在当今诸多涉及色彩把控的行业中，色差仪扮演着极为重要的角色。它能够精准地测量和分析颜色之间的差异，为确保产品颜色的一致性和准确性提供了有力保障。然而，对于很多人来说，色差仪所涉及的色差单位以及色差值的计算方法可能还比较陌生。本文将就此展开详细探讨，带您深入了解这方面的知识。
色差仪是一种用于测量物体颜色差别的仪器，其工作原理涉及光学、电子学和计算机技术。通过光源照射待测物体，收集反射或透射的光线，利用光电二极管或光电倍增管将光信号转换为电信号，再经过放大和滤波处理后转换为数字信号，传输到计算机或内部处理器进行分析和计算，与标准颜色数据进行比较，得出色差值。
在塑胶行业，色差仪用于颜色质量控制、生产监控及批次管理。它能快速精准测量塑料包装与板的颜色，保障产品颜色一致准确，提升外观及市场接受度，且可记录各批次颜色数据以便管理。
在印刷行业，色差仪作用重大。因印刷材料与机器不同会产生颜色差异影响印品质量，色差仪可助厂商及设计师管控颜色，确保其准确性与一致性。如eXact 2便携式色差仪集成多种测量模式与功能，可测样品颜色、亮度等特性，其便携式设计便于现场实时测量，还能通过USB或蓝牙与设备连接实现数据传输管理。
一、常见色差公式及计算方法
（一）ΔE*ab 色差公式
ΔEab 色差公式建立在 CIELab 颜色空间之上，由直角坐标 L、a*、b构成。L 表示心理明度；a、b 表示心理色度。假设该空间中有两个颜色（L0，a0，b0）和（L1，a1，b1），则两个颜色之间的色差为：△E = [(△L)² + (△a*)² + (△b*)²]^0.5。其中，△L*、△a*、△b 分别表示两个颜色在 L、a 和 b 三个轴上的差值。色差也可以用明度差△L*、饱和度差△Cab 和色调差△Hab 来定义，饱和度差△Cab 和色调差△hab 分别为：△Cab = [(△a)² + (△b*)²]^0.5，△hab = arctan(△b/△a*)。虽然 CIELAB 颜色空间预测结果与人眼观察得到的结果并非完全一致，但是与其他色差公式相比，CIELAB 色差公式结构简单、易于理解并且在大色差上具备较好的预测精度，因此得到了广泛的应用。
（二）ΔE*cmc 色差公式
ΔEcmc 色差公式是在 CIELAB 公式的基础上修改推导出来的。其公式为：ΔEcmc (l:c) = [(ΔLab/lSL)² + (ΔCab/cSC)² + (ΔHab/SH)²]^0.5。其中，△Lab、△Hab 和△C*ab 由 CIE1976LAB 色差公式计算得到，SL、SC、SH 分别为明度、彩度和色调加权函数，用于调整不同明度、不同彩度和不同色调对色差的贡献大小。l 和 c 为参数因子，用于调整不同的观察条件对色差的影响大小。对于可接受色差取 l = 2，c = 1。它改善了彩度差变化与明度之间的关系，使不同彩度的颜色具有不同的色差容限，非彩色区域附近的椭圆较小，彩度高的椭圆较大，色差容限与彩度的变化成正比。
（三）ΔE*94 色差公式
ΔE94 色差公式是 CIE1994（△L△Cab△Hab）色差模型，正式缩写形式是 CIE94，色差符号为△E94。其结构与 ΔECMC (l:c) 色差公式相似，计算式如下所示：△E94 = [(ΔL)² + (ΔCab)² + (ΔHab)²]^0.5。其中 ΔL*，△Cab，△Hab 分别表示两种颜色间的明度差、彩度差和色相差。参数因子 KL，KC，KH 可根据不同的评价对象和评价条件选择不同数值，参考条件下的参数因子数值均为 1。例如，评价纺织品是明度的参数因子取值为 2，而在印刷行业中推荐的明度参数因子的取值为 1.4。
（四）ΔE*00 色差公式
ΔE*00 色差式是 CIEDE2000 色差公式的简称，是 CIE 最新推荐的基于 CIELAB 的色差公式。为了进一步改善工业色差评价的准确性，CIE 专门成立了工业色差评价的色相与明度相关修正专业委员会 TC1 - 47，经过该委员会根据对现有色差模型和大量视觉评价数据的大量分析之后，终于在 2000 年推荐了该公式。其色差式如下所示：△E00 = [(ΔL')² + (ΔC')² + (ΔH')²]^0.5，其中，ΔL' 为亮度差；ΔC' 为彩度差；ΔH' 为色相差；KL、KC、KH 分别为亮度、彩度、色相的权重因子，一般取值为 KL = KC = KH = 1；SL、SC、SH 分别为对亮度、彩色、色相的补偿函数；RT 为对蓝色区域的旋转因子。
（五）ΔE（Hunter）色差公式
Hunter 色差公式大多用于陶瓷、塑料和纺织品等，一般可满足工业生产管理的需要。在该系统中，L 表示物体反射光的明度，a 表示反射光中红色与绿色的成分，b 表示反射光中黄色与蓝色的成分。Lab 系统的色差公式可表示为：△E = [(△L)² + (△a)² + (△b)²]^0.5。对于 CIE 2° 视场的标准色度观察者和标准照明体 C，亨特系统的 L、a、b 为：L = 10Y^0.5，a = 17.5 (1.02X - Y)/Y^0.5，b = 7.0 (Y - 0.847Z)/Y^0.5，其中 X、Y、Z 为颜色样品的三刺激值。
（六）ΔE*uv 色差公式
ΔEuv 色差公式是由 CIE x - y 色度图进行线性变换推导而得。其公式为：△Euv = [(ΔL*)² + (Δu')² + (Δv')²]^0.5。线性变换的目的是改善与目测结果对比的均匀性，特别适用于需要高度视觉一致性的场合。其中，X，Y，Z 为色样的三刺激值，X0，Y0，Z0 为 CIE 标准照明体的三刺激值，为常数值。u'，v' 分别为线性变换后的色样色度坐标，u'0，v'0 分别为线性变换后的 CIE 标准照明体的色度坐标；L为明度；u'，v 为彩度；△Euv 为总色差。
二、色差合格范围及影响因素
①不同行业色差合格范围
印刷行业：由于印刷过程中颜色的控制较为复杂，色差范围通常设定得较为宽松，一般在 1.5 至 3 之间被认为是可接受的。
电子产品行业：电子产品对颜色的一致性要求极高，因此色差范围需要控制在 0.5 以内。
纺织业：纺织产品的颜色多样性较高，色差范围通常在 2.0 以内。
塑胶和涂料行业：这两个行业对色差的要求较为严格，通常需要控制在 1.0 以内。
②操作不当对测量结果的影响
电池电压不稳定：色差仪通常使用电池供电。如果电池电量不足或电压不稳定，那么色差仪的工作电压也会不稳定，导致测量结果出现误差。为了避免这种情况，用户应该定期检查色差仪电池的电量，并在必要时更换电池，以确保色差仪工作电压稳定。
被测样品表面不均匀：被测样品表面的不均匀也会导致色差仪测量出现误差。如果样品表面存在瑕疵或混色，那么测量结果就会出现偏差。为了避免这种情况，用户在测量前应该仔细检查被测样品的表面，确保表面均匀、无瑕疵或混色。
操作不当：色差仪的操作不当也会导致测量结果出现误差。例如，在测量时，如果样品没有完全覆盖探测口，就会导致测量结果出现漏光问题，从而导致数值不准的情况。为了避免这种情况，用户在测量前应该仔细阅读色差仪的使用说明书，确保正确操作色差仪。
仪器校准不准确：色差仪需要定期进行校准和清洁，如果校准不准确或者清洁不及时，也会导致测量误差。为了避免这种情况，用户应该按照使用说明书的说明，定期对色差仪进行校准和清洁，确保色差仪的准确性和稳定性。
环境因素：环境因素也会对色差仪的测量结果产生影响。例如，光线太强或太弱、温度过高或过低等环境因素都会导致测量结果出现误差。为了避免这种情况，用户在测量前应该仔细检查环境条件，确保测量环境稳定、适宜。
三、色差仪未来发展期待
随着科技的不断进步，色差仪的未来发展前景值得期待。一方面，技术的不断创新将进一步提升色差仪的测量精度、稳定性和智能化程度，使其能够更好地满足各行业对颜色管理的需求。例如，智能化的色差仪将结合人工智能和大数据技术，实现更加智能化的颜色管理和质量控制。另一方面，随着各行业对颜色质量要求的不断提高，色差仪的应用领域将不断拓展，为更多的行业带来便利和价值。
色差仪在各行业中不可或缺，它不仅为企业提供了有效的颜色管理工具，也为消费者带来了更高质量的产品。未来，色差仪将继续发挥重要作用，为各行业的发展做出更大的贡献。
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