色差
色差计算、色差公式(excel版)
色差计算、色差公式（excel版）
1.色差计算。
色差计算（Color Difference Calculation）是指使用一定的色差计
算公式，从一条特定颜色参考样的数据，估算另外一条颜色参考样的数据，从而比较和评估两个样本之间的色差值。
色差计算可以帮助我们更准确地
确定颜色标准，从而更准确地进行产品或者服务的过程。
2.色差公式。
用excel计算色差的方法：
1）打开Excel，输入“A”，“B”，“C”，“D”四列，分别对应
常见CMYK颜色分量值；
2）在第二行第五列输入公式：
标准：=(A2-B2)^2+(C2-D2)^2。
3）在第三行第五列输入公式：
比较：=(A3-B3)^2+(C3-D3)^2。
4）在第四行第五列输入公式：
差异：=ABS(A4-B4)+ABS(C4-D4)。
然后将标准和比较的CMYK颜色值输入对应的列中，即可以得出色差
的值。
色差的解释
色差的解释
色差是指在光照条件下，不同颜色的物体在观察时所呈现出的色差差异。
它是由于物体表面对不同波长的光反射率不同、人眼对不同波长光的敏感度不同及光源的色温等因素造成的。
色差的大小可以通过色差计等仪器来测定，常用的色差指标有Delta E值，一般认为Delta E小于1的色差是肉眼难以察觉的，而Delta E大于2的色差则是明显的。
色差在工业生产和质量控制中具有重要的作用，可以用于检测产品的颜色准确度，同时也可以用于研究和开发新的颜色配方。
- 1 -。
色差计算色差公式
色差计算色差公式色差是指在一定光源和观察条件下，样品与标准样品或者两个样品之间的颜色差异。
色差计算是通过测量样品的颜色数据，并与标准样品相比较来确定色差值的。
常见的色差计算方法有多种，其中比较常用的是LAB色差计算方法。
LAB色彩空间是一种在1931年由CIE（国际照明委员会）制定的一种与人眼的视觉感官相关的颜色空间。
其中L表示明度，A表示红绿色调的差异，B表示蓝黄色调的差异。
LAB色差计算方法可以通过以下公式计算：△E=[(△L)²+(△a)²+(△b)²]^(1/2)其中△E表示两个颜色之间的色差值，△L，△a，和△b分别表示样品的L、A、B值与标准样品的L、A、B值之间的差异。
在Excel中，可以使用以下步骤计算色差值：1. 在Excel电子表格中，创建几列用于存储样品和标准样品的L、A、B值以及计算色差的结果。
2.对于样品和标准样品的L、A、B值，通过仪器或者其他方式进行测量，并将结果录入对应的单元格中。
3.在另外一列中，使用公式"=(样本L-标准样本L)^2"来计算L值的差异的平方。
将公式应用于整列单元格。
4.在另外一列中，使用公式"=(样本A-标准样本A)^2"来计算A值的差异的平方，将公式应用于整列单元格。
5.在另外一列中，使用公式"=(样本B-标准样本B)^2"来计算B值的差异的平方，将公式应用于整列单元格。
6.在最后一列使用公式"=SQRT(L值差异平方+A值差异平方+B值差异平方)"，来计算色差值，并将公式应用于整列单元格。
通过以上步骤，您可以在Excel中计算出样品与标准样品之间的色差值。
需要注意的是，色差值的计算只是通过数值上的差异来判断颜色的差异，而实际的视觉感受可能会有所差异。
因此，色差值只是一个定量的指标，不能完全代表颜色的差异。
此外，还有其他一些色差计算方法，如△E_CMC、△E_1994、△E_2000等，可以根据不同的需求选择合适的方法。
色差测试判定标准
色差测试判定标准
色差测试用于测量物体的色彩差异，常用于质量控制、颜色匹配以及色彩评价等方面。
色差测试判定标准可以根据具体的应用领域和需求而异。
以下是一些常见的色差测试判定标准的例子：
1. CIE 1976 Lab色差判定标准（ΔEab）：该标准基于国际照明委员会（CIE）的定义，通过计算待测样品与标准样品之间在亮度（L）和色度（a、b）三个通道上的差异来表达色差。
通常，ΔEab值小于1被认为是不可察觉的色差，而大于3被认为是显著的色差。
2. CMC(l:c)色差判定标准：该标准是由色彩测量委员会（Color Measurement Committee）定义的，基于人眼对色彩感知的随机性。
它通过计算待测样品与标准样品之间在亮度（L）和色度（C、h）两个通道上的差异来表达色差。
3. ΔE00色差判定标准：该标准是基于CIE Lab色彩空间的改进版本，旨在更准确地反映人眼对色彩差异的感知。
它考虑了亮度、饱和度和色相之间的关系，用来比较两个色彩之间的差异。
以上是一些常见的色差测试判定标准的例子。
具体选择哪种标准取决于测试的目的、行业标准以及实际应用的需求。
在进行色差测试时，建议参考相关行业标准或专业机构的指导，并确保测试仪器的准确性和标定。
印刷行业色差标准
印刷行业色差标准在印刷行业中，色差的标准是判断印刷品颜色与原稿或标准色之间差异的重要指标。
不同标准下色差的具体数值要求如下：1. 五级标准：色差要求为0，容差要求为0.2。
2. 四级标准：色差要求为1.7，容差要求为±0.3。
3. 三级标准：色差要求为3.4，容差要求为±0.4。
4. 二级标准：色差要求为6.8，容差要求为±0.6。
5. 一级标准：色差要求为13.6，容差要求为±1.0。
色差标准在印刷行业的应用印刷行业中，色差标准不仅用于评价印刷品质量，还涉及到印刷过程的控制、原材料的选择以及印刷设备的调整等方面。
为了更好地应用色差标准，以下几个方面需要引起重视：1.原材料的选择：印刷品颜色的实现依赖于印刷原材料，如油墨、纸张等。
在印刷过程中，不同原材料之间的色差会影响最终印刷品的质量。
因此，在印刷前应根据实际需求选择合适的印刷原材料，确保其满足相应的色差标准。
2.设备调整：印刷设备的性能和状态对色差的产生具有重要影响。
印刷企业应定期对设备进行维护和调整，确保设备在良好的工作状态下进行印刷。
此外，不同设备之间的色差也需要注意调整，以保证印刷品的颜色一致性。
3.工艺流程：印刷工艺流程中的各个环节，如排版、印刷、干燥、叠印等，都可能对色差产生影响。
印刷企业应严格控制各个环节，确保颜色在传递过程中的一致性。
4.人员培训：印刷行业色差标准的掌握和应用需要专业的人才。
企业应加强对员工的培训，提高他们对色差标准的认识和应用能力。
5.质量控制：印刷企业应建立完善的质量控制体系，对印刷品的色差进行实时监测，以确保产品符合标准要求。
总之，印刷行业色差标准在不断发展和完善中，为提高印刷品质量、满足市场需求和推动行业技术进步发挥着重要作用。
印刷企业应熟练掌握和应用色差标准，以提高自身竞争力。
色差的计算方法
色差公式：△Eab＝[△L＊2 △a＊2 △b2]1/2△L=L样品－L标准明度差异△a=a样品－a标准红/绿差异△b=b样品－b标准黄/蓝差异△E总色差的大小△L大表示偏白，△L小表示偏黑△a大表示偏红，△a小表示偏绿△b大表示偏黄，△b小表示偏蓝范围色差（容差）0 - 0.25△E非常小或没有；理想匹配0.25 - 0.5△E微小；可接受的匹配0.5 -1.0△E微小到中等；在一些应用中可接受1.0 -2.0△E中等；在特定应用中可接受2.0 - 4.0△E有差距；在特定应用中可接受4.0△E以上非常大；在大部分应用中不可接受为了解决基于RGB 色彩模型的图片比对存在的上述问题，我们采用了基于色彩计算的新的图片验证方法。
在开始介绍基于色差分析的图片比对方法之前，先介绍一下色差的相关原理。
色差的原理和发展历史所谓色差，简单说来就是表示两种颜色的差异程度。
说到色彩的量化和测量技术，就必须提到国际发光照明委员会(CIE)。
鉴于RGB 色彩模型与设备相关性等问题，CIE 在RGB 模型基础上，制定了一系列包括CIE XYZ 基色系统和颜色空间等在内的新标准，试图建立一个新的色彩空间，使得工业界能够准确指定产品颜色。
而后又针对XYZ 色彩空间的不足，进一步制定了LAB 色彩空间规范及有关色差计算公式。
使得工业界可以用数值deltaE 来表示两种色彩的差异程度，进而评估它们的近似度。
目前CIE1976LAB 规范已经被广泛应用，成为国际通用的色彩测量标准。
需要指出的是，色差的计算公式并非只有CIELAB差公式这一种。
色差的计算和应用虽然RGB 色彩模型被广泛应用，但却不能直接通过RGB 色彩模型计算出色差。
我们必须先将色彩从RGB 色彩空间转换到XYZ 色彩空间，而后再转换到LAB 色彩空间，最后根据总色差公式来计算色差。
事实上CIE 提供了多种理想的色彩模型和转换算法，这里我们只是选取其中的一种简单算法。
色差的分析介绍
色彩与色差1．色调是彩色彼此相互区别的特性，物体的色调决定于光源的光谱组成和物体表面所反射或透射的波长辐射的比例对人眼产生的感觉，色调体现了颜色在“质”的方面的关系2. 色相是区别色彩的名称。
例如，尽管其色值和饱和度不同，某一系列颜色色彩的色相是相同的－比如说都是绿色3.彩度（色彩饱和度）——颜色的纯粹程度。
是颜色在“质”的基础上所表现出来的颜色纯度。
涂膜表面反射出的光谱辐射单色性越强，该涂膜的饱和度值也越高。
物体（涂膜）的饱和度决定于该涂膜表面反射光谱辐射的选择性程度。
涂膜对光谱中某一较窄波段的反射率很高，而对其他波长的反射率很低或没有反射，表明它有很高的光谱选择性，这一涂膜颜色的饱和度就高。
4.明度—是指色彩的明暗程度。
决定于物体的反射光的强度,是人眼对物体的明亮感觉，受视觉感受性和过去经验的影响，物体表现出对光的反射率越高，它的明度就越高；明度体现了颜色在“量”上的不同。
明度是色彩的深浅－某种色彩靠近白色或者黑色的程度明度是光线的一种可以测量的属性。
明度高的颜色较浅，明度低的颜色较深。
中性色(白色、黑色和灰色)没有色相或者饱和度的属性，只有明度。
5. 三原色光---加色法混合加色法混合的特征是：（1）两种不同的彩色光混合生成另一种颜色，且色光混合的次数越多、强度越大，得到的颜色越明亮；（2）如果两种色光混合成白色，它们就被称为互补色；（3）红绿蓝三色可以混合出其集合范围内的所以颜色；（4）红( R )、绿( G )、蓝( B )三色等量相加生成中性灰色,当R、G、B三色达最高值时，它们相加后的结果生成白色6. 混合减色三原色减色法混合的特征是：（1）两种不同的颜色混合生成另一种颜色，且颜色混合的次数越多，得到的颜色就越灰暗、越混浊；（2）C、M、Y等各种颜色等于从白光中减去它们各自的补色。
如：青色等于从白光中减去红光，品红等于从白光中减去绿光，黄色等于从白光中减去蓝光。
（3）青（C）、品红（M ）、黄（Y）三色等量混合生成中性灰色, 当C、M、Y三色达到最高值时，混合的结果生成黑色。
色差值计算公式
色差仪主要看L、A、B值<（L标-L测）平方+（A标-A测）平方+（B标-B测）平方>开根号＝Ｅ值Lab 颜色标尺按如下标识：（H, ^$ Y）~8 D. e% |）{ L （亮度）轴表示黑白，0 为黑，100 为白A （红绿）轴正值为红，负值为绿，0 为中性色 2 T/ P（y- z+ }6 A' E6 n- HB （黄蓝）轴正值为黄，负值为蓝，0 为中性色- \5 g. h# I# o H4 s- h# lA' r9 S0 g" l$ X- i所有的颜色都可以通过任何一种Lab 标尺被感知并测量。
这些标尺也可以用来表示标样同试样的色差，并通常有Δ为标识符。
如果ΔL为正，说明试样比标样浅，如果ΔL为负，说明试样比标样深。
: ^& B5 E, ], \7 n. _# m如果Δ a 为正，说明试样比标样红（或者少绿），如果为负，说明试样绿（或者少红）# {+ O8 m! q1 v* U4 i% w如果Δb为正，说明试样比标样黄（或者少蓝），如果为负，说明试样蓝（或这少黄）L，a，b 颜色差异还可以通过一个单独的色差符号ΔE来表示出来，ΔE 被定义为样品的总色差，但不能表示出样品的色差的偏移方向，ΔE数值越大，说明色差越大，它通过下面的公式计算得来：△E*=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2从这可知L.a.b并无定值7 I5 k! Z' k/ n' R: k' N$ p, K1 x. P）\注意大多数情况下，数据是相对色差，而不是绝对色差。
有些公司只要求总色差小于2，有些要求比较严格的，就会要求到L a b 值3 j$ p. r- }7 v: n: k3 A' F+ B△a△ b △c △l一般情况下均没有定值,但严格要求的话,应该是各有要求.△E*=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2" q1 i f3 ]+ |△c*=[（△a*）2+（△b*）2]1/2# z6 ^/ S2 r! v* Q如果△E小于等于2.0,建议△a△b△l均小于等于1.5. ^2 O. J- `% e一般的,△E在1.5时目视可以分辨.。
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平行平板恒产生正位置色差，只有当光 束平行垂直入射时，色差为0。
注
意
以上所讨论的消色差只是对初级色差而言， 即对近轴光消色差。这与实际对带光消色差 的要求不符，因为当近轴色差为零时，由于 色球差，不但带光球差不为零，而且边缘光 色差会很大。 透镜为具有一定厚度时，色差要发生一些变 化，因此以上只是一个近似解，实际的光学 设计还需要精确校正。
2
l 'FC
1 1 2 C h 2 I 2 n '2 u '2 1 n '2 u '2
l '
2
结论：
薄透镜的初级位置色差仅由透镜的光焦度和透镜
材料决定
同一光焦度的薄透镜，阿贝常数越大，色差越小
单薄透镜的位置色差正负由光焦度决定，正透镜
产生负色差，负透镜产生正色差，消色差系统需 要由正负透镜组成
F 486.13nm C 656.28nm
D 589.3nm
(nF nc )
表示材料平均色散 表示材料平均折射率 表示材料阿贝常数
nD
nD 1 D nF nC
Glass Map in ZEMAX 现有玻璃基本上是高 折射率高色散，低折 射率低色散。
一般冕牌玻璃为低 折射率低色散，火 石玻璃为高折射率 高色散
称为色差校正过度
L 'FC 0
若AF’和AC’重合，则
L 'FC 0
称为光学系统对F光（兰）和C光（红）消色差
2、倍率色差
光学材料对不同色光的折射率不同，光学 系统对不同色光就有不同的焦距
x' l ' f' l
不同色光的焦距不等时，其放 大率也不等
意味着不同色光有不同的像高，即 倍率色差
折射面组合
薄透镜
dn '1 dn1 dn '2 dn2 CI l1u1n1i1 ( ) l2u2 n2i2 ( ) n '1 n1 n '2 n2 1
薄透镜在空气中，故
2
l1u1 l2u2 h, n1 n '2 1, n '1 n2 n dn1 dn '2 0, dn '1 dn2 dn
2 2 1
系统总光焦度
h2 1 2 h1
(4-40)
（3）平行平板
k n1u12 1 lFC1 C l 'FC 2 2 I n 'k u 'k n 'k u 'k 1 k k C luni dn I n 1 1
l 'FC
n 2 d n
色差的存在，因此用白光成像的光学系统必须校
正位置色差
L l
' F
' F
L l
' C
' C
l' FC 0
L 'FC 0
光学系统只能对一个孔径的光线进行校正色差， 一般情况下对0.7孔径的光线校正位置色差。
L
' 0.7 FC
L
' F
L
' 0.7C
0
L 'FC 0
称为色差校正不足
第二部分 像差理论
几何像差概述
几何像差：实际像与完善像间的差异。
近轴细光束 实际光线
轴上点像差 单色像差
轴外点像差 色差 位置色差 倍率色差
球差 彗差
像散 场曲
畸变
色 差
一、色 差
白光是由各种不同波长的光组成的。
n
白色光中波长愈短折射率愈大
介质对两种不同波长的光线的折射率之差，称为 该介质对这两种色光的色散。
l 'FC
与孔径无关
当物点本身无色差时
l 'FC
k 1 C 2 I n 'k u 'k 1
r
d 4.0 2.5
n 1.5163 1.6727 第二面 9.78207 -0.422427 0.00716134 -0.0295922 第三面 9.71097 -0.178198 -0.0124768 0.0215907
dn dn CI h(i1 i '2 ) n n 1
2
用近轴光公式将i消掉
1 1 1 1 dn CI h [( ) ( )] r1 r2 l '2 l1 n 1
2
2
利用薄透镜焦距公式，得
CI h 1
2 2
dn CI h n 1 1
2
2
单薄透镜的位置色差表示式
例如一双胶合透镜 求初级位置色差
62.5 -43.65 -124.35 第一面
lu ni ∆dn/n CI
l 'FC
10 0.16000 0.00531546 0.00850474
3 1 C 0.05023 2 I n '3 u '3 1
薄透镜系统的初级位置色差
单个折射面
薄透镜的位置色差推导
BC’ BD’ BF’ A
yz ’
F
yz ’
D
yz ’
c
B
BF’ BD’
BC’
A
yzc’
yz ’
D
yz ’
F
B
上图的叠加结果使像的边缘呈现彩色 光学系统的倍率色差是以两种色光的主光 线在高斯像面上的交点高度之差来度量的
y' FC y' ZF y' ZC
3、初级位置色差校正
初级位置色差——近轴光位置色差
代入阿贝不变量，整理得
n ' u ' l 'FC nu lFC
2 2
dn h Q n
2
dn dn ' dn 此为单折射面的初级位置色差表示式，其中 n n' n
代入过渡公式，得到整个系统的位置色差表示式
n 'k u 'k 2 l 'FCk n1u12 lFC1 CI
' L'FC lFC a1h2 a2h4
单个折射面的近轴成像公式
n ' n n ' n l' l r
色散系数与折射率相比是小量，因此位置色差相比像距 也为小量。
dn ' n ' dl ' dn ndl dn ' dn 2 2 l' l' l l r
哪种色光 焦距最大 ？
按色光的波长由短到长，其相应的像点离透镜由近到 远地排列在光轴上，这种现象称为位置色差
（1）度量
兰
AF’
绿 红
Ac’
lF’
-△lFC’ lc’
L 'FC L 'F L 'C
展开为级数形式
L l a1h a2h
' FC ' FC 2 4
细光束成像也不能获得白光的清晰像。由于位置
光焦度分配
只有两种不同玻璃制造的正负透镜才能消色差，为了使 光焦度不至太大，两种玻璃的阿贝常数差尽量大些。 若系统光焦度为正，不论冕玻璃还是火石玻璃在前，正透镜 必须用冕玻璃。若系统光焦度为负，正透镜用火石玻璃。 若系统需要保留一定的剩余色差，以便与其 他光学零件相补偿，此时：
1 1 (1 2l 'FC ) 1 2 2 2 (1 1l 'FC ) 1 2
设计一双胶合望远物镜，焦距１００ｍｍ，用Ｋ９玻璃 (ｎＤ＝１．５１６３，ｖＤ＝６４．１)和ＺＦ２玻璃 （ｎＤ＝１．６７２５，ｖＤ＝３２．２ ）组合 ，为 了补偿反射棱镜的色差，物镜需要保留－０．２６ｍｍ 的色差，双胶合透镜的初始结构。
（２）一定空气间隔的透镜系统
消色差条件
1 2 2 CI h h2 0 1 2 1
dn ' n 'F n 'C , dn nF nC , dl ' l 'F l 'C l 'FC , dl lF lC lFC
nlFC n ' l 'FC 1 1 1 1 dn '( ) dn( ) 2 2 l l' r l' r l
冕牌玻璃：以字母K表示，如轻冕(QK)，冕(K)，钡冕(BaK) 火石玻璃：以字母F表示，如轻火石(QF)，火石(F)，重火石(ZF)
1、位置色差
（1）产生现象
对白光成像的光学系统，由于材料对不同色光的折射 率不同，使各色光线具有不同的成像位置和倍率。
n ' n n ' n l' l r
薄透镜系统的位置色差系数
CI h 1 1
N N 2
光学系统中消色差
（１）双胶合与双分离系统
1 2 CI h ( ) 0 1 2 1
2 2
1 2 0 1 2
1 2
1 1 1 2 2 2 1 2
1
k
dn C I h Q n
2
初级位置色差分布系数
将关系式hQ=ni,以及h=lu,带入CI表示式中
dn CI luni n
系统的位置色差表示式
k n1u12 1 lFC1 C l 'FC 2 2 I n 'k u 'k n 'k u 'k 1 k k C luni dn I n 1 1