什么是色差？CIE94 与 CIEDE2000 哪个更适合应用？

一、什么是色差？

色差是指物体与比较对象之间的颜色差异。对于非发光物体，通常是在排除照明条件、环境与观察距离等因素差异后，将样品颜色与标准样进行比较所得的差异。若要定量表示色差，需要结合色调、明度与饱和度等颜色属性。色差评定在工业配色与产品颜色质量控制中十分重要。

现代色差评定会使用能够预测目视色差的色差公式。国际照明委员会（CIE）依据大量颜色视觉判断与色差比较实验建立相关公式，并可通过仪器或计算机计算，将颜色差异以数值表示。

二、CIE Lab 色差模型

为改进并统一颜色评估方法，CIE 于 1976 年推荐了 CIE 1976 L*a*b* 色彩空间及相关色差公式。该系统由 CIE XYZ 通过数学转换得到，并成为广泛采用的颜色测量标准。转换关系如下：

其中 X、Y、Z 为物体的三刺激值；X₀、Y₀、Z₀ 为理想白色物体在 D65 光源、10°观察条件下的参考值。L*a*b* 是常用的物体颜色测量空间：L* 表示明度，a* 与 b* 表示色度；+a* 偏红、−a* 偏绿，+b* 偏黄、−b* 偏蓝。L* 明度以数值表示。Lab 空间以直角坐标呈现，颜色点离中心无彩色轴越远，饱和度通常越高。

三、CIE94 与 CIEDE2000 色差公式

色差公式会将颜色表示在 Lab 空间中，再计算两种颜色之间的差异。早期模型采用较简单的几何距离；随着研究发展，CIEDE2000 进一步调整了色差计算，以改善数值与人眼视觉判断的一致性。原文介绍称其对视觉一致性有进一步改善；实际应用仍应依材质、观察条件与客户标准选择公式。

四、CIE94 色差公式

CIE94 公式计算所得的 ΔE*94 会显示在色差仪屏幕上。使用者可依据测量结果判断样品与标准样之间的差异，并据此进行颜色筛选。

五、CIEDE2000 色差公式

由于人眼与色差计在色度图中的颜色评估方式及敏感形状不同，测量数据有时会与目视判断不一致。CIEDE2000 没有建立全新的均匀色空间，而是重新定义色差计算方式，使 CIELab 空间的计算结果更贴近人眼评估。公式增加 SL、SC、SH 等权重系数，分别补偿明度 ΔL*、彩度 ΔC* 与色调 ΔH* 方向的差异。

计算步骤：

第一步：计算 CIELAB 中的 L*、a*、b* 与 C*ab。

第二步：计算 L′、a′、C′ 与 h′。G 为 CIELAB 色彩空间轴的调整因子，a* 是彩度的函数；C*ab 为彩度。

第三步：计算 ΔL′、ΔC′ab 与 ΔH′ab。

第四步：计算 SL、SC、SH 与 T。其中 L、C′ab 与 h′ab 会依两组样品的相应数值取平均。

第五步：将前述结果代入 CIEDE2000 色差公式，得到 ΔE00。

六、CIE94 与 CIEDE2000 哪个更适合？

CIEDE2000 在 CIE94 的基础上，进一步考虑色度空间中性区域的预测表现，并加入 SL、SC、SH 等修正系数，补偿彩度 ΔC*、明度 ΔL* 与色调 ΔH* 方向的差异，目标是提升计算结果与目视判断的一致性。