色差仪测色中易混淆的几个色度参数的含义及区别

色差仪是以色度学为基础颜色的光学分析仪器，因此其在测色的过程中会涉及到各种色度参数，其中变角常见的就有：45/0和d/8、SCI和SCE、2°和10°、L*a*b*和Lab、XYZ和Yxy。对于这些相似参数的含义及区别，许多的用户不是很清楚，本文对此做了详细的解析。

光路结构——45/0和d/8：

色差仪是模拟了人眼对物体进行颜色检测的仪器，他将人眼吸收大自然红、绿、蓝三种光色将其颜色数据化并通过仪器显示出来。那么在这里需要说到色彩识别的三要素-光源、物体、探测头，不同光源角度及不同探测头最后检测到的数据都是不一样的，所以我们一般规定两个角度45/0、D/8。

45/0就是说探测器垂直于水平面的被测材料接收光源，与探测器为法线呈45度的光源照在水平面上的物品上，然后探测器进行接收通过物品反射来的光线，然后生成RGB/LAB数值显示在色差仪屏幕上，完成检测。

结合前面的原理，D/8色差仪不同的地方在于积分球。简单地说，积分球体上有一个测量光圈(事件光)。事件光照亮积分球体，积分球体内部经过反射和折射，使光源均匀。接收孔在8°偏离中轴的角度接收光线，并通过颜色差异公式进行计算。积分球体是着色器的关键部分。色彩测量精度与积分球体有很大关系。如果积分球体质量不好，会影响彩色电表的使用寿命，从而大大增加维护成本。因此，使用高质量的积分球体将延长仪器的使用时间。

测量模式——SCI和SCE：

SCE：Specular Component Exclude（排除镜面正反射光），SCE是指排除镜面反射光的测量颜色表达方法，这种类型的测量结果与肉眼观察到的结果相似。

消除镜面反射光SCE方式，其测量所得到的结果显示的是人眼真实看到的颜色。人的视觉系统在观察物体时，在多数条件下接收的信息为物体的漫反射光，而不注重镜面反射。如果有反射光直接射到你眼睛里，只会亮瞎你的眼睛，而看不到颜色的。

由于滤去了镜面反射光线，表面色三要素（光源、物体、观察者）中的物体性质不能真实地反映，所以计算出来的结果跟SCI模式有所不同。而且受物体表面的结构、粗糙程度影响非常大。（因为物体表面性质会影响反射光线）

SCI：Specular Component Include（包含镜面正反射光），SCI是指包含镜面反射光测量颜色的表达方法；为此，它最大限度地减小了样品表面的影响,特别适用于颜色质量监测和计算机配色。

采用包含镜面反射光SCI方式,其测量结果完全包括物体的所有表面反射光（包括镜面正反射和漫反射）,因此其结果能够客观的表示物体的外表颜色,与物体表面的结构、粗糙程度无关,在电脑配色等方面应用广泛。即物体的光亮程度不会影响颜色数据的测量结果。

也就是说SCI模式包含了所有物体反射出来的所有光线,测量的结果能真实显示物体真实颜色性质,符合表面色三要素（光源、物体、观察者）的定义。

观察者角度——2°和10°：

标准观察者是一个专有名词，了解颜色体系的发展过程，就不难理解2°标准观察者和10°标准观察者（以下简称观察者）。2°观察者和10°观察者的实质是一组标准观察者的配色函数。这组配色函数是通过一些正常色观察者统计得出的，它与人眼的结构相关。

2°观察者的配色函数是1931年建立起来的，而10°观察者的配色函数是1964年在2°观察者的统计数据的基础上发展起来的，10°观察者的视场包含了2°观察者的视场。10°观察者具有更为严密的统计基础，因为它是建立在更多位正常色观察者的统计数据基础之上的。2°和10°观察者的视场如下图所示。

CIE1931-XYZ标准观察者的各个参数，都是适用于 2°视场的中央观察条件（适用10-4°视场），此视场角下观察物体，主要是人眼的中央凹椎体细胞起作用。故小于 1°的极小视场的颜色观察和大于40的视场颜色观察条件，CIE1931-XYZ标准色度观察者不适用。因此，为了适应大视场的颜色观察，人们在大量实验的基础上，又建立了“CIE1964-XYZ 色度学系统”。

在“CIE1964-XYZ补色色度学系统”中观察被测物体，既覆盖了视网膜中心的椎体细胞，也覆盖了视网膜中央凹周围的杆体细胞，它适合于10°大视场。人的眼睛在2°的视场条件下，识别物体颜色的能力较低，在10°的视场条件下，判断颜色的精度和重现性较高。目前颜色测量大多采用，10°的视场。

颜色空间——L*a*b*和Lab：

CIEL*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*、a*和b*。Lab指的是Hunter Lab，它是建立在颜色对立理论基础上的三维直角坐标系，是不带星号的，不同于L*、a*和b*。这2种表色系统都是建立在颜色对立理论基础上的，应用都比较广泛，区分这2种表色系统还是很有必要的。

Hunter Lab和CIELAB颜色体系的计算公式不同，虽然都是由X、Y、Z经数学计算而来，但是色度量的取值不同。比如同样是瓷砖的颜色——黄色，Hunter Lab体系的颜色参数值为L=61.42，a=+18.11，b=+32.23，而CIELAB体系的颜色参数值则分别为L*=67.81，a*=+19.56，b*=+58.16。

两个个色度空间与视觉感官的均匀性都存在差异。比如虽然 CIELAB 色空间是 CIE 推荐的均匀颜色空间，而实际上CIELAB空间对于人眼的色彩感觉来说也还是不均匀的。在该空间的某个区域（如红色区域）取2个色样点与另一区域（如绿色区域）同等距离的2个色样点作比较，会发现在红色区域的2个色样的视感觉差别和绿色区域的2个色样的视感觉差别不一样，即在不同颜色区域，色彩的宽容量数值是不相等的。

色度系统——XYZ和Yxy：

CIEXYZ颜色空间，也称CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量（X，Y，Z）能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色，其中X和Z定义为颜色的色度，Y为颜色的亮度。

CIEXYZ颜色空间主要应用于测色仪和数字颜色分析器等分析仪器，它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛，但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致，导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此，该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。

三刺激值XYZ对定义颜色非常有用，但却不易直接目视其结果，为此CIE于1931年规定了Yxy色空间，它是在二维图上描述颜色，但与亮度无关。Y为物体的反射比，用%数表示（与反射比为100%的理想漫反射相比较）。它对应于颜色三要素的明度其值就等于三刺激值的Y值。色度坐标x、y对应于色三要素的色调和彩度。x、y色度坐标可由下式算得：x=X/（X+Y+Z）y=Y/（X+Y+Z）（其中X、Y、Z为三刺激值）X轴色度坐标相当于红基色的比例；Y轴色度坐标相当于绿基色的比例，图中没有Z轴色度坐标（即蓝基色所占的比例）。因为比例系数x+y+z=1，Z的坐标值可以推算出来，即z=1-x-y。