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色容差是什么,色容差標(biāo)準(zhǔn)比較及應(yīng)用?

瀏覽次數(shù):2515 更新日期:2022-10-21

摘要:

色容差是指電腦計(jì)算的配方與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的相差,以單一照明光源下計(jì)算,數(shù)值愈小,準(zhǔn)確度則愈高。但是要注意,它只代表某一光源下的顏色比較,未能檢測(cè)于不同光源下的偏差。表示光源發(fā)出的光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜之間的差別。下面將以色容差的標(biāo)準(zhǔn)比較及應(yīng)用為例進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)顏色進(jìn)行視覺(jué)評(píng)估時(shí),人們依靠自己的顏色感知技巧判定顏色匹....

色容差是指電腦計(jì)算的配方與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的相差,以單一照明光源下計(jì)算,數(shù)值愈小,準(zhǔn)確度則愈高。但是要注意,它只代表某一光源下的顏色比較,未能檢測(cè)于不同光源下的偏差。?表示光源發(fā)出的光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜之間的差別。下面將以色容差的標(biāo)準(zhǔn)比較及應(yīng)用為例進(jìn)行說(shuō)明。


對(duì)顏色進(jìn)行視覺(jué)評(píng)估時(shí),人們依靠自己的顏色感知技巧判定顏色匹配。在生產(chǎn)過(guò)程中,這一主觀性可能造成客戶(hù)、供應(yīng)商、生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)的混淆和失敗。

因此,顏色測(cè)量設(shè)備對(duì)許多行業(yè)至關(guān)重要。使用分光測(cè)色儀測(cè)量顏色,可以溝通和比較色譜數(shù)據(jù),獲得精確結(jié)果。

為了輔助顏色決策,在可接受范圍內(nèi)的色差被稱(chēng)作為色容差,可作為感知色差的標(biāo)準(zhǔn)。容差用于控制顏色,確保生產(chǎn)批次間一致性,大限度地減少批次間差異。但即使使用色譜數(shù)據(jù)和容差來(lái)確定顏色,客戶(hù)和供應(yīng)商之間仍會(huì)有分歧。

色溫色容差

色容差標(biāo)準(zhǔn)比較

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與CIELAB標(biāo)準(zhǔn)的比較

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與CIELAB標(biāo)準(zhǔn)的比較是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。在這里,我們將對(duì)這兩種標(biāo)準(zhǔn)的基本原理做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是一套由國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定的標(biāo)準(zhǔn)體系,包括CIE1931RGB三原色空間和CIE1958XYZ色度學(xué)三維空間。CIELAB是一套由國(guó)際色彩委員會(huì)(ICC)制定的標(biāo)準(zhǔn),基于CIELUV三維色彩空間。

傳統(tǒng)RGB三原色空間中,每一個(gè)顏色都有一個(gè)特定的值,例如“red”是255、0、0的值。XYZ色度學(xué)三維空間則可以表征更多顏色,因此能夠更好地表征人眼對(duì)不同顏色的感受。CIELUV三維色彩空間則是基于人眼對(duì)不同顏色感受的測(cè)量數(shù)據(jù)而建立的。

在上圖中,我們可以看到傳統(tǒng)RGB三原色空間中所有顏色都位于x-y平面內(nèi),而xyZ色度學(xué)三維空間則包含了所有可能的顏色。CIELUV三維色彩平面則是從人眼感受方向考慮的。

通常來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)RGB三原色是用于顯示器和打印機(jī)生成圖片的,而CIELAB是用于制作數(shù)字圖像文件或者在Web上顯示圖片時(shí)使用。


色容差應(yīng)用

色容差是指兩種或多種顏色間的相互作用。它表現(xiàn)為兩種顏色間的相互影響,即使在同一個(gè)物體上也會(huì)出現(xiàn)不同顏色。這是因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)有不同,對(duì)人眼而言,不同光波會(huì)產(chǎn)生不同的感覺(jué)。

色容差在設(shè)計(jì)中應(yīng)用很廣泛。例如,在服裝設(shè)計(jì)中,常常使用各種顏色來(lái)襯托圖案或其他圖像。此外,在平面設(shè)計(jì)中,也常常使用不同的顏色來(lái)強(qiáng)化對(duì)比度或引人注目。

為什么發(fā)生這種情況?

多年來(lái),行業(yè)使用各種不同的數(shù)字系統(tǒng)。如果客戶(hù)和供應(yīng)商使用的系統(tǒng)不同,容差和可接受顏色也不同。今天我們將為您介紹常見(jiàn)的容差方法,以供不時(shí)之需。


為什么眼見(jiàn)不為實(shí)?

人眼在區(qū)分顏色差異時(shí)存在限制。除顏色記憶喪失、眼睛疲勞、色盲和觀察條件外,眼睛也無(wú)法同時(shí)檢測(cè)色調(diào)(紅色、綠色、藍(lán)色)、彩度(飽和度)或明度和暗度方面的差異。事實(shí)上,普通觀察者首先會(huì)看到色調(diào)差異,然后看到彩度或飽和度差異,后看到明度/暗度差異。


麥克亞當(dāng)色度圖

因此,針對(duì)可接受顏色匹配建立的公差具有三維邊界,其明度/暗度、色調(diào)和彩度限值是變化的。過(guò)去多年,公差方法不斷演變,試圖建立契合眼睛敏感度的方法。

大衛(wèi)·麥克亞當(dāng)是先確定人類(lèi)對(duì)所有顏色的感知力限制的科學(xué)家之一。為此,他制定了各種基本標(biāo)準(zhǔn),然后更改了每種顏色的色調(diào)、彩度和明度,直至他的觀察者注意到色靶的差異。在色度圖上繪制的終圖表顯示了橢圓形視覺(jué)可接受區(qū)域。


表達(dá)顏色的方式

1. CIELAB


CIELAB色彩空間的3D角度

CIELAB,也稱(chēng)L*a*b*,是首個(gè)國(guó)際認(rèn)可的色彩空間。L*a*b*值是從三刺激值 (X,Y,Z) 計(jì)算出的,后者是所有顏色算數(shù)模型的主干。顏色在CIELAB色彩空間中的位置由三維矩形坐標(biāo)系定義:

  • L*表示顏色明度或暗度

  • a*是顏色在紅綠軸上的位置

  • b*是顏色在黃藍(lán)軸上的位置

確定顏色的L*a*b*位置后,可圍繞該位置繪制矩形公差方框,以指示可接受顏色差異。


該顏色(相對(duì)較暗(L* = 42.65,a* = -23.01,b* = 10.50)的綠色/藍(lán)色陰影)在L*a*b*顏色模型中由三個(gè)數(shù)字定義。請(qǐng)注意,a*和b*均為負(fù)值,從而將測(cè)量點(diǎn)置于綠色/藍(lán)色象限內(nèi)。

不過(guò),由于視覺(jué)可接受范圍是橢圓形而非矩形,使用公差方框的L*a*b*色彩空間內(nèi)有一些位置可能造成問(wèn)題。一些本不應(yīng)通過(guò)的顏色可能通過(guò),而一些可接受顏色卻可能失敗。


2. L*C*h°

L*C*h°色差計(jì)算由L*a*b*值推導(dǎo),通過(guò)算術(shù)方法將矩形坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為圓柱形極坐標(biāo)系。


  • L*與L*a*b*相同,代表明度平面

  • C*是從色彩空間中心至測(cè)量顏色的計(jì)算向量距離。C*值越大,彩度或飽和度越高

  • ?h°是兩種顏色間的色差計(jì)算值

使用L*C* h°極坐標(biāo)系設(shè)置公差后,公差方框可向色調(diào)角方向旋轉(zhuǎn)。這更匹配人類(lèi)對(duì)顏色的感知,減少了人類(lèi)觀察者與儀器讀數(shù)或數(shù)值間的不一致幾率。

下圖顯示了同一顏色屏幕上的相同藍(lán)色-綠色點(diǎn),顯示為L(zhǎng)*a*b*,但使用L*C*h°系統(tǒng)。


下圖比較了L*a*b*和L*C*h°的公差。黑色橢圓顯示了公差范圍內(nèi)視覺(jué)可見(jiàn)的顏色范圍,感知橢圓周?chē)募t色矩形被顏色測(cè)量軟件標(biāo)記為“符合公差”。


圖中可見(jiàn),L*C*h°系統(tǒng)更接近人類(lèi)感知,但不如后者準(zhǔn)確。


3. CMC、CI94和CIE2000

新和廣泛接受的公差方法為橢圓形——DECMC、CIE94和CIE2000。這些并非新的色彩空間,而是基于色彩空間位置計(jì)算出的顏色差異。這樣,視覺(jué)評(píng)價(jià)與儀器測(cè)量顏色差異之間有更好的一致性。


CMC公差模型

上圖右邊顯示了三維顏色模型的一個(gè)片段,沿中軸線(xiàn)對(duì)分。中心為灰色,彩度沿任意方向向外增加。右側(cè)為紅色,色調(diào)角為零。色調(diào)沿逆時(shí)針偏移為橙色、黃色、綠色等。

上述公差系統(tǒng)圍繞目標(biāo)顏色在色彩空間內(nèi)建立了公差橢圓。橢圓代表接受量,尺寸依據(jù)色彩空間內(nèi)的位置自動(dòng)變化,以更符合視覺(jué)顏色感知。

可以發(fā)現(xiàn),色彩空間橙色區(qū)域內(nèi)的橢圓比綠色區(qū)域內(nèi)的飽滿(mǎn)橢圓更長(zhǎng)、更窄。橢圓尺寸和形狀同時(shí)隨彩度增加而變化。

借助這些公式,用戶(hù)可以改變橢圓整體尺寸以提高可接受性。人眼對(duì)明度 (l) 維度偏移的接受性一般高于彩度(c)(色調(diào)和彩度)維度偏移。

盡管顏色公差系統(tǒng)還不,但這些橢圓公差方法大限度地體現(xiàn)了顏色差異,因此成為許多行業(yè)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

這對(duì)制造商有何意義?

1.?可接受公差量因行業(yè)和應(yīng)用而異。

2.?討論顏色差異時(shí),請(qǐng)確保使用相同的公差系統(tǒng)。

3.?在顏色測(cè)量?jī)x器和軟件內(nèi)設(shè)置可接受公差時(shí),還必須選擇公差系統(tǒng)來(lái)計(jì)算準(zhǔn)確結(jié)果。


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