什么是色差？色差的计算公式及色差的单位

色差的评估问题一直是颜色科学领域内和实际生活中一个重要问题，客观的测量或评价两个给定色样之间的色差，长期以来被认为是工业界异性非常困难而又迫切的问题。那么，什么是色差？色差如何计算？色差的单位又是什么呢？本文介绍了色差计算公式及色差的单位。

什么是色差？

色差是指两个试样在颜色知觉上的差异，它包括明度差、彩度差和色相差三方面。色差是指两个颜色经测色仪器测量后，再经色差公式计算出的这两个颜色的差异值。

凭人的视觉评价试样之间色差的方法，就是将两个评价对象摆放在一起，在规定的照明和观察条件下，靠人的视觉来完成。经过视觉估计后，决定出颜色间差异及方向，但并不是指颜色间等级上的差距。如果能够以两点的距离表示色差，就实现了数字表达。通常人们采用比色法来判断颜色间的差异值。过去，工业上使用标准样卡来评定颜色的差别，例如3级色差、4级半（4.5级）色差等。标准色度观察者建立了X，Y，Z三刺激值，解决了用数字表达颜色的问题。色差值可供色彩品管、配方计算及修色等应用。

色差计算公式：

色差的评估问题一直是颜色科学领域内和实际生活中一个重要问题，客观的测量或评价两个给定色样之间的色差，长期以来被认为是工业界异性非常困难而又迫切的问题。而且理想的色差公式的计算结果与目测应有良好的一致性，可真正使用近试统一的色差宽容度用于质量控制。因此，在基础色度学的基础上推导出一种色差公式和对应的色度空间，使得计算的色度值与目测结果较为均匀一致。

常用的色度空间是CIELAB色空间，它是利用L*，a*，b*三个不同的坐标轴，指示颜色在几何坐标图中的位置及代号。它是基于一种颜色不能同时既是绿又是红、既是蓝又是黄这种理论而建立起来的。一种颜色用CIEL*，a*，b*表示时，L*轴表示明度，黑在底端，白在顶端；+a*表示红色，-a*表示绿色；+b*表示黄色，-b*表示蓝色，如下图所示。任何颜色的色彩变化可以用a*，b*数值来表示，任何颜色的层次变化可以用L*数值来表示，用L*，a*，b*三个数值就可以描述自然界中的任何色彩。

若两个彩色样品都按L*，a*，b*标定颜色，则两者之间的总色差△E*ab以及各单项色差可用下列公式计算：

总色差：△E*ab=[（△L*）²+（△a*）²+（△b*）²]^1/2

明度差：△L*=L₁*-L₂*（明度差异）

色度差：△a*=a₁*-a₂*（红/绿差异）

△b*=b₁*-b₂*（黄/蓝差异）

计算色差时，可以把其中的任一个作为标准样，另一个是试样（假定1为试样，2为标准样），当计算结果出现正负值时，其物理含义见下表。

△E*ab值越小代表色差越小，反之越大。

色差的表示和色差单位：

1.色差的表示

颜色间的差异值以DE或△E表示。E是德语单词Empfindung（感觉）的第一个字母；D是希腊字母，表示某方面的差别。DE表示两个颜色彼此间的差异值。△E表示色彩空间内两个色样彼此间的距离差距。

2.色差单位

作为色差的计算单位，以前常用NBS。1939年，美国国家标准局采纳贾德等人的建议而推行Y1/2，a，b色差计算公式，并采用此公式计算颜色差别的大小，以绝对值1作为一个单位，称为“NBS色差单位”。一个NBS单位大约相当于视觉色差识别值的5倍。如果与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较，则1NBS单位约等于0.1孟塞尔明度值、0.15孟塞尔彩度值、2.5孟塞尔色相值（彩度为1）；孟塞尔系统中相邻两个色彩的差别约为10NBS单位。NBS单位色差值和视觉之间的关系如下表所示：