色差儀是按照國家和國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制的比較類光電儀器，其在對(duì)樣品顏色進(jìn)行比較分析時(shí)，必須滿足色度學(xué)的相關(guān)規(guī)定，在統(tǒng)一的色度標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)顏色進(jìn)行定量的分析。那么，色差儀有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)？色差儀色差值計(jì)算公式有哪些？下文將為大家進(jìn)行介紹。
色差儀標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)介紹：
1.CIE1931XYZ色度系統(tǒng)
由于CIE1931RGB色度系統(tǒng)在計(jì)算過程中會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，因此CIE采用假想的三刺激值X、Y和Z來建立一個(gè)新的色度系統(tǒng)，即CIE1931 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。通過選擇合適的三原色，使其光譜三刺激值x（x）、y（y）和z（z）均不為負(fù)數(shù)，并且Y與亮度值成正比。三刺激值X、Y、Z及其相應(yīng)色品坐標(biāo)x、y、z的計(jì)算方法分別如下式所示：
式中，φ（λ）是光源發(fā)出（光源色）或是光源經(jīng)物體反射或透射后（物體色）進(jìn)入人眼的光譜能量分布，稱之為顏色刺激函數(shù)；x（λ）、y（λ）和z（λ）是CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的光譜三刺激值，其數(shù)據(jù)可通過查表得到；k為相應(yīng)的歸化系數(shù)。應(yīng)注意的是，當(dāng)需要預(yù)測(cè)在不同照明體下的三刺激值時(shí)，應(yīng)采用色貌模型進(jìn)行計(jì)算。
CIE1931 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)主要體現(xiàn)人眼視覺系統(tǒng)中央凹錐體細(xì)胞的作用，因此適用于2°視場(chǎng)的中央視覺觀察條件，也可用于1°～4°視場(chǎng)的顏色測(cè)量，但對(duì)極小視場(chǎng)的顏色觀察不再有效。對(duì)于大于4°視場(chǎng)的顏色測(cè)量，應(yīng)采用CIE1964 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。
CIE1931 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)是在廣泛的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)的人眼響應(yīng)，是國際上顏色測(cè)量和表征的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是幾乎一切顏色計(jì)算和顏色測(cè)量儀器設(shè)計(jì)、制造的基本理論依據(jù)。
2.CIE1964XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)
由于CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)是在2°視場(chǎng)觀察條件下顏色視覺匹配實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的，多年的應(yīng)用實(shí)踐表明CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)適用于1°～4°視場(chǎng)。而當(dāng)視場(chǎng)增大到4°以上時(shí)，由于在人眼視網(wǎng)膜上的成像面積超過了中央凹范圍，桿體細(xì)胞也會(huì)參與作用，使顏色感受產(chǎn)生了一定的變化。日常生活中觀察物體時(shí)的視場(chǎng)通常較大，因此需要建立新的標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，以滿足大視場(chǎng)觀察和測(cè)量的需要。
CIE在色度研究者基于10°視場(chǎng)條件下獲得的兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，于1964年推薦了一組用于大視場(chǎng)觀察的CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線，即CIE1964XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，其三刺激值X10、Y10、Z10和色品坐標(biāo)x10、y10、z10的計(jì)算方程分別：
式中，φ（λ）為相應(yīng)的光譜能量分布，x10（λ）、y10（λ）和z10（λ）是CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的光譜三刺激值，k10為歸化系數(shù)。
色差儀色差值計(jì)算公式：
色差評(píng)價(jià)一直是顏色科學(xué)領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要問題，為了更客觀地測(cè)量和評(píng)價(jià)不同色樣之間的色差，CIE不斷提出新的色差計(jì)算方法。目前廣泛使用的有CIELAB、CMC（l:c）、CIE94、CIEDE2000等色差公式。
1.CIELab色差公式
從CIE1931RGB系統(tǒng)到CIE1931XYZ系統(tǒng)，再到CIE1960UCS系統(tǒng)，再到CIE1976LAB系統(tǒng)，一直都在向顏色“均勻化”方向發(fā)展。1976年CIE推薦的均勻顏色空間及其有關(guān)色差公式，即CIE1976LAB（或Lab）系統(tǒng)，現(xiàn)在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測(cè)色標(biāo)準(zhǔn)。它適用于一切光源色或物體色的表示與計(jì)算。
CIE1976Lab空間由CIEXYZ系統(tǒng)通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換得到，轉(zhuǎn)換公式為：
其中，X、Y、Z是物體色的三刺激值；Xn、Ya、Zn為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值；L表示心理明度；a、b表示心理色度。
從上面的轉(zhuǎn)換式中可以看出：由X、Y、Z變換為L、a、b時(shí)包含有立方根的函數(shù)變換，經(jīng)過這種非線形變換后，原來的馬蹄形光譜軌跡不復(fù)保持。轉(zhuǎn)換后的空間用笛卡兒直角坐標(biāo)體系來表示，形成了對(duì)立色坐標(biāo)表述的心理顏色空間。L軸表示明度，黑在底端，白在頂端，+L表示顏色偏淺，-L表示顏色偏深，+a表示紅色，-a表示綠色，+b表示黃色，-b表示藍(lán)色，顏色的明度由L的百分?jǐn)?shù)來表示。
色差是指用數(shù)值的方法表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別。若兩個(gè)色樣樣品都按L、a、b標(biāo)定顏色，則兩者之間的總色差△Eab以及各項(xiàng)單項(xiàng)色差可用下列公式計(jì)算：
明度差：△L=L1-L2
色度差：△a=a1-a2，△b=b1-b2
總色差：△E*ab=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2
2.CMC（l:c）色差公式
CMC是英國顏色測(cè)量委員會(huì)名稱的縮寫。CMC色差公式雖未被CIE推薦為標(biāo)準(zhǔn)，但是目前工業(yè)上廣泛采用的色差方法。
△L*、△C*ab、△H*ab分別是CIE1976L*a*b*明度差、彩度差和色調(diào)差，SL、SC、SH分別是明度差、彩度差和色調(diào)差的權(quán)重函數(shù)。對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用而言，c=1。對(duì)于紡織行業(yè)，l=2時(shí)計(jì)算得到的紡織品色差與視覺感覺非常接近。對(duì)于涂料、塑料和油墨等行業(yè)的應(yīng)用，l=1.4。
3.CIE94色差公式
CIE94色差公式的優(yōu)點(diǎn)在于探討了色差距離的均勻性和參量對(duì)知覺色差的影響，應(yīng)用加權(quán)函數(shù)校正CIELAB空間的均勻性。目前在紡織工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
SL、SC、SH分別是明度、彩度和色調(diào)的權(quán)重因子。
4.CIEDE2000色差公式
CIEDE2000色差公式是在CIELAB、CIE94等色差公式基礎(chǔ)上，通過大量視覺實(shí)驗(yàn)和色差評(píng)估實(shí)驗(yàn)得到的。
SL、SC、SH分別是明度、彩度和色調(diào)的權(quán)重因子。KL、KC、KH分別為可調(diào)參數(shù)因子，可根據(jù)不同的被測(cè)物體來選擇不同的參數(shù)。如紡織業(yè)色差評(píng)估式通常取KL=2，KC=KH=1。