死磕SCI与SCE模式的计算

上周提到SCI和SCE两种测量模式

  • SCI:Specular Component Include(包含镜面正反射光),SCI是指包含镜面反射光测量颜色的表达方法;

  • SCE:Specular Component Exclude(排除镜面正反射光),SCE是指排除镜面反射光的测量颜色的方法。

结尾说SCI和SCE没有可比性,因为SCI因为包含镜面反射和漫反射,在同样光源下(或测色仪),所反射出来的光(反射+漫射)的总和必然比SCE模式下反射的光(只有漫反射)要多,所以说SCI模式下的数据必然比SCE的大。所以如果要谈论颜色的差别时,记住测量模式务必要一致,同样采用SCI模式,或者同样采用SCE模式。(第一次)

【在公众号“领略色彩之雅”中回复“模式”,查看详细介绍】

但是究竟SCI和SCE模式得到的颜色数据能差多少呢?对于没有数据就没法理解世界的我来说,还是要计算一下。

以下是我用一个光亮黑色做测试的计算过程,看看SCI和SCE模式对于D65光源下颜色表示上有什么区别。

1
计算原理

对于特定光源下指定物体的颜色观察者看到的颜色,就是将这个组要素相乘:

公式:选用光源色和表面色计算公式:

其中λ是波长。

将得到的X、Y、Z和X0(Xn)、Y0(Yn)、Z0(Zn)代入下面公式求得 L*、a*、b*

【在公众号“领略色彩之雅”中点击菜单栏“知识体系”,在“色度”里有颜色三要素详细介绍】

2
计算

详细的计算过程这次不列出来。

【在公众号“领略色彩之雅”中回复“a”或者“D65”,查看详细计算过程】

对于表面色三要素:物体,光源,观察者。SCI与SCE的差别只在于物体属性的测量方式不同,而得到不一样的物体的光谱反射率曲线:

根据SCI和SCE模式的定义,SCE模式不包含直接反射光,由上反射率可以看出,SCI模式里约有五分之四的直接反射光。也可以看出该黑色物体的光泽度其实非常高。物体表面的结构、粗糙程度是影响的根源。(其实下一个研究方向可以分析光泽度如何影响)

计算结果如下:

SCI

SCE

X

51.02

8.05

Y

53.90

8.65

Z

60.65

11.27

L*

27.82

7.82

a*

-0.11

-0.65

b*

-1.18

-2.73

可以看出SCI与SCE模式下的L*a*b*值相差非常大的。所以我才说:如果要谈论颜色的差别时,记住测量模式务必要一致,同样采用SCI模式,或者同样采用SCE模式。(第两次)

3
思考

进一步猜想,就算SCI与SCE模式计算得到的L*a*b*值的绝对值相差非常大,如果在讨论相对值(也即是色差)时,会不会没差别呢?

换句话说,我们在评判样品颜色跟标准颜色的色差时,用SCI模式得到的色差(DL*、Da*、Db*、DE),跟用SCE模式得到的色差是一样的呢?

【在公众号“领略色彩之雅”中点击菜单栏“干货-CIE”,详细介绍CIE L*a*b*】

回到CIE L*a*b*的计算公式:

L*值跟物体的光谱反射率曲线成正比,但a*、b*值是不成正比关系的。也就是说SCI模式得到的色差DL可能会跟SCE模式得到的色差DL*相同,但Da*、Db*、DE就不同了。

所以如果要谈论颜色的差别时,记住测量模式务必要一致,同样采用SCI模式,或者同样采用SCE模式。(第三次)

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