色差是產品顏色質量管控的一項重要指標，對色差進行測量，可以為色差管控提供數字化的參考依據，而常用的色差測量儀器有色差儀及分光色差儀等，這些儀器可以給出經色差公式計算后的色差值。本文對色差的測試原理及色差的計算公式做了介紹。

色差的含義：

色差，即顏色標準色與實際測量顏色之間的差異，包括色調、色相、彩度、明度等要素。①色調，色調是顏色自身的特性，是區別與其他顏色的重要指標，體現了顏色的“質”，光源光譜組成以及物體表面對波長的反射比例物體色調的決定性因素。②色相，色相即色彩的名稱，是顏色的光譜特性和基本要素，當光從短波移動至長波時，人們所感受到的顏色變化便是色相。③彩度，彩度指色的彩飽和度、顏色的純粹度，涂膜表面的反射光譜輻射的選擇性程度是物體飽和度的決定性因素，若涂膜對除了對某一窄波段有著較高的反射率之外，對于氣壓波長均沒有反射率或反射率很低，則該涂膜光譜選擇性高。④明度，明度指色彩的明暗程度，即人眼對于物體的明亮感覺，物體對于光的反射強度是明度的決定性因素，反射率越高，明度越高，明度高顏色淺，明度低顏色深。

色差測試的原理：

色度學是對顏色刺激進行度量、計算和評價的一門學科，是以光學、視覺生理、視覺心理、心理物理等學科為基礎的綜合性科學，是把主觀的顏色感知和客觀的物理刺激聯系起來，從而建立起高度準確的定量學科，是顏色科學領域里的一個重要組成部分。經過科學家不斷的努力，通過大量的科學試驗，建立了現代色度學，并形成了許多色度學表色系統。表色系統是將顏色按照感知色貌的特性，在顏色空間進行有序的排列所構成的系統。顏色空間是表示顏色的空間，通常是三維的。而顏色立體是指表面色按照特定的色序系統在顏色空間里排列所占的空間部分。常

見的表色系統有：CIE標準色度系統、孟塞爾表色系統、奧斯瓦爾德表色系統、自然色系統（NCS）、徳國DIN系統、美國光學學會一均勻色系統（OSA-UCS）和亨特Lab系統等，每種表色系統都有一定的應用時間和地域。為了便于對顏色的度量，國際照明委員會CIE引入了三刺激值，任何色光的顏色都可以用三刺激值來表示。三刺激值可以用光學辦法客觀地測量。對不發光體，可以測量它在某種標準光源照射下的顏色（物體色），實際就是收集樣品的反射光，然后測出這些反射光的刺激值。CIE（1976）L*a*b*系統中，L*為明度指數，表示在近似均勻三維空間中物體色的明度坐標；a*b*是色品指數。

目前，色差測量中最為常用的測色系統是CIE（1976）L*a*b*均勻顏色空間，其在三維色空間的各個坐標軸方向上均具有視感知覺的等距性，而且細分了明度指數和色品指數的級差，更適宜在較小色差情況下的顏色測量、比較和討論。

色差的計算公式：

色差，又稱總體色差，通常用△E*表示，是表示標準色和試樣色的色空間的一種關系指標，其數值越大表示被測物和對照樣顏色差別越大。色差的計算公式有很多，這里主要介紹色差儀中使用比較廣泛的△E*ab色差公式和△E*00色差公式。

1.△E*ab色差公式

ΔE*ab色差公式是CIELAB色差公式的簡稱，是色差儀中目前使用最為廣泛的一個色差公式。CIELAB色差公式是基于近似均勻的三維顏色空間建立的，由直角坐標L*、a*、b*構成，國際照明委員會推薦使用。該色差公式建立在CIELAB顏色空間之上，在L*a*b*公式中，L*表示明度，a*表示紅色和綠色的成分，b*表示黃色和藍色的成分。色差是指用數值的方式表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別，若兩個顏色都是按照L*a*b*標定的，則兩個顏色之間的色差可以用歐式距離來計算：

其中，△L*是CIELAB空間的明度差，△a*是CIELAB空間的紅綠色光差，△b*是CIELAB空間的黃藍色光差。

△a*和△b*表示樣本和標準在ab*平面上位置的改變。如果將CIELab均勻顏色空間轉化為極坐標空間，則能更好地表示色差的性質，極坐標空間用LCH表示。因此，CIELAB色差公式也可以用明度差△L*、彩度差△C*ab和色相差△H*ab來定義，即：

2.△E*00色差公式

ΔE*00色差式是CIEDE2000色差公式的簡稱，CIEDE2000是由CIE專門設立的專業委員會TC1-47（Hue and Lightness Dependent Correction to Industrial Color-Difference Evaluation）在CIELAB顏色空間的基礎上經過相關修正推出的色差公式。該公式可以實現更加精確、符合人眼感知的色差評價，但也因此在計算上更為復雜。其色差式如下所示：

式中，ΔL'為亮度差；ΔC'為彩度差；ΔH'為色相差；KL、KC、KH分別為亮度、彩度、色相的權重因子，在本文的應用情況下，將其取值為KL=KC=KH=1；SL、SC、SH分別為對亮度、彩色、色相的補償函數；RT為對藍色區域的旋轉因子。

CIEDE2000只是重新定義了色差的計算方法，并不是建立了一個新的均勻色空間。對于一般的工業色差評估，可以直接用該公式進行計算，計算結果即可表示被知覺的色差。