嗯？色差？就这样？？？

随着国内制造业的发展，CMF越来越成为提升产品定位、提高品牌识别度的重要手段。工业产品的颜色表现力，也因此越来越重要。因此，供应链对色差的管控能力也愈发受到重视。

今天我们就来聊聊色差计的Why、How、When。

01

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Why

我们为什么需要色差计？

大家知道，日常用语来描述颜色，是不的。同样是“红色”，其实可以分出很多很多不同的红。所以，业内一般会用标准色卡、或标准样品，来作为管控色差的手段。

但，这样靠目视比较样品来管控色差的办法，在大规模工业化生产中有它的不足之处。

首先，这过于依赖于人眼的颜色识别能力，操作工需要经过可靠的培训才能上岗。一些意外情况容易造成产能的波动，比如工人生病了咋办？跳槽了咋办？万一累了眼一花咋办？另外目视比色也比较花时间，出货量一上来之后，负责人表示压力很大。。。

还有这种情况，明明生产的时候好好的，出货的时候大家都觉得没问题，可是客户却反馈说：“色差这么大！你们怎么出货的？！这跟上一批货根本不是一个颜色！你们产线怎么回事？我要退货！”

你：“怎么会？都是一样的原料一样的产线，怎么可能有色差？”

客户：“你说没有色差，你有数据吗？”

你：“。。。”

也有可能有这种情况。

销售说：“我们这款产品可以定制颜色，你看，我们出过颜色A、B、C。。。这对我们毫无技术难度。”

潜在客户：“哦，这个颜色挺好的，量产的时候色差大吗？ΔE在什么水平？”

销售：“。。。”

总之，什么情况下你需要用色差计呢？

一、需要满足更的颜色要求的时候；

二、产线对出货速度有要求的时候；

三、需要更稳定的色差控制的时候（排除观察条件、人工水平的干扰）；

四、需要数据支持来进行工厂质量水平改进、管控的时候；

02

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How

好了，能解决以上问题的色差计仪长什么样子呢？

可以长这样：

某品牌的便携式色差仪，经典款

怎么用呢？很简单。

步，开机，等着它自检；

第二步，把色差仪放到目标样品上，按下测试键——“哔哔”，好了，测完了，色差仪会测量它的色坐标（一般是Lab值），并把这个目标值记录在内存里；

第三步，把色差仪放到待测样品上，按下测试键——“哔哔”，好了，样品的色坐标也测完，自动根据你的设定条件告诉你合格或者不合格（需要自己设定ΔE标准）。

以上图片来自网络

这个色差数据也会存在机器里，可以连上电脑调用出来。

于是你就可以在流水线上一路“哔哔哔哔~~" 生产和检测就这样同步完成了~

03

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When

( ⊙o⊙ )哇！

So easy！

要不。。。我们整一台？

这个时候，你就会发现，为什么色差计从一两千块到几万块的都有？！

什么时候该用贵的？什么时候可以用便宜的？

首先，我们来看看色差计的原理是什么。

测量色差，其实就是在测量待测样品和目标样品的色坐标之差。

所以色差计首先得是一台色度计，首先要能完成样品的色坐标测试工作。剩下的就是做数据比较的事儿，相比之下就很简单了。

最靠谱、最的色坐标测量，就是要测量物体的光谱曲线。

▲叶绿素的反射谱。知道了这个，再加上光源的光谱，就可以知道这片叶子的准确颜色。

所谓的光谱曲线，就是把物体发射、或者反射出来的可见光，按波长一一拆解开，测得每一个波长的亮度值。

然后，经过balabala的数据换算，就可以得到XYZ三刺激值，于是就可以得到Yxy坐标系中的x, y值，于是可以进一步算出Lab值，Lch值，色差值ΔE等等~

关于色差ΔE的计算，更多细节见这里色彩学 | 大杀器·CIE色度图（下）

划重点，总之，就是要得到XYZ三刺激值。

上文这种，靠测量每一个波长的亮度来得到XYZ三刺激值的设备，一般叫做光谱仪，因为它会测量整个可见光光谱的每一个波长的亮度值，得到一个细致的光谱曲线。

这个办法、稳定、适用范围广，不过也最贵。因为要把整个光谱按单波长拆分开，往往需要一个非常复杂、笨重的光学结构：

某法国品牌的光谱仪内部光学结构图

大家随便感受一下这个设计

某国内品牌的光谱仪

大家再感受一下这个尺寸。。。很重，只能放在桌子上用。

而且，这样的光谱仪，测一个样品需要的时间也比较长。因为需要带光栅的机械结构扫过整个光谱，这样走一圈大概也得几十秒吧。

是不是有同学觉得几十秒也不长？对科研来说，不长。对流水线来说可就太长了。你算算，如果照这个速度，一条产线一天才能出多少货？

所以这种在产线上根本没法用对不对？！

就不能做成手持式的吗？

能。

于是就有了一开始看到的那种便携式的色差仪：

这个尺寸和重量，

比较复杂局促的环境也能用。

为了缩减尺寸、降低成本，它采用了三基色滤光片+三基色传感器的设计。

这种类型的色差仪一般被称为分色色差计，或者按K家的说法叫色彩色差计。因为它对光谱的拆分不是按单波长拆分，而是大致分为红、绿、蓝三个波段。

简单一点说，这种色差计的原始数据只有3个，而光谱仪却有三四百个。所以，虽然得到的都是Lab值，但从消除系统误差、适应不同的测试条件的角度来说，光谱仪完胜。

比如，对光谱中有窄带能量分布的情况（例如荧光灯、LED灯源），会容易有测量误差。

于是，就有了介于两者之间的分光色差计。

它采用了更多数量的传感器（原始数据更多，几十个）、更靠谱的光学结构（带积分球）、更灵活的数据处理方式（不直接输出XYZ值，而是跟光谱仪一样，通过光谱数据进行数据处理计算出XYZ值）。因此测量的准确度更好，适应范围更广。同时，它也体积不算太大，保留了使用的便携性。

总之，从传感器角度来说，色差计分为了三类：测光谱的（最贵），分光的（中等），分色的（）。有时候也笼统的把分光的跟测光谱的分为一类，因为分光的也能测出光谱，就是差点儿。

从待测样品的角度来说，色度计又分为两种。一种测“自己会发光的样品”，比如光源、LCD显示屏等。所以这种色度计不需要自带光源，一般叫做亮度计。

亮度计可以实现非接触式测量。远远的拿着，“哔哔”一下就测完了，是不是很炫酷？

（其实。。。为了得到稳定的测试结果，还是有个夹具比较好

）

平常爱拍照片的朋友就会很好理解，光学测量这种东西，手一抖，效果完全不同。

如果你要测量的物体是反射式呈色的，比如布料、塑料、油墨、漆面等等，样品的颜色就会受到光源的极大影响。所以为了排除测试现场不同照明环境的影响，色度计必须内置一个标准光源，这就是另外一种色度计。按道理来说，这个标准光源每隔一段时间还需要校准一下。

某款色差仪的光源+积分球结构

用了一个很特别的设计，主要是为了减少对测量方向的限制，提高测量稳定性。

写到这里，大家应该基本明白色差仪是怎么回事了。

还有一些细节要注意。

比如，一些样品是荧光色的。这种时候，测试光源应该带UV成分才能测得准确的结果。

再比如，一些样品很软，像汽车的皮质内饰之类。一压上去样品表面容易变形，就会影响测试结果的稳定性。这种情况就采用优化过的、照明更均匀的光学结构。

再比如，一些样品很光滑，有镜面反射（塑料件、光滑的漆面之类）。镜面反射会影响测试结果，所以应该根据需要选择SCE或者SCI型号，或者用同时支持这两个模式的型号。

SCE：去除镜面反射光，模拟人眼观测效果。适合量产阶段管控质量用。

SCI：包含镜面反射光，分析样品全光谱用。适合打样阶段调整颜色。

总之，大家应该根据自己的应用场合、产线要求、产品特点，结合自己的需要，选择用或者不用色差计，以及用什么样的色差计