简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)

DH*为使用CIELCh系统表征颜色时两个颜色色相的差异。

CIELCh系统用极坐标的方式来定义颜色坐标,L*是深浅坐标,C*代表样品点在a*b*平面投影点到中心的距离(半径),h°代表样品点在a*b*平面投影点和中心的连线与 a* 的夹角。L*C*h°正好对应于颜色的三个属性:明度、饱和度、色调,所以通过这些数据可以很快判断样品的颜色属性。

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(1)

L*a*b*颜色表征系统

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(2)

L*C*h°颜色表征系统

同CIELab系统相似,(为便于书写,文中后面将所有上缀星号*省略),若标准点的LCh坐标为(L0,C0,h0),样品点的坐标为(L,C,h)其色差计算方法为:

ΔL=L-L0,若ΔL*为正数,则样品偏浅(不够深);ΔL为负数,样品偏深(不够浅)

ΔC=C-C0,若ΔC*为正数,则样品偏鲜艳(不够灰暗);ΔC为负数,样品灰暗(不够鲜艳)

Δh=h-h0,若Δh为正数,则样品向逆时针方向偏;Δh为负数,样品向顺时针方向偏

(有关LCh与Lab的联系,详情可参阅《CIELab 与CIELCh 颜色表征》)

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需要注意的是:Δh使用的是角度,而其它参数使用的都是长度,那么有时很难通过他们的实际数字来判断哪个变量影响最大,所以CIE通过一个简单的换算将它变成长度度量ΔH,这样就可以与ΔC与ΔL一同比较了。公式如下:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(3)

因为

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(4)

所以

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由于

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(6)

所以

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(7)

简化得

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(8)

若设

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则有

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简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(11)

可见,b与a形成二元二次函数,函数曲线(抛物线)的形状和位置受b0,ΔH的影响。

当b0=1,ΔH=±1时:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(12)

所以,标准颜色的坐标为(a0=0,b0=1),

容差为ΔH=±1时的曲线为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(13)

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它们的曲线分别为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(15)

原点处局部放大图为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(16)

可见,总体上看,当ΔH值固定时,曲线为二元一次曲线,当b0越大时,曲线越靠上,越陡峭,越狭长。

同理,当标准点固定时,曲线的形状随ΔH的变化而变化。

比如,标准点坐标为:a0=0,b0=10,容差分别为ΔH=±1,±2和±5时的曲线分别为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(17)

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(18)

可见,当ΔH越大时,曲线位置越低,开口越大,包容的面积越大。

当ΔH与ΔC同时使用时,其连接形成的封闭区域即为容差边限。

比如当标准颜色的坐标为:a0=0,b0=10,

容差分别为ΔH=±1,ΔC=±1时的封闭区域为:

/

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局部放大的形状为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(20)

若再加上ΔH=±1的要求,则最终形成一个截面为上面绿色形状的三维体。

上面的分析是基于标准颜色坐标a0=0时的数据,但根据极坐标的基本原理,对于其它不同坐标点,只要C值和ΔH值相同,曲线的形状是相同的,只是其开口方向不同。

比如,当标准颜色的坐标分别为:(a0=0,b0=10), (a0=7.701,b0=7.701),

它们的饱和度C均等于10,

它们容差ΔH=±1时的曲线分别为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(21)

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(22)

可见其形状相同,只是位置和方向有差异。

由抛物线的特性可以看出,以ΔH为容差时,C值越大时,ΔH的边线与半径线越接近,相反,C值越小,ΔH的边线与半径线差距越大。可参阅下面两个图,分别是C=10和C=1时的图形。

C=10时:

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局部放大为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(24)

C=1时:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(25)

局部放大为:

简述色相纯度明度的概念(色相差异DH解析)(26)

总结

通过上述分析可以看出,ΔH没有明确的几何含义,其大小会影响到容差曲线的位置、形状和大小。ΔH以长度单位来表征色相的差异,避免了直接用角度Δh引起的单位混淆和尺度匹配差异。

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