对试样进行校正，一般使用相乘校正，使其在参比试样进行校正，一般使用相乘校正，使其在参比照明体下与标样的色差为零。照明体下与标样的色差为零。一、同色异谱指数计算的标准方法1计算两个色样（标样和试样47校正方法校正方法两色两色样在参比照明体在参比照明体D65下的三刺激下的三刺激值分分别为和和且且 校正系数校正系数 校正方法两色样在参比照明体D65下的三刺激值分别为和且 校正48和和试样的三刺激的三刺激值校正校正为：求取求取和和之之间的色差的色差则有有 同方法可求出同方法可求出。设两色样在测试照明体设两色样在测试照明体A下的三刺激值分别为：下的三刺激值分别为：和试样的三刺激值校正为：求取和之间的色差则有 同方法可求出49二、二、简易计算方法简易计算方法 标样和试样在标准照明体标样和试样在标准照明体D65下的下的CIEL*a*b*度坐标的差值度坐标的差值。标样和试样在参比照明体标样和试样在参比照明体A 下的下的CIEL*a*b*色度坐标的差值。色度坐标的差值。二、简易计算方法 标样和试样在标准照明体D65下的CIE50三、同色异谱指数的应用三、同色异谱指数的应用通过同色异谱指数了解一对色样在改变观察用光源通过同色异谱指数了解一对色样在改变观察用光源后色差发生变化的程度。利用计算同色异谱指数过后色差发生变化的程度。利用计算同色异谱指数过程的中间数据来进一步预测色差发生变化的细节程的中间数据来进一步预测色差发生变化的细节。作为考核其反射率曲线吻合程度的一个数值，在作为考核其反射率曲线吻合程度的一个数值，在拼色中，可考察单色染料的筛选是否正确拼色中，可考察单色染料的筛选是否正确。三、同色异谱指数的应用通过同色异谱指数了解一对色样在改变观察51四、四、色变指数色变指数 亦称演色性指数，表示同一个样品在不同光源下颜亦称演色性指数，表示同一个样品在不同光源下颜色的变化色的变化。某染料的色变指数，可用其在第一光源（如某染料的色变指数，可用其在第一光源（如D65光光源）下的色度参数为标样，以该色样在第二光源源）下的色度参数为标样，以该色样在第二光源（如（如A光源）或第三光源（如光源）或第三光源（如TL84光源）下的色度光源）下的色度参数为试样，计算两者的色差值。以色差值的大小参数为试样，计算两者的色差值。以色差值的大小表示染料的演色性，也可将这个色差值转化成变色表示染料的演色性，也可将这个色差值转化成变色牢度灰卡的级数来为演色性的大小评级；还可用牢度灰卡的级数来为演色性的大小评级；还可用a和和b的大小和正负号来表示染料在不同光源下发生的大小和正负号来表示染料在不同光源下发生色变的大小和方向。色变的大小和方向。四、色变指数 亦称演色性指数，表示同一个样品在不同光源下颜52