CIE ΔE*（色差）公式简述

图片：Techkon SpectroDens 4 多功能彩色密度仪和分光光度仪。

如果您从事色彩行业，无论您是品牌所有者、商品设计师、印刷专业人士、家得宝 (Home Depot) 或劳氏 (Lowe’s) 油漆部门的员工，或者只是像我一样喜欢 CIE CMC 色彩这类词汇的纯粹色彩极客，您都可能会听到“ΔE”这个术语，读作“delta-E”。由于我在色彩行业工作，我大部分时间都在与上述所有专业人士交流。不出所料，他们中的许多人在职业生涯早期并非从事印刷或色彩领域。因此，了解一些最重要的术语是非常必要的。

使用 ΔE (dE) 的目的是描述两种颜色之间的距离。dE 的最小可觉差 (JND) 通常为 1。换句话说，如果两种颜色的 dE 小于 1，则是肉眼无法察觉的；如果大于 1，则是可以感知的。不幸的是，由于人类色彩感知（我们的眼睛）的特性，对色彩的视觉感知是不同的。通常，我们的眼睛对彩度 (Chroma) 的变化比对明度 (Lightness) 的变化更敏感。这意味着，两组黄色之间和两组绿色之间相同的 dE，在我们的眼中极有可能看起来是不同的。考虑到这一点，多年来人们开发了更新的 dE 公式，以下是我们在色彩复制领域可能会遇到的 4 种主要公式。

1. ΔEab（又称 ΔE76、dEab 或 dE76）
   CIEL*a*b* 和 ΔEab 由国际照明委员会 (CIE) 于 1976 年推出。给定 CIEL*a*b* 色彩空间中的两种颜色 (L₁, a₁, b₁) 和 (L₂, a₂, b₂)，ΔEab 公式的定义为：
   dEab 公式来源于 http://www.brucelindbloom.com/index.html?ColorDifferenceCalc.html
   其中，
   L₁ – 参考色的 CIE L* 值
   a₁ – 参考色的 CIE a* 值
   b₁ – 参考色的 CIE b* 值
   L₂ – 样本色的 CIE L* 值
   a₂ – 样本色的 CIE a* 值
   b₂ – 样本色的 CIE b* 值
   虽然 ΔEab 已被下文讨论的其他公式所取代，但它仍然包含有关两种颜色之间线性距离的有用信息。
2. ΔE_CMC（又称 dE_CMC，CMC l:c）
   CIE 并不是唯一界定色差公式的机构。染色师及色彩师学会色彩测量委员会 (CMC) 在 1984 年定义了一种新的色差方法，并以该开发委员会的名字命名为 CMC l:c。 dE_CMC 公式来源于 http://www.brucelindbloom.com/index.html?ColorDifferenceCalc.html
   该公式基于 CIEL*C*h* 色彩表示法，考虑了人类色彩敏感度/感知的复杂性。该公式有几种变体，因为它允许用户为其明度 (l) 和彩度 (c) 因子分配不同的权重。CMC l:c 是基于对纺织品样本的目视评估以及人类视觉在明度 (l) 和彩度 (c) 方面的敏感度水平开发的，默认的 l:c 比例为 2:1，这使得明度的变化容差是彩度的两倍。另一种常见的 l:c 比例是 1:1。如果您的生产选择了 CMC l:c，请咨询您的供应商/买家应使用哪种比例。不同的比例会导致不同大小的容差椭圆，换句话说，即颜色匹配的可接受性不同。
3. ΔE₉₄ （又称 dE94）
   1995 年，CIE 通过引入 ΔE₉₄ 对公式进行了修订，以解决 ΔEab 下的色彩非线性特性。与 CMC l:c 方法一样，ΔE₉₄ 也使用 CIEL*C*h* 来计算色差。
   
   dE₉₄ 公式来源于 http://www.brucelindbloom.com/index.html?ColorDifferenceCalc.html
   ΔE₉₄ 公式提供了两个系数 k 和 S，它们主要基于罗切斯特理工学院/杜邦公司 (RIT/Dupont) 汽车漆研究的容差数据。大多数情况下，软件开发人员会根据纺织或图形艺术行业的行业用户预先选择这两类系数。然而，由于 ΔE₉₄ 在色彩空间的蓝紫色区域缺乏准确性的局限性，最终导致了 ΔE₂₀₀₀ 的发布 (Martin, 2013)_。
4. ΔE₂₀₀₀ （又称 ΔE₀₀、dE2000、CIEDE2000 或 dE00）
   ΔE₂₀₀₀ 最初由 CIE TC1-47 在 2001 年的 CIE Publ.142 中提出，并于 2013 年标准化。您可能会发现旧的 ISO 白皮书或 IDEAlliance G7 规范仍将 ΔEab 作为主要的色差公式，而将 ΔE₂₀₀₀ 仅用于提供信息。自 2013 年以来，ISO 和 IDEAlliance 均已采用 ΔE₂₀₀₀ 作为计算色差的新行业标准。
   
   dE_CMC 公式来源于 http://www.brucelindbloom.com/index.html?ColorDifferenceCalc.html

显而易见，ΔE₂₀₀₀ 比 ΔEab 复杂得多。总之，ΔE ₂₀₀₀ 引入了权重函数：S _L、S _C、S _H、R _T 和 a’（中性），作为对 CIELAB 缺乏均匀性的位置修正；还引入了参数因子：K _L、K _C 和 K _H，作为对实验观察条件（D65、1000 lx、L*=50 的灰色背景等）影响的修正。大量研究表明 ΔE ₂₀₀₀ 优于其他色差公式：“目前，我们还没有任何候选色彩空间（如 DIN99、CAM02、OSAGP 等）能在 CIEDE2000 的基础上提供统计学上的显著改进。” (CIE TC 1-55, 2016)“从多年来开展的各项实验中可以清楚地看到，ΔE ₂₀₀₀ 能更好地对应人类观察者感知微小色差的方式。” (Martin, 2013)“CIEDE2000 公式可能不是工业微小色差公式的最终定论。该公式所基于的实验数据远非完美。然而，在目前，该公式代表了所能达到的最佳水平。在我们看来，CIEDE2000 的出现非常及时，因为目前有两种不同的公式（CMC 和 CIE94）被广泛使用。这显然是不令人满意的。新公式比这两者都有显著的改进。” (M. R. Luo, G. Cui, and B. Rigg, 2002)

最终结论

尽管 ΔE₂₀₀₀ 不会是色彩领域最佳色差公式的最终答案，但它是目前图形艺术行业中得到 ISO 和 IDEAlliance 支持的、效果最好且应用最广泛的公式。但无论您使用哪种色差公式，良好的颜色匹配就是得到您的客户或付款人认可的匹配！话虽如此，请允许我用 Billmeyer (1970/1979) 的五条规则来结束这篇博客：

1. 选择单一的计算方法并始终如一地使用它。
2. 始终准确说明计算是如何进行的。
3. 切勿尝试通过使用平均因子在两个由不同公式计算出的色差之间进行转换。
4. 在设定容差时，仅将计算出的色差作为初步近似值，直到它们得到目视判断的确认——换句话说，通过目视验证所有计算。
5. 永远记住，没有人会因为数字而接受或拒绝颜色——重要的是它看起来的样子。

作为本博客的补充，请随时下载我们开发的 ΔE 计算器。如果您有任何问题或意见，欢迎通过 service@techkon.datacolor.com 与我们联系。

参考文献
Bruce Lindbloom，各种不同色差公式的截图，2017 年 4 月 (http://www.brucelindbloom.com/index.html?ColorDifferenceCalc.html)
CIE TC 1-55 委员会，评估色差公式性能的推荐方法，CIE217:2016 (http://www.cie.co.at/publications/recommended-method-evaluating-performance-colour-difference-formulae)
Martin Habekost，应使用哪种色差公式，国际图形教育与研究通报，第 6 期，2013 年 (https://www.hdm-stuttgart.de/international_circle/circular/issues/13_01/ICJ_06_2013_02_069.pdf)