印刷行业CIELAB色差公式的评价分析

　　色差是印刷品质量评价和检测的重要技术指标，现行的国家标准GB/T 7705-1987（平版装潢印制品）、GB/T 7706-1987（凸版装潢印制品）、GB/T 7707-1987（凹版装潢印制品）、GB/T 17497-1998（柔性版装潢印刷品）、GB/T 17934.1-1999（印刷技术，网目调分色片、样张和印刷成品的加工过程控制，第1部分：参数与测试方法）、GB/T 17934.2-1999（印刷技术，网目调分色片、样张和印刷成品的加工过程控制，第2部分：胶印）与行业标准CY/T 31-1999（印刷技术，四色印刷油墨颜色和透明度 第1部分：单张纸和热固型卷筒纸胶印）中均规定印刷色差的评价应采用CIELAB色差公式。然而，实践表明，CIELAB色差公式并不能够很好地与人眼的视觉感受相匹配，不能够准确地反映人眼的视觉感受。
　　
　　不同情况下色差值和视觉差的对比
　　理想的色差公式应该能够准确地描述人眼的视觉感受，但是，相同CIELAB色差值的颜色在不同的明度、饱和度和色相下，给人的视觉感受是不一样的。
　　图1为不同明度的颜色色块。从图1可以看出，（a）色块和（b）色块的视觉差要比（c）色块和（d）色块的视觉差大，但是由表1可知，两对颜色使用CIELAB色差公式计算的色差值是相同的，均为3.46。所以，该色差公式对明度差别较大的颜色的色差描述不能够准确地反映人眼的视觉感受。CIELAB色差值相同的情况下，浅色给人眼产生的视觉差更大；视觉差相同的情况下，浅色的CIELAB色差值要小。因此，国家标准GB/T 7705-1987（平版装潢印制品）、GB/T 7706-1987（凸版装潢印制品）中对色差的判定以明度L*=50.00为界限，对明度低于50.00和高于50.00的颜色色差的判别分别采用不同的色差值，如表2所示。而其他的标准并没有考虑这一点。

图1 不同明度的颜色色块

表1 图1中各色块的色度值
 

表2 GB/T 7705-1987(平版装潢印制品)的色差评价指标
 

　　图2是两对饱和度不同的颜色色块，从中可以看出，（a）色块和（b）色块的视觉差要比（c）色块和（d）色块的视觉差大，但是由表3可知，两对颜色色块使用CIELAB色差公式计算的色差值是相同的，均为3.61。所以，CIELAB色差公式对不同饱和度下的颜色的色差描述和人眼的视觉感受也不尽相同，饱和度越小，视觉上越容易分辨，即相同的CIELAB色差值，饱和度小的颜色对视觉差越大。

图2 不同饱和度的颜色色块

表3 图2中各色块的色度值
 

　　图3是两对色相不同的颜色色块，它们的明度相同，饱和度也非常相近，（a）色块和（b）色块是黄色，（c）色块和（d）色块是蓝色，从视觉上判定，（a）色块和（b）色块的视觉差要比（c）色块和（d）色块的视觉差大，但由表4可知，两对颜色色块具有相同的CIELAB色差值， 均为3。这就说明在明度和饱和度相同的情况下，CIELAB色差公式对不同色相的颜色的色差描述和人眼的视觉感受也有一定的差别。

图3 不同色相的颜色色块

表4 图3中各色块的色度值
 

　　由上面的实例分析可以知道，即使由CIELAB色差公式计算的色差值相同，但由于颜色的明度、饱和度、色相等不同，也会给人不同的视觉感受；反之，如果在不同的明度、饱和度、色相下，颜色的视觉差相同，由CIELAB色差公式计算的色差值也不同。因此, CIELAB色差公式并不是理想的色差公式。
　　
　　CIELAB色差公式的宽容量
　　1986年，Luo和Rigg收集了多种载体（如纺织、油漆、油墨等）表面色的色差数据，包括可辨别数据和可接受数据，并用这些数据在CIELAB a*b*图中绘制了宽容量椭圆，如图4所示。

图4 a*b*图中的Luo和Rigg实验颜色宽容量椭圆

　　图4说明CIELAB颜色空间均匀性很差。如果实验数据和CIELAB色差公式能够完美地匹配，则所有的宽容量椭圆都是同尺寸的圆圈。然而，从图4可以看出，接近中性色的宽容量椭圆最小；随着饱和度的增加，宽容量椭圆变大变长；除了蓝色区域外，大多数宽容量椭圆都指向原点（非彩色点）。
　　
　　结束语
　　不管是实例还是研究成果都表明CIELAB色差公式存在一定的缺陷，并不是理想的色差公式。现在已经研究出了性能优异的CMC、CIE94、CIEDE2000色差公式。纺织、建筑等行业的国家标准已开始规定采用CMC色差公式来计算色差，如GB/T 8424.3-2001（纺织品，色牢度试验，色差的计算）和GB/T 3810.16-1999（陶瓷砖实验方法，第16部分：小色差的测定）等。有的印刷企业也认识到了CIELAB色差公式的不足，为了更好地控制产品质量，纷纷采用CMC、CIE94等其他的色差公式。