色差原理介绍

色差原理介紹DSC林慕雄有三個重要的因素必須同時存在，才能觀察到色彩的發生。光源物體觀察者lightsourceobjectobserver如何感受到顏色？光被定義為一輻射能，並被表示為電磁輻射表中的一小部分。人類僅能感受到整個光能量帶的極小部分，稱為可見光。.可見光的波長範圍約為400-700nanometer(nm.).光太陽光或其他形式的螢光，均以無色的形式進入人們的眼睛。但當將日光分離（透過稜鏡）成各可見光區域的波長，則可得到如下的光譜：下雨後，光透過空氣中的微小水滴形成我們看到的彩虹光源鎢絲燈日光螢光目前以儀器測試顏色，最常選擇使用由CIE（國際照明委員會）定義的標準照明：IlluminantAhasaColortemperatureat2856KIlluminantD65hasaColortemperatureat6500KIlluminantF2hasaColortemperatureat4200KCIE照明觀察者狀態的第二個要素即為：物體當光撞擊到物體時，光會從物體反射，並使觀察者能感受到顏色。如果一小部分的光被表面反射，看起來呈現白色高亮度，稱為鏡面反射或光澤如果全部的光都被反射到各方向，而且是可看見的，稱為擴散反射.物體對光的物理現象光也能穿透物體而到達物體的另一邊.光通過物體且擴散開來，稱為擴散穿透Ex：光通過霧光通過物體沒有擴散開來，只是改變顏色，稱為規則性穿透物體對光的物理現象當光線最後到達眼睛時，選擇性的吸收扮演一重要的角色。光有部分會被物體吸收，不同波長有不同比例的吸收。此種現象與物體本身的色彩有很大的關係。藍色物體吸收紅色跟其他波長的光，主要反射藍光讓眼睛接收到。眼睛接收到的量反映出看到淡藍或深藍色。物體對光的物理現象反射:眼睛所能看到的顏色吸收:色母材料的功用.穿透、透明:Sometimesimportant物體如何以顏色的光譜測試儀，來進行物體對光的反射（或穿透）的物理性量測?將物體在可見光光譜區域內，各波長下的反射率連接，即可得到所謂的光譜曲線。如此則可將觀察者的狀態量化。==顏色的測量Basisforallfurthercolormetrics020406080100120350400450500550600650700750Wavelength(nm)Reflectance%whiteblueredgreenyellow光譜反射數據為了建立一個標準，以作為數值化色彩之參考。1931年CIE建立2DegreeStandardObserver.—標準觀察者。（67人的色彩感覺之測量平均值）1964年—10°標準觀察者1964年，10°觀察者為商業顏色的組合提供更好的關連CIE標準觀察者將觀察到的顏色狀態，反射率、光源能量、以及人眼的三原色刺激量等要件，以數據量化，並經過轉換成所謂的三激值。物體的物裡反射率（或穿透率）能被量測，並記錄成光譜曲線。10Degree/D65X=?Y=?Z=?三激值CIEX,YandZ值對描述物體的顏色並不實用，僅有少數的實驗觀察者能以X,Y,Z值來表示顏色。CIE另介紹一種稱為ChromaticityDiagram幫助觀察者以X,Y,Z的共座標來描述顏色，計算公式如下：x=XX+Y+ZYX+Y+Z;y=但仍舊不實用CIEX,Y,Z系統的發展顏色空間(ColorSpace)顏色：將顏色之立體空間用三屬性，明度、色相、彩度以具體數值表示明度：顏色的深淺度色相：指紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色質彩度：指顏色的鮮豔度將ColorSpace想像成顏色的樹明暗度（Lightness）從高排列到低明暗度形成顏色空間的第一個因次（dimension）顏色的明暗度以字母L表示,黑色有較低的L值，白色澤有較高的L值。顏色空間(ColorSpace)如果我們觀察此顏色樹的中心部分，可以看到色度Hue從紅色連續性的排列到紫色，此因次可表示為字母H.彩度Chroma，以字母C表示，為從中心點向外輻射，從灰色逐漸的增加至飽和顏色顏色空間(ColorSpace)a為紅—綠座標軸紅色在正的方向綠色在負的方向b為黃—藍座標軸黃色在正的方向藍色在負的方向CIELabL*=100whiteL*=0blackL*=50greyL*Lightnessa*red-greenb*yellow-blueb*=+xxyellowb*=+xxbluea*=-xxgreena*=+xxredC*=+xlowchromaC*=+xxhighchromah=0?h=270?h=180?h=90?C*Chromahhueangle在定義的幾何條件下得到的光譜資訊，即為一個顏色的指紋（fingerprint）光譜的資訊能夠被轉換成排列在三次元顏色空間上的位置所有顏色在顏色空間上均有一個唯一的位置（address）在特定的光源、觀察者及測試幾何下，此位置才有意義。改變光源、觀察者及測試幾何條件，很多情形下，相同的sample，會在顏色空間上有不同的位置。顏色的確認現今最被廣泛使用的顏色表示系統為CIELabcolorscale.將物體的顏色以三個座標值(L*a*b*).表示將顏色的三激值XYZ轉換成L*a*b*值，對一個觀察者描述所觀察到的顏色，會是一項比較方便的工作。CIELabCIELAB(L*a*b*)值用來表示產品的顏色，並且能畫在顏色空間上。計算顏色空間上兩點之間的差異，即可表示為色差。色差(ColorDifference)AcolordifferencemeasurementiscalculatedbysubtractingtheL*a*b*ofstandardfromthebatch.Inthepreviousexamplescanbeillustratedbelow.BatchStdDiff.VisualTermsL*=4050-10Darkera*=2030-10LessRedb*=302010Yellower計算標準件與測試件於顏色空間上的距離即為標準件與測試件之間色差。色差(ColorDifference)色差在工業上的使用有其重要性色差定義為：在顏色空間上兩個位置之間的距離。例如：標準件與測試件在顏色空間上的距離。色差包含三個元件LightnessdifferencedL*=L*trial-L*standardred-greendifferenceda*=a*trial-a*standardyellow-bluedifferencedb*=b*trial-b*standard色差(ColorDifference)利用DL*,Da*andDb*組成的色差方程式來計算標準件與測試件之間的總色差，稱為deltaE，並以符號DE*表示.可以下列方程式計算：DE*=[(DL*)2+(Da*)2+(Db*)2]1/2WithreservationitcanbesaidthatcolordifferenceDE*1inCIELABunitcanbeseenclearly.However,thistermsisverymisleadinganditdefinitiondependsuponapplicationandtherelationshipbetweenthebuyerandtheseller.總色差(TotalColorDifference)DE*為利用三個因次的差異，來得到一個單一的數值。所以單一的數值僅能表示顏色差異的大小，而無法表示顏色差異的方向。只有三個因次個別的差值，才能指出與標準品之間顏色差異的方向。Mostimportantly,visualsensitivityvariesthroughoutCIELABcolorspace.很困難地用一個單一數值的範圍，應用到所有的顏色，來表示顏色的差異。DeltaE人們希望用一個固定的色差方程式，來定義所有色差的允許範圍（Tolerances）。現就有一個機會讓美夢成真：使用ΔE總色差值。但如果你還不能相信它，你可以自行建立dL*,da*,db*的允許範圍。-但是並不是一個簡單的工作當你有一些可接受及被拒絕的sample時，你才有辦法做到上述的動作。相同的CIELabdE*允許範圍並不建議使用到所有的顏色上色差允許範圍(Tolerance)實用上，CIELAB能以三個個別的差異值來替代單一的數值DE*.色差的建立，描述如下：1.Selectalargepopulationofsamplefromactualproductionwhichshowallthepossibleprocessvariations.2.Visuallyacceptable&unacceptableareseparatedwhencomparetostandard.3.Instrumentalcolordifferencemeasurementofthesesamplesaremadeandthenplottedtodefineatoleranceareawithacceptabilitylimits.OneexamplewouldbetoplotDa*vs.Db*onCIELABChromediagram.AseconddiagramcouldbecreatedtoplotdeltaL*vs.Da*orDb*.色差允許範圍(Tolerance)4.DatacollectedisthenplottedinCIELABchrome(a*/b*)diagramIntimeitwilldefineatolerancearea.所有落在橢圓形區域內的測試值，均為可接受的範圍。而落在區域外邊的值，則為視覺上無法接受的值.此種方法即為利用三個個別的允收值來和標準顏色作一比較。色差允許範圍(Tolerance)測試例：以上的資訊，希能讓大家明瞭，顏色色差的測量可藉由光學儀器，但仍須測試者有細心的想法，對所有的顏色數據，進行選擇、應用及溝通。觀察者的眼睛所看到的顏色，與顏色測試儀器所提供的數字能否一致。也是下一步所需要思考與努力的方向。結論