CA(ChromaticAberration)即色差,CA(Area)值用來衡量圖像的色差水平,這個(gè)值越低說明顏色差異越小,顏色越接近。
0-0.5:可以忽略,肉眼難以辨認(rèn)出。
0.5-1.0:很低,只有受過長期專業(yè)訓(xùn)練的人才能勉強(qiáng)發(fā)現(xiàn)。
1.0-1.5:中等,高倍率輸出時(shí)時(shí)常看到。
大于1.5:嚴(yán)重,高倍率輸出時(shí)非常明顯。
由儀器測量的顏色座標(biāo)系計(jì)算色寬容度和色差之業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)
(本標(biāo)準(zhǔn)已獲準(zhǔn)用于美國國防部)
簡 介
本標(biāo)準(zhǔn)*初是許多獨(dú)立發(fā)行的色差的儀器評估方法合并的結(jié)果,正如在1979年修訂的,它包括四個(gè)可用儀器測得顏色標(biāo)量值的顏色空間,其中許多內(nèi)容皆已廢棄,不同色標(biāo)值下的色差可由十個(gè)方程計(jì)算得出,根據(jù)現(xiàn)代顏色測量技術(shù)、儀器、校正標(biāo)準(zhǔn)和方法,測量程序只有很少的意義。1993年出版的修訂版刪去了這些章節(jié),并把顏色空間和成熟的色差方程,限定為三個(gè)廣泛應(yīng)用于烤漆和相關(guān)涂裝工業(yè)的方程;本次修訂又增加了兩個(gè)新的色寬容度方程,并為歷史意義從1993年版本的色差方程中提出了兩個(gè)列入附件中,Hunter的LH,aH ,bH和FMC-2色差方程不再推薦,本次修訂也使本標(biāo)準(zhǔn)的地位從方法過度到業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。
1.范圍
1.1本業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)包括了兩個(gè)不透明樣本間,如烤漆板,不透明塑膠,紡織品樣本等的,色寬容度和微小色差的計(jì)算,它基于采用日光光源的用儀器測量的顏色座標(biāo)系,考慮到所測樣本可能是同色異譜,通過視覺相似的顏色占有不同的光譜曲線,所以業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)D4086用于證明儀器測量的結(jié)果,由這些程序測定的容差和差值根據(jù)CIE1976CIELAB對立顏色空間中近似一致的顏色感覺表達(dá),如CMC的容度單位,CIE-94的容度單位,由DIN6167給出的DIN99色差公式或新的CIEDE2000色差單位,基于Hunter的LH, aH,bH相反顏色空間的色差或Friele-MacAdam-Chickering(FMC-2)顏色空間的色差,不再推薦用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
1.2為了產(chǎn)品的規(guī)范,買方和賣方應(yīng)就樣品和參考樣之間容許的色差以及計(jì)算色寬容度的程序達(dá)成一致,每種材料和每次使用的測試條件都需要明確的訂出色寬容度,因?yàn)槠渌庥^因素(例如樣本的相近、光澤、質(zhì)地)可能影響測量色差數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性和商業(yè)接受性。
1.3本標(biāo)準(zhǔn)沒有聲稱包含所有**因素,即使要也須結(jié)合它的使用,本標(biāo)準(zhǔn)使用者有責(zé)任建立合適的**和健康條件并注意適當(dāng)?shù)恼{(diào)整使用需求。
2.參考文件
2.1 ASTM標(biāo)準(zhǔn)(略)
2.2其他標(biāo)準(zhǔn)(略)
3.術(shù)語
3.1在E284中的術(shù)語和定義可用于此標(biāo)準(zhǔn)
3.2本標(biāo)準(zhǔn)特有術(shù)語的定義
3.2.1比色分光計(jì)n---分光計(jì),它包含一個(gè)色散組件(例如棱鏡、光柵、干涉過濾器,可調(diào)的或不連續(xù)的系列單色光源),通常有能力輸出色度數(shù)據(jù)(如三刺激值,推導(dǎo)的顏色座標(biāo)或表面品質(zhì)系數(shù))。另外,比色分光計(jì)也可以根據(jù)色度數(shù)據(jù)的來源報(bào)告潛在的光譜數(shù)據(jù)。
3.2.1.1討論----曾經(jīng),紫外解析分光亮度計(jì)用于色度測量,現(xiàn)用于顏色測量的儀器有很多普通的組件,而紫外解析分光亮度計(jì)*適合用在色度量的解析中,這需要非常**的光譜位置和非常窄的帶寬以及適度的基線穩(wěn)定性,比色分光計(jì)被設(shè)計(jì)用于視覺色度計(jì)的數(shù)據(jù)仿真或作為計(jì)算機(jī)輔助顏色匹配系統(tǒng)的光譜和色度信息來源,數(shù)字比色法允許更多關(guān)于光譜等級和光譜帶寬的容差,但需要更高的放射等級穩(wěn)定性。
3.2.2色寬容度方程,n---由可接受性評估得到的一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式,它基于顏色空間座標(biāo)系扭曲了該色空間的度量,關(guān)于一個(gè)參考顏色,為了使單個(gè)光澤通過。
3.2.2.1討論---色寬容度方程將一對樣品中的一個(gè)設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)樣計(jì)算pass/fail值,這樣在兩個(gè)樣本間可察覺的差異不變時(shí),交互改變測試樣與參考樣將導(dǎo)致一個(gè)在可預(yù)見的接受水平上的色差變化,而色差方程用顏色空間里的尺度量化那個(gè)顏色空間里的距離,交互改變參考樣與測試樣既不改變可查覺的也不改變預(yù)知的色差。
4.標(biāo)準(zhǔn)摘要
4.1參考樣與測試樣本間的顏色差異由基于光譜或過濾器的色度計(jì)測量得來.據(jù)標(biāo)準(zhǔn)E308,從光譜儀器上讀出的反射系數(shù)可經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為顏色等級量,這些顏色等級量也可以從帶自動(dòng)計(jì)算的光譜儀器上直接讀出;色差的單位是從這些顏色等級量中計(jì)算出來的,并近似等于參考和測試樣間可察覺的色差。
5.意義和應(yīng)用
5.1原始的基于X,Y,Z三刺激值和色品座標(biāo)系x,y的CIE顏色標(biāo)量并不是真正一致的,每個(gè)基于CIE值的后續(xù)顏色標(biāo)量都有用于提供某種程度上的一致性的額外因素,這樣在不同顏**域里的色差將更有可比性,另一方面,由不同顏色標(biāo)量體系計(jì)算的相同樣品的色差不可能一致,為避免混亂,樣品的色差或相關(guān)的容差只有在它們從同一個(gè)顏色標(biāo)量體系中得到時(shí)才可比較,在所有顏色樣本中,沒有簡單的因素可被用于從一個(gè)差值或容差單位體系到另一個(gè)體系間**地轉(zhuǎn)換色差和色寬容度。
5.2為了標(biāo)準(zhǔn)的一致,CIE在1976年推薦使用兩套顏色公制,CIELAB公制以及與其關(guān)聯(lián)的色差方程在涂料、塑膠、紡織物和相關(guān)工業(yè)中得到了廣泛認(rèn)可,同時(shí)它沒有完全取代Hunter的LHaHbH和FMC-2標(biāo)準(zhǔn);這兩個(gè)等級標(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)相對于有經(jīng)驗(yàn)的視覺來說,實(shí)際是有所不足,相比*近的基于CIELAB調(diào)整優(yōu)化的色寬容度方程,它們不再被推薦了,因此包括附件中的兩個(gè)老標(biāo)準(zhǔn),在本標(biāo)準(zhǔn)中只有歷史意義,預(yù)期將來在修改本業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)時(shí),附件也會(huì)被同時(shí)刪除,CIELAB公制,就其本身,在本業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)中也不被推薦去描述小的,中等的色差(差值少于5.0ΔE*ab單位),四個(gè)*新定義的方程,這里是有文件可證明的,高度推薦用于0到5.0ΔE*ab單位范圍內(nèi)的色差。
5.3色寬容度方程的使用者發(fā)現(xiàn),在每個(gè)體系中,總合三個(gè)色差元素向量組成一個(gè)單獨(dú)的標(biāo)量值,可以有效的判定樣本顏色是否在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)指定的色寬容度內(nèi),然而為了控制產(chǎn)品的顏色,可能不僅要知道偏離標(biāo)準(zhǔn)的量,而且要知道偏離的方向,可以通過例出三個(gè)由儀器決定的色差元素來得到關(guān)于少量色差偏離方向的信息。
5.4在基于儀器測量值選擇色寬容度時(shí),因該小心地與關(guān)于顏色、光亮度差異的可接受性的視覺評估和用慣例D1729得到的飽和度相關(guān),三個(gè)這里給出的寬容度方程已被廣泛的驗(yàn)證,驗(yàn)證的對象包括紡織品和塑膠,顯示出與視覺評估一致并在視覺判斷的實(shí)驗(yàn)不確定性之內(nèi);這就是說,方程本身錯(cuò)誤分類色差的草率不再超過*有經(jīng)驗(yàn)的顏色匹配師。
5.5當(dāng)色差方程和色寬容度方程按例用于多種不同的光源時(shí),為了產(chǎn)品在日光下使用,他們已被推導(dǎo)或*優(yōu)化,或二者都有,在其他光源下的計(jì)算結(jié)果,可能不具有與視覺判斷好的相關(guān)性,不在日光下應(yīng)用寬容度方程將需要在體節(jié)性水平上的視覺構(gòu)造如標(biāo)準(zhǔn)D4086。
6. 色差和色寬容度的描述:
6.1CIE1931和1964的顏色空間----不透明樣本的日光顏色由顏色空間中的點(diǎn)表示,該空間由三個(gè)互相垂直的軸表示,三個(gè)軸分別為代表光亮度的Y座標(biāo)和色品座標(biāo)x和y,其中:
X,Y和Z是1931年或1964年CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者的三刺激值,它們遵守照明標(biāo)準(zhǔn)D65或其他日光相,這些標(biāo)度沒有提供可感知的統(tǒng)一顏色空間,結(jié)果是色差很少從x,y和Y的差異中直接計(jì)算出來。
6.2 1976年CIE統(tǒng)一顏色空間L* a*b*和色差方程,這是一個(gè)接近統(tǒng)一的顏色空間,它基于三刺激值的非線性擴(kuò)展,提供差異以產(chǎn)生三個(gè)相反的軸,這三個(gè)軸分別近似于黑色--白色,紅色--綠色和黃色--藍(lán)色的視覺感覺;它在直角座標(biāo)系上繪圖產(chǎn)生,L*,a*,b*值的計(jì)算如下:
ΔE*ab=(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)1/2
式中,三刺激值Xn、Yn、Zn定義了名義上的白目標(biāo)色刺激的顏色,通常白目標(biāo)色刺激由一個(gè)CIE標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜輻射功率給出,例如C,D65光源或其它日光相,由良好的反射擴(kuò)散體反射入觀察者的眼內(nèi),在這些條件下,Xn、Yn、Zn是標(biāo)準(zhǔn)光源在Yn等于100時(shí)的三刺激值。
6.2.1 根據(jù)L*,a*,b*得到的兩種顏色的總色差ΔE*ab的計(jì)算公式如下:
ΔE*ab=(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)1/2
注意,所定義的顏色空間叫CIE1976 L*a*b*顏色空間并且色差方程是CIE1976L*a*b*色差公式,推薦使用縮寫CIELAB(所有單詞的首字母)。
6.2.21976年CIE公制(L*a*b*)在一個(gè)或多個(gè)X/Xn,Y/Yn,Z/Zn的比值小于0.008856時(shí)沒有適當(dāng)?shù)氖諗坑诹悖谟?jì)算L*時(shí),如果正常公式用于Y/Yn的值大于0.008856,那么當(dāng)Y/Yn的值小于0.008856時(shí)原公式也許仍然可用,下述修正公式用于Y/Yn等于或小于0.008856時(shí)。
6.2.3在計(jì)算a*和b*時(shí),如果X/Xn,Y/Yn,Z/Zn都小于0.008856,可用以下修正方程代替正式方程:
6.2.4 ΔE*ab的量沒有指出差異的特性因?yàn)樗鼪]有指出關(guān)于顏色,色度和光亮度差異的相對量和方向。
6.2.5 色差的方向由元素?L*,?a*和? b*的量和代數(shù)符號表示:
其中L*s,a* s和b* s代表參考或標(biāo)準(zhǔn),L*B,a* B,b* B代表測量樣品或測量批元素?L*,?a*和?b*的符號大致有如下之標(biāo)準(zhǔn):
+?L*=明亮的
-?L*=較暗的
+?a*=較紅的 (少綠的)
-?a*=較綠的 (少紅的)
+? b*=較黃的 (少藍(lán)的)
-? b*=較藍(lán)的 (少黃的)
6.2.6為了判斷兩種顏**差的方向,可以計(jì)算它們的CIE1976公制顏色角hab和CIE1976公制色度C*ab,公式如下:
除了非常深的顏色外,測試樣品和參考樣品間的顏色角hab差異可與視覺可察覺的顏色差異聯(lián)系起來,同樣的,色度差值ΔC*ab([C*ab]batch-[C*ab]standard) 可與視覺可察覺的色度差異聯(lián)系起來。
6.2.7 為了判斷兩種顏色間的不同光亮度、色度和顏色對總色差的貢獻(xiàn),可用CIE1976公制色差來計(jì)算ΔH*ab,公式如下:
其中,,ΔE*ab在6.2.1中計(jì)算,ΔC*ab在6.2.6中計(jì)算;于是方程包含的項(xiàng)目顯示了光亮度差異ΔL*,色度差異ΔC*ab和顏色差異ΔH*ab對總色差ΔE*ab的相對貢獻(xiàn),這種計(jì)算公制色差的方法沒有包含關(guān)于色差符號(正或負(fù))的信息,對于接近中性軸的一對顏色的判斷可能不穩(wěn)定,一個(gè)可改正這兩種問題的選擇性方法已被提出。
6.3 CMC色寬容度方程: - -The Colour Measuremant Committee of Society ofDyers andColourists英聯(lián)邦染色師與配色師顏色測量委員會(huì)在英國J&P涂裝線公司承擔(dān)了改進(jìn)JPC79公差方程結(jié)果的任務(wù),它是CIELAB方程和當(dāng)?shù)?優(yōu)的處于標(biāo)準(zhǔn)位置的產(chǎn)生了FMC-I的方程的結(jié)合,它更注重光亮度,色度和顏色改變引起的直接知覺,取代了老的注重光亮度,紅綠和黃藍(lán)色的方程,它的目的是用作單個(gè)色澤的判斷方程,現(xiàn)在不需用感覺元素去分解原方程—CIELAB模型中的元素已經(jīng)那樣做了。
圖1顯示了CIELAB的色度板(a*,b*),有大量的CMC橢球畫在板上,這個(gè)圖形清楚地顯示了橢球區(qū)域隨CIELAB公制色度L*ab的增加和改變CIELAB公差顏色角而帶來的改變,CMC元素和單個(gè)寬容度計(jì)算方式如下:
參數(shù)(l,c)是系統(tǒng)偏差或參數(shù)效應(yīng)如質(zhì)地和樣本差別的補(bǔ)償,*普通的值是(2:1),用于紡織品和通過成型模仿紡織材料的塑料,這就意味著光亮度的差異占到色度和色調(diào)差異重要性的一半,值(1:1)
通常代表一個(gè)僅僅能感覺到的差異,用于需要非常嚴(yán)格的容差或具有光澤的表面,對于不光滑的,無規(guī)粗糙的,有適度質(zhì)地的,可用(1:1)到(2:1)之間的中間值;而值(1.3:1)*經(jīng)常被引用,參數(shù)cf是一個(gè)商業(yè)參數(shù),用于調(diào)整容差區(qū)域的總量,而接受或拒絕的決定也可以以色寬容度的單位量為基礎(chǔ),顏色依賴函數(shù)定義如下:
所有的角由角度給出,但通常需要轉(zhuǎn)換成弧度,以便在數(shù)字電腦上處理。
6.4CIE94色寬容度方程,這個(gè)色寬容度方程的發(fā)展是由CMC色寬容度方程的成功促進(jìn)的,它主要從汽車鋼板烤漆的目視觀察得來,正如CMC方程,它基于CIELAB顏色公制并用CIELAB顏色空間里的標(biāo)準(zhǔn)位置推導(dǎo)出一系列解析函數(shù)修正標(biāo)準(zhǔn)周圍區(qū)域的CIELAB顏色空間,它的額外函數(shù)比CMC中的方程要簡單得多,CIE94的色寬容度計(jì)算如下:
不像其它早先的色差方程,CIE94是由一系列良好定義的條件得來的,在這些條件下方程將提供*佳結(jié)果,而偏離這些條件將導(dǎo)致與目視評估的色差顯著不同,這些測試條件由表1給出:
表1 CIE94色寬容度方程的基本條件
特性 要求
照明 D65光源
樣品照明度 1000lx
觀測 正常顏色視覺
背景 統(tǒng)一中性灰色
監(jiān)視模式 目標(biāo)
樣品尺寸 >4°對象視角
樣品分離 *小可能
色差大小 0到5個(gè)CIELAB單位
樣品結(jié)構(gòu) 視覺均一