1、上海交通大学 硕士学位论文 汽车内饰件色差分析及控制 姓名：刘弘渊 申请学位级别：硕士 专业：车辆工程 指导教师：蒋祖华;王正刚 20070901 IV 汽车内饰件色差分析及控制 摘 要 汽车内饰件色差是指零件上或者零件与周边零件之间的肉眼可察觉 的色泽差异。随着汽车消费理念的日渐成熟，消费者对于汽车内外饰件 的要求也日渐提高。由于内饰件是驾驶者接触最多的汽车零件，所以色 差问题会影响消费者对品牌的认可程度。因此如何消除色差，提高内饰 件的外观和内在质量的问题显得日益重要起来。 本文通过列举目前上海大众汽车内饰件色差问题，详细分析零件之 间或者零件与标准色板之间色差产生的原因。按照车型、问题数
2、目和对 整车色差的贡献对问题进行排序，对于目前存在问题较多的注塑内饰件 色差问题按照集团标准要求并结合实际情况，有针对性地采用量测系统 评估、正交试验等工具和其他方法控制色差进而消除色差，从而达到提 升上海大众产品车内饰件外观质量的目的。 注塑内饰件色差问题通过项目小组和供应商的共同努力已经取得了 初步的成果，塑料件本身色差、和周围零件的色差都有了显著的改良。 成果得到了公司领导和市场顾客的积极肯定。 关键词：汽车，内饰件，色差，控制 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this m
3、essage. V ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF COLOR DIFFERENCE FOR AUTOMOBILE INTERIOR PARTS ABSTRACT Color difference of the automobile interior parts means optically difference of the part itself or between the part and the surrounding parts. Regarding to the prosperity of the automobile market， requireme
4、nts to the interior and exterior parts are rising. Since the interior parts are the most familiar to the driver， the color difference would greatly influence the customers confidence in the brand. By citing numerous of facts of color differences in Shanghai Volkswagen， the root causes of the color d
5、ifference which occurred in the single part or compare to the surrounding parts are to be analyzed. They are to be sorted according to the importance， numbers and models. Quality tools such as measurement system evaluation and design of experiment had been adopt according to VW requirements and real
6、istic facts to control and eliminate the color differences of the most focused interior molding parts， in order to improve the optical quality of SVW interior parts. Cause of the cooperation between my SVW team and suppliers， the first mission of improving the molding parts was accomplished， which h
7、as been positively recognized by the company leaders and field customers. Key Words: Automobile， Interior parts， Color difference， Improve Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外
8、，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：刘弘渊 日期： 年 月 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。
9、 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名：刘弘渊 指导教师签名： 蒋祖华 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 上海交通大学硕士论文 绪论 1 第一章 绪论 近年来，中国的汽车工业和汽车市场一直处于高速发展势态，随着汽车市场的 发展，车型也在不断地推陈出新，广大汽车消费者对普通的的降价促销或优惠促销 手段已经慢慢失去了兴趣，而是对外观、功能安全、节能以及汽车内饰的要求不断 地提高，因此汽车内饰的安全性、舒适性、美观性等问题都显得越来越重要了。 1.1 上海大众汽车有限公司的背景介绍 上海大众汽车有限公司成立于1985年3月，是中国改革开放后第一家轿车合 资企业，中德双方投资比例各占50%
10、，合同期限至2030年。目前为上海大众配套的 零部件企业有400多家，已经广泛地被其他汽车生产企业选作供应商，有的还被列 入国际采购的行列。公司目前主要产品有Santana 系列、Santana 3000 系列、 Passat系列、Polo系列、Touran系列和Octavia系列。2007年1月16日，上海 大众累计产量已经达到350万辆。 1.2 中国汽车市场分析 从 90年代以来我国汽车产量及增长率的变化可从下图中看出。 图 1 90 年代 以来 汽车 产量 及增 展率 变化 图 Fig 1 Yield and increasing rate of automobile since 19
11、90 目前，我国拥有广阔的汽车市场，由于上半年国家宏观经济形势呈现良好发 展，决定了中国汽车市场的内在需求得到了极大的激发，从而带动汽车产销高速增 长。 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 绪论 2 1.3 汽车内饰设计及质量的重要性分析 由中国汽车市场的分析可见，近几年来我国汽车生产快速发展，汽车市场竞争 非常激烈，在要求安全性以外，汽车乘坐的舒适性，包括低噪音、低污染、发动机 的散热、车体内饰与外饰的美观等等性能，已经成为提高汽车市
12、场竞争能力的重要 方面。 当今世界各大汽车公司为了增强竞争力，一直都在想尽各种办法提高产品质 量，取悦消费者。在各种的努力之中，有一个重要的环节就是内饰质量的提升。在 当今的国际车坛上，设计大战早已经转战至内饰设计上。据媒体报道，国际汽车设 计界正注视着日本汽车公司的设计动向。因为日系车的内饰精致，设计表现较为突 出。美国的三大汽车集团都在高档内饰方面与日本公司比拼。一位汽车设计师说过 这样一句话： 其实汽车设计最容易出彩的就是内饰设计。车的外饰是给别人看 的，而驾驶者真正享受的是汽车的内饰设计。 目前汽车市场在中国开始快速发展，越来越多的消费者对汽车开始有更多的认 识，开始知道如何去挑选，如
13、何评价和测试布局是否合理、内饰质量是否好坏，最 终会选择设计合理、舒适的好产品。作为具体的汽车使用者来说，他们接触汽车内 饰的时间其实要远远多于汽车外饰。内饰设计的好坏(包括造型设计、材料舒适 度、颜色的一致性、是否符合使用习惯等)将直接影响到驾驶者的使用乃至心情， 因此，很多的中国汽车消费者意识到汽车内饰设计尤为重要。 消费者越来越高的要求迫使汽车制造商督促自己的内饰设计人员尽量把这个小 空间布置得精美。美国公司则仿效大众等公司，利用计算机辅助设计方法进行一些 设计工作，同时还改良了汽车内饰所选用的材质，加强内饰件的颜色一致性控制， 有些公司甚至增加开支用以装饰汽车内的仪表台、座椅及其他仪器
14、设备。 1.4 上海大众汽车内饰色差控制问题的提出 20年来，凭借先入为主的优势，大众汽车成为中国市场的霸主，一度占据了中 国汽车市场的半壁江山。然而，随着其它厂商的强势进入，大众汽车在中国市场的 霸主地位已经一去不复返。甚至于大众要在激烈的中国汽车市场竞争中仍有一席之 地，就必须在保证其原有整车质量可靠，结实耐用，环保经济的优点前提下，注重 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 绪论 3 外饰及内饰的设计及质量控制。其中尤为重要是内饰的
15、设计及质量方面的问题，其 中最主要项目之一就是内饰的色差问题，整个大众集团对这个问题以前没有加以足 够重视，如今已经列为重要的改进项目。本人作为质保部项目管理的负责人，承担 起了公司内部内饰颜色控制以及帮助供应商进行零件颜色一致性控制的主要工作。 对于目前的大众汽车内饰色差问题现状，本文将在第三章加以详述。 1.5 汽车内饰色差研究现状 1.5.1 颜色科学理论研究 颜色科学是一门以视觉生理、视觉心理、物理光学、心理物理等学科为基础的 综合性学科，它应用于各个与颜色有关的行业。一直以来，有不少专著和文献对颜 色科学或光学理论进行探讨。 何国兴编著的颜色科学就是其中之一，该书全面而系统地介绍了颜
16、色科学 的基本概念和基本理论，CIE标准色度系统，颜色的描述和评价，颜色测量原理和 方法，电脑配色、电子分色、视频色彩和计算机颜色仿真等技术原理和方法，以及 国内外色彩管理系统。该书将色彩学和色度学之间、颜色理论与应用技术之间、色 彩艺术和生产技术之间建立了联系，通过该著作的研读，为本论文的汽车内饰色差 研究打下了良好的理论基础。 此外，刘浩学在中国光学学会2004 年学术大会上发表的文献用Munsell 颜 色检验色差公式颇有理论价值。该文章主要针对目前普遍采用的CIE 1976 L * a * b * 均匀颜色空间及其对应的色差公式的不理想性，不能完全做到与颜视色视觉感觉一 致，相同的CI
17、ELAB 色差值，对不同色调和明度的样品，视觉感觉有较大的差别。 因此，不能作为判定颜色误差的唯一标准这一情况，利用Munsell 颜色系统在视觉 上为等色差系统以及色调、彩度和明度可以单独改变的特性，用CIE1976 L * a * b * 色 差公式、CMC 色差公式和CIE于2001年推荐的CIEDE2000 色差公式分别计算改变色 调、彩度和明度产生的色差，从而检验各色差公式的均匀性。计算结果表明， CIEDE2000色差公式在总体上优于CMC色差公式，CMC色差公式优于CIE 1976 L * a * b * 色差公式，说明CIEDE2000和CMC色差公式比CIE 1976 L *
18、 a * b * 在色差均匀性方面有所 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 绪论 4 改善。该文章为色差公式的评价、公式参数的确定等理论研究工作奠定了一定的基 础。 1.5.2 实用着色和配色理论研究 除了对颜色基础科学、颜色的定量测量方法等的理论研究外，着色和配色技术 有着悠久的历史，传统技术为留下了丰富的经验，而现代的科技发展使着色和配色 技术更加成熟。 张红鸣、徐捷编著的实用着色和配色技术就是一本全面介绍此类技术的著 作。该书以实
19、用为主要前提，用准确的数据、丰富的资料、详实的内容对染料和颜 料在不同基质上的着色和配色方法，对着色剂的选择、着色配方、着色工艺、着色 操作要点进行了详尽的介绍，对本论文的研究有一定的指导性。尤其是第八章塑料 的着色与配色，该章从各种塑料的分类及基本特性开始介绍，分别介绍了各种塑料 的着色原理及配色原则和方法，具有很强的实用性和可操作性。 1.5.3 本企业 汽车内饰件色差标准解读 经过对颜色科学及实用着色技术等相关理论作了广泛研究之后，本文对上海大 众企业内部实行的汽车内饰色差标准(VW50190)进行了研究解读(以非织物类零件为 例): 1) 基本规定 作测量工艺公差的基础，对测量工艺确定
20、的限值进行可信度检验，以便进 行由VW AG 在预开发框架中规定的验收。根据工艺影响系数在批产阶段进 行精加工。 供货商要以在线检查统计报告的形式进行在线检验，零件也不例外须由供 货商测量并提供相应的记录报告。此外，还须对测量值进行外观可信度检 验。 10次单独测量的色值的波动幅度不得大于+/-0.15 CIE Lab单位。 基本上是进行外观验收后再在安装位置上进行测定。 2) 非织物零件的公差规定 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文
21、绪论 5 所规定的基本公差根据待检零件的装车位置由认可部门确定一个系数，作 如下相应分级: 在直接可视区域中与外形完全贴切的过渡部分-基本公差X1 在非直接可视区域中与外形并非完全贴切的过渡部分-基本公差X1.5 表 1 非织 物零 部件( 如塑 料， 油漆)- 黑色 调(B41) 合格范围(1) 带条件合格范围(3) 不合格范围(6) dL*0.35 0.35dL*0.45 dL*0.45 da*0.25 0.25da*0.35 da*0.35 db*0.25 0.25db*0.35 db*0.35 E 0 . 4 3 0 . 4 3 E 0 . 6 7 E 0 . 6 7 表 1 中 dL
22、*表示与标样相比的明度差，da* 和 db*表示与标样相比的色度差， E表示与标样相比的总色差 表 2 非织 物零 部件( 如塑 料， 油漆)- 灰色调(Y71) 合格范围(1) 带条件合格范围(3) 不合格范围(6) dL*0.45 0.45dL*0.55 dL*0.55 da*0.25 0.25da*0.35 da*0.35 db*0.25 0.25db*0.35 db*0.35 E 0 . 5 7 0 . 5 7 E 0 . 7 4 E 0 . 7 4 表 3 非织 物零 部件( 如塑 料， 油漆)- 米色调(Q70) 合格范围(1) 带条件合格范围(3) 不合格范围(6) dL*0.4
23、5 0.45dL*0.55 dL*0.55 da*0.25 0.25da*0.35 da*0.35 db*0.35 0.35db*0.45 db*0.45 E 0 . 6 2 0 . 6 2 E 0 . 7 9 E 0 . 7 9 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 绪论 6 表 4 光泽 度 黑色 灰色 米色 原材料 1 3 1 3 1 3 K31皮纹非结晶材料 (ABS ， PC.PC+ABS 等） 3.44.4 4.45.4 3.
24、44.4 4.45.4 3.44.4 4.45.4 油漆 1.21.8 皮纹部分结晶材料 (PP， PE， PBT， PET 等） 2.0 0.2 2.2 0.2 2.8 0.3 3) 分析 根据颜色、纹理结构、表面以及做工对试样进行评价。与原始样品进行比色来 对颜色进行评价。根据以前的协定或是由型面决定而无须测量的零件上比照标 准样品进行目测。所有其它参数均比照标准样品进行目测。目测时须考虑标准 样品与原始样品之间的偏差。 1.6 研究目标和章节安排 本文的研究目标为： 通过对目前上海大众汽车内饰件色差现象的详细分析，分析产生色差的原因。 按照问题数目和对整车色差的贡献进行排序，对于目前存在
25、问题最大的注塑内饰件 色差问题结合企业标准要求，有针对性地采用质量工具和其他方法控制色差或消除 色差，从而达到提升上海大众产品车内饰件外观质量的目的。 第一章绪论介绍了目前国内汽车行业发展态势，内饰件设计的重要性以及色差 问题的提出； 第二章综述了与色差相关的光学基础理论研究和影响色彩测量和色差的一些因 素； 第三章通过列举目前企业各个不同车型内饰件色差的实例，描述面临的问题， 并进行小结和初步分析； Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文
26、 绪论 7 第四章内饰件色差控制主要介绍了针对第三章列举的色差实例如何具体进行分 析和控制，如何采用必要的质量工具和其他方法消除色差； 第五章是项目总结和未来展望，对上述工作进行总结并阐述了对于后续工作和 进一步深入开展的设想。 图 2 研究 框架 图 Fig 2 S tudy Frame 第四章上海大众内饰件色差控制第一章绪论 注塑件色差分析 及控制理论研究 信息收集 中国汽车市场需求分析 皮革件色差分析 及控制理论研究 汽车内饰设计重要性分析 光学基础理论研究 上海大众内饰色差问题现 状描述 问题分类分析 上海大众内饰件色差控制 PVC和皮革色差控制 初步研究 色差控制方法的推广 和未来展
27、望 建立 标准 流程, 并试 行 收集客户反馈 数据统计 第三章上海大众内饰件色差现状分析第二章基础关学理论研究第五章项目总结及未来展 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 8 第二章 与色差相关的基础光学理论研究 2.1 基础光学理论 光是一种和无线电电波相似的电磁波波动，这种波动同无线电一样，在一定范 围内也具有各种不相同的波长。日光就是由许多不同波长的光波所组成的混合光。 其中能被人们的视觉器官所感觉到
28、的那一部分光波就是可见光，波长约在380nm 到 780nm之间。 早在 17世纪中叶，牛顿就用三棱镜把日光分解在成红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫所组成的光带，即光学上的光谱，它揭示出日光原来由红、橙、黄 等七种 色光混合而成的。凡是波长在上述范围以外的光都不能为人的视觉器官所察觉，因 而不能看到。例如波长大于 780nm红外线、波长小于 380nm的紫外线，以及 X射 线、射线等，都是不可见光。如图 3 图 3 可见 光波 长分 布 Fig 3 distribution of waveleng th of visible lig ht Created with novaPDF Printer
29、(www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 9 物体之所以能显现自身的色彩，是由于它比较多地反射出某种色光，而较少地 反射出其余的色光而形成的。如红色的花在收到光线照射以后，将白光中的橙、 黄、绿、青、蓝、紫等色光全部或大部分吸收，而只反射出红色光，所以显现红 色。绿色的叶子则只反射绿色光，而把其余的色光全部吸收，所以呈现绿色。除此 以外，人们在眼中看到的色彩除了物体本身的光谱反射特性之外，主要和照明条件 有关。如果一个物体对于不同波长的可见光具有相同的反射特性，我们则称
30、这个物 体是白色的。而此物体的白色结论是在全部可见光同时照射下得出的。同样的物 体，如果只用单色光照射，那这个物体的色彩就不再是白色的了。同样的道理，一 块红布是在白天日光下得出的结论，但是同样的红布如果在红光的照射下，在人们 眼中反映出的色彩就不再是红的，而是白色的。所以，在人们眼中反映出的色彩， 不仅取决于物体本身的特性，而且还与照明光源的光谱成分有着直接关系。因此， 在人们眼中反映出的色彩其实是物体本身的自然属性与照明条件的综合效果。 我们看到的色彩是人眼在接受光的刺激后，视网膜的兴奋传送到大脑中枢而产 生的感觉。每个人的视觉并不是完全一样的，即使在正常视觉的群体中间，也有一 定的差别。
31、所以，每个人的色彩感受有所差异，而且与当时的周围环境，生理状 况，心理情绪都有关。因此，我们说色彩是主观量而非客观量。 2.2 颜色的量化描述方法 表 5 颜色 量化 描述 方法 描述方法 发明人 时间 含义 孟塞尔系统 A.H.孟塞尔 1905 由一系列借以与试样作目视比较的色卡图组 成.用色调H，亮度V，饱和度C，即H V/C. Yxy 色空间 法 CIE(国际照 明委员会) 1931 根据 CIE 规定的配色函数所确定的三刺激 值，亦称2 XYZ，三刺激值.二维描述. L*a*b* 色 空 间法 CIE(国际照 明委员会) 1976 引入亮度 L 概念，更精确，均匀的色空间， 通常称为
32、CIELAB，现为广泛采用.三维描 述. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 10 2.2.1 孟塞尔系统、孟塞尔色彩立体 孟塞尔所创立的孟塞尔色彩系统是用色彩立体模型表示表面色的一种方法。它 用一个三维空间的类似球体模型把各种表面色的 3种基本特性即色调、明度、饱和 度全部表示出来。在立体模型中的每一部位各代表一个特定的色彩，并给予一定的 标号。目前国际上广泛采用孟塞尔色彩系统作为分类和标定表面色的方法。
33、 图 4 孟塞 尔颜 色空 间 Fig 4 Mu nsell chromaticity Space 图 5 孟塞 尔颜 色立 体和 色相 环 Fig 5 Mu nsell chromaticity cube and ring 孟塞尔色彩空间系统包括色彩图册、色彩立体模型和色彩表示说明书三部分。 在孟塞尔色彩系统中，通过色彩立体模型的色彩分类方法，用纸片制成许多标 准色彩样品，汇编成色彩图册。色彩图册包括两套样品，一套是有光泽样品，共包 括 1450块色彩样品，附有一套由白到黑共 37块中性色样品；另一套是无光泽样 Created with novaPDF Printer (www.novaPD
34、F.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 11 品，由 1150块色彩样品、32块中性色样品组成。每一色彩样品的尺寸大约是 1.8cmX2.1cm。 孟塞尔色彩立体如图 5所示，自下到上的变化为明度等级 V，黑色在底部，白 色在顶部。孟塞尔明度值由 0-10，共 11个在视觉上等距离的等级，每一明度值对 应于日光下色彩样品的一定亮度因数，在实际应用中只用明度值 1-9。水平距离的 变化为饱和度 C，围绕着明度轴的周向变化为色调 H。 H V/C = 色调 明度/饱和度 对于中性色彩，由于饱和
35、度为 0，其色彩标号可写成 N V/=中性色 明度/ ( N表示中性的意思） 如果需要对饱和度低于 0.3的中性色作精确的标定，一般采用以下形式: N V/(H ，C) = 中性色 明度/(色调，饱和度) 2.2.2 Yxy色空间表示法 1931年 CIE规定 700nm的红、546.1nm的绿和 435.8nm的蓝为色光三原色，三 原色能相加匹配出等能白色（E 光源），然后在 2 o 视场观察条件下，采用目视配色 仪上匹配出等能光谱色的 R、G、B 分量，称为 1931 年 CIE-RGB 系统标准色度观 察者光谱三刺激值，用 b g r , , 表示。1 图 6 1931 CIE-RGB
36、系统光 谱三 刺激 值 Fig 6 Spectral Tristimulus value of 1931 CIE-RGB system 根据三刺激值求出光谱色度坐标然后在 r、g坐标系中绘出 1931 CIE-RGB系统 色度图。（图 7） Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 12 图 7 1931 CIE-RGB 系统色 度图 图 8 1931 CIE-XYZ 系统 色度 图 Fig 7 1931 CIE
37、-RGB chromaticity diagram Fig 8 1931 CIE-XYZ chromaticity diagram 从试验中得出的 b g r , , 三刺激值，本来可以直接用于色度学计算及标定颜色， 但是由于用来标定光谱色的原色出现负值（图 7），不便计算和理解，从而引出了 假想三原色的概念，在 1931 CIE-RGB基础上导出了 1931 CIE-XYZ系统。1 所谓 1931CIE-XYZ 系统，就是在 RGB系统的基础上，用数学方法，选用三个 理想的原色来代替实际的三原色，从而将 CIE-RGB系统中的光谱三刺激值 b g r , , 和 色度坐标 r、g、b均变为正
38、值。1 选择三个理想的原色（三刺激值）X、Y、Z，X 代表红原色，Y 代表绿原色， Z代表蓝原色，这三个原色不是物理上的真实色，而是虚构的假想色。1 为方便起见，将 X、Y、Z 三角形转化为麦克斯韦直角三角形，即得到了目前 国际上通用的 1931 CIE-XYZ色度图。1 在图 8所示的 xy 色度图中，x色度坐标相当于红原色的比例，y 色度坐标相当 于绿原色的比例。由图中的马蹄形的光谱轨迹各波长的位置，可以看到：光谱的红 色波段集中在图的右下部，绿色波段集中在图的上部，蓝色波段集中在轨迹图的左 下部。中心的白光点 E 的饱和度最低，光源轨迹线上饱和度最高。如果将光谱轨迹 Created wi
39、th novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 13 上表示不同色光波长点与色度图中心的白光点 E 相连，则可以将色度图画分为各种 不同的颜色区域。因此，如果能计算出某颜色的色度坐标 x、y，就可以在色度中明 确地定出它的颜色特征。但是，前面曾经讨论过，色度坐标只规定了颜色的色度， 而未规定颜色的亮度，所以若要唯一地确定某颜色，还必须指出其亮度特征，也即 是 Y的大小。 2.2.3 CIE 1976 L*a*b*均匀色空间 (CIELAB
40、或CIELUV) 人们为了使色彩设计和复制更精确、更完美，为色彩的转换和校正制定合适的 调整尺度或比例，减少由于 XYZ 空间的不均匀而带来的复制误差，在不断寻找一 种最均匀的色彩空间，这种色彩空间，在不同位置，不同方向上相等的几何距离在 视觉上有对应相等的色差，把易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。 从 1931 CIE-RGB系统到 1931 CIE-XYZ 系统，再到 CIE1976LAB系统，一直 都在向“均匀化“方向发展。1931 CIE-XYZ颜色空间只是采用简单的数学比例方法， 描绘所要匹配颜色的三刺激值的比例关系。 为了进一步改进和统一颜色评价的方法，1976年 CIE推荐
41、了新的非自照明的颜 色空间及其有关色差公式，即 1976 CIELAB（或 L*a*b*）系统，现在已成为世界 各国正式采纳、作为国际通用的测色标准。它适用于一切光源色或物体色的表示与 计算。由于 CIE 1976 L*a*b*均匀颜色空间中 a*、b*依赖于 L*，因此，没有等亮度 色度图，这样也就没有饱和度的定义。 经过一系列的非线形变换后，原来的马蹄形光谱轨迹不复保持。转换后的空间 用笛卡儿直角坐标体系来表示，形成了对立色坐标表述的心理颜色空间。在这一坐 标系统中，+a*表示红色，-a*表示绿色，+b*表示黄色，-b*表示蓝色，颜色的明度 由 L*的百分数来表示。详见下图 Created
42、 with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 14 图 9 L*a*b* 色空间 Fig 9 L*a*b* color system 在 CIELAB空间中，若给出物体色的 L*、a*、b*值，我们大致就可以想象该物 体的色彩，而且可以根据两物体色的 L*、a*、b*的大小以及正负，推断两物体 色之间偏红（或偏绿）、偏黄（或偏蓝）的状况。 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)
43、. Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 15 图 10 两物体 色差 在 CIELAB 空间 中示 例 Fig 10 example of color difference between two objects in color system CIELAB色差公式：由图空间实例可得总色差表达式： 2 2 2 * * * b a L E ab ， 单位为 CIELAB，其中 A：标准 B：试样。 表 6 色差 的感 性认 识 色差 Eab 人眼的感觉 小于 0.1 不可分辨 0.1 到 0.2 专家可
44、分辨 0.2 到 0.4 一般人可分辨 0.4 到 0.8 一些部位严格控制的色差范围 0.8 到 1.5 常用控制色差范围 1.5 到 3.0 分开看似乎是相同的颜色 大于 3.0 明显色差 大于 12 不同颜色名称 b* a* L* E*ab Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 16 CIE标准光源 不同的光源对颜色视觉有不同的作用，一种色彩的颜色不仅取决于照射在其上 的光的组成，还取决于每种波长下的反
45、射率，这样就有必要了解光源的有关光色特 性概念。 表 7 主要 光源 参数 以及 用途 光源 色温 用途 D65 6504K 国际标准人工日光 TL84 4000K 欧洲，日本商店光源 CWF 4200K 冷荧光，美国商店光源 A 2856K 白炽灯光，比色参考光源 UV / 紫外灯光源 CIE 标准照明体1 为了消除在不同时间的日光和各类不同光谱功率分布的人工光源下测量颜色的 差异，规定只在大家共同约定的具有代表性的光源下标定物体颜色。为此 CIE 推荐 了四种标准照明体A、B、C、D和三种标准光源A、B、C。 标准照明体A： 相当于绝对黑体在加温到2856K时辐射出来的光； 标准照明体B：
46、 相当于相关色温4874K的直射阳光，光色相当与中午阳光； 标准照明体C： 相当于相关色温6774K的平均阳光，光色近似阴天天空日光； 标准照明体D65：相当于色温约为6504K的日光； 标准照明体D：代表标准照明体D65以外的其他日光。 CIE 规定的标准照明体 D 也叫做典型日光或重组日光。由于典型日光与实测日 光具有很相似的相对光谱功率分布，同时典型日光比标准照明体 B 和 C 更符合实际 日光的色度点（B 和 C 都比实测日光偏粉红色），CIE 决定推荐 D55 5503K、D65 6504K、和 D75 7504K 的相对光谱功率分布最为代表日光的标准照明体。CIE 建议， 为了促进
47、色度学的标准化，在可能情况下尽量应用 D65代表日光，在不能应用 D65时 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.上海交通大学硕士论文 与色差相关的基础光学理论研究 17 则尽量使用 D55 和 D75。这三种日光标准照明体，特别时 D65 在色度学中已经广泛应 用，并已取代原来的 CIE 标准照明体B 和 C。目前上海大众测量色差所用光源即 D65 标准照明体。 三种可以模拟 D65 的人工光源：带滤光器的高压氙弧灯、带滤光器的白炽灯和 荧光灯。带滤光器的高
48、压氙弧灯提供了最好的模拟，国际上最好能达到AA级 标准光源是指用来实现标准照明体光谱功率分布的光源，CIE 规定用下述人工 光源来实现标准照明体。 标准光源 A：熔凝石英壳或玻璃壳带石英窗口的充气钨丝灯，以产生色温为 2856K的辐射。 标准光源 B：在 A 光源前加一组特定的戴维斯-吉伯逊液体滤光器，以产生相关 色温4874K的辐射。 标准光源 C：A 光源另加一组戴维斯-吉伯逊液体滤光器，以产生相关色温 6774K的辐射。 关于测试方法 1971 年 CIE 正式推荐几种测色标准照明和观测条件，即垂直/45 0(0/45)， 45 0 /垂直 (45/0)，垂直/漫射 (0/d)，漫射/垂直 (d/0)。如下图所示： 图 11(0/45) (45/0) (0/d) (d/0) Fig 11 visual inspection measure 由于 45/0（45 度角照明/0 度角观察）这种光学结构消除了材料表面由于光泽 引起的影响，所以能更好地模拟了人眼观察物体时的效果。现在通常色彩测量通常 使用这种方式。
