汽车内饰色差方法研究

王璐



汽车内饰色差方法研究

王璐

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

色彩是一种装饰，是一种美的表达，色彩学从19世纪开始发展，它以光学为基础，又包含心理学、美学、视觉传达等学科。而汽车的色彩设计则是从上个世纪90年代才开始的。汽车内饰色彩服务于内饰造型，随着技术的不断发展，汽车内饰从粗糙到精致、从单纯实现功能到功能与装饰并重，内饰的好与坏已经成为衡量一个车品质高低的标尺，在内饰中最直观呈现给消费者的就是整车的色彩搭配。色彩逐渐成为主导消费者选购的重要因素。

在汽车内饰色彩开发设计的过程中确保色彩效果的一项重要工作是色差评价，它的主要目的是消除内饰中零部件由于加工而产生的色差，如样件与标准色板之间的色差、同材质样件之间的色差以及不同材质样件之间的色差。使整车色彩统一协调。

汽车内饰；色彩空间；标准色板；色差

前言

在汽车内饰色彩开发设计的过程中确保色彩效果的一项重要工作是色差评价，它的主要目的是消除内饰中零部件由于加工而产生的色差，如样件与标准色板之间的色差、同材质样件之间的色差以及不同材质样件之间的色差。使整车色彩统一协调。

1 内饰色差定义及评定的意义

1.1 汽车内饰件色彩差异的原因

色差即在明视觉环境（亮度在3cd/m2以上）下人眼的锥体细胞起作用对颜色的视觉测量甄辨。颜色是可混合叠加的，可以是色光的叠加也可以通过色料（油墨、染料等）来实现混合。在汽车内饰中油墨、染料等混合的情况占大多数。颜色的混合就是由少数的颜色混合出大量的其他颜色，姹紫嫣红的颜色在实现的过程中也是由三种不同的颜色（红、绿、蓝）混合出来的。不同比例混合出不同颜色，比例的差异导致颜色的差异，这是色差最原始的形态。

汽车内饰色彩差异是指内饰零部件与标准样板之间存在视觉上的不同及两个设计状态色彩相同的件之间由于材料和加工工艺的不同产生的视觉差异。色差差异广泛存在于内饰设计的各个阶段，色彩差异会导致内饰品质感下降，引起用户的抱怨，影响品牌在消费者心中的形象。

内饰中色差产生的原因可分为三类：色彩配方不同、材料不同以及加工工艺不同。以注塑件为例，产品可以呈现不同的颜色是由于添加了色粉，色粉的供应商不同，色彩的配方不同以及色粉的加入比例不同，都会导致零件色差的产生。

在汽车内饰中材质种类多，从类别分有塑料、皮革、织物、橡胶，这些不同的材质本身的特性不同，塑料、橡胶的颜色通过添加色母产生，皮革、织物通过染料染色来实现。加工时所需的加工工艺不同，这众多的不同会导致最终的颜色有差异。

零件表面的处理方式也是影响产品颜色统一的原因，表面纹理的深度不同、表面光泽度的差异会直接导致视觉上的差异。

两个零件对比标准色板时色差都在合格范围内但由于色差的偏差方向不同会导致两个零部件之间产生色差。

1.2 内饰色差评价的重要性

内饰色差在开发设计中属于质量问题，不仅外观上无法带给使用者美的感受，并且会给企业带来利益上的损害。在设计开发中首先进行的是样件和标准色板之间的色彩评价，它决定着样件的色彩合格率，样件与标准色板色差越小颜色一致性越高，装车配合色差问题概率越小；零部件装车配合时的色彩评价影响着量产后的色彩统一以及调整色差的效率高低。

内饰色彩评价是感性而又严谨的工作，从产品设计的前期贯穿整设计流程，它是消除外观质量问题的关键步奏，是基础配色工作也是重要工作流程。内饰色彩评价是重要的质量提升工作。

2 色差的基本知识

2.1 汽车内饰色彩差异的基本原理

颜色的形成是光线对人眼和大脑的作用结果，无光便无色。本身不发光的物体的颜色是在光的参与下由光形成的，事实上是物体透射或反射的光所形成的。透明物体透射光的颜色即透明物体的颜色，不透明物体反射光的颜色即不透明物体的颜色。颜色每天影响着我们的生活，周围的任何一样东西都是有颜色的。而这一切的五彩斑斓是由于“电磁波”（图1电磁波）的存在。颜色、光、脑电波、无线电、X射线都是同一电磁频谱中的东西。在电磁频谱中人眼可以感知的波长在400纳米-700纳米之间，我们称之为可见光[1]。这是一个很小的频谱范围，从视觉上描述就是深蓝色到深红色，在这个范围内我们可以辨识千万种颜色。

图1 电磁波

人们对颜色的感知是来至大脑对眼睛传来信号的解析，因而每一种颜色在不同人的眼中都有他特有的情感。我们在谈论颜色时可以说颜色是广阔的是囊括万物的电磁波的一小部分。电磁能量震荡，它没有固定的颜色，大千世界色彩斑斓、多姿多彩，只是交互式作用的结果。

颜色与光密不可分，没有了光颜色也就不复存在。光是色彩产生的前提，而颜色是这一过程的结果。物体受到光的照射后，能够吸收全部或部分波长范围的能量，并将吸收的光能转化为热能，其余波长的光被反射或透射出去作用于人眼后产生颜色的感觉，我们所称的颜色就是被吸收光的补色。光由七色（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）构成，最基本的颜色为红、黄、蓝，我们称之为三原色。三原色是所有色彩的基础，它是原始存在的是调色盘中调不出的颜色，是一切颜色变换的基础[4]。

图2 无彩色系

我们在描述色彩时可以将色彩分为两种：无彩色系即黑、白、灰，只有明暗、深浅的变化我们称之为明度变化（图2无彩色系）；有彩色系即除无彩色系以外的所有的不同明暗、不同色相、不同纯杂的颜色，既有明度的变化又有色相和纯度的变化（图3有彩色系）。

图3 有彩色系

2.2 相关测量仪器

在工业生产中为了确保精准色彩贯穿整个供应链，使色彩管理更加简单，成本底线控制更好，会使用色彩测量仪对产品的颜色进行检测。涉及到色彩的测量仪器有很多种，包括有分光光度仪、测色仪、色差仪、色度仪、密度仪、光泽度仪等[1]。测量的方法有光电积分法（也称三刺激值法）和分光光度法。

光电积分法是20世纪60年代仪器测色中采用的常见方法。它不是测量某一波长的色刺激值，而是在整个测量波长区间内，通过积分测量得到样品的三刺激值X、Y、Z，再由此计算出样品的颜色坐标等参数。通常用滤光片覆盖在探测器上，把探测器的相对光谱灵敏度Sλ修正成CIE推荐的光谱三刺激值xλ、yλ、zλ。用这样的三个光探测器接收光刺激时，就能用一次积分测量出样品的三刺激值X、Y、Z。滤光片需满足卢瑟条件（卢瑟条件：仪器的测色准确度是与仪器符合卢瑟条件的程度有直接关系，要做到完全符合条件是很困难的。在实际的滤色修正中，由于色玻璃的品种有限，仪器只能近似符合卢瑟条件，应用部分滤光片可使xλ和zλ曲线的匹配积分误差小于2%，yλ曲线的匹配积分误差小于0.5%。），以精确匹配光探测器。光电积分式仪器不能精确测量出颜色的三刺激值和坐标，但能准确测出两个色源的色差，因而又被称为色差仪。

分光光度法又叫分光测色仪，它是通过样品反射透射的光能量与同样条件下标准反射透射的光能量进行比较得到样品在每个波长下的光谱反射率，然后利用CIE提供的标准观察者和标准光源按公式计算，得到三刺激值X、Y、Z，再由X、Y、Z按CIEXYZ、CIELAB等公式计算颜色的坐标x、y，CIELAB色度参数等。通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数，不仅可以给出X、Y、Z的绝对值和色差值△E，还可以给出物体的分光反射率值，并画出物体色的分光反射率曲线。因此被广泛用于颜色的配色及色彩分析中去，分光测色仪可实现高准确度的色测量，可对光电积分测色仪器进行定标，建立色度标准等，分光测色仪是颜色测量中的权威仪器。

3 色差的判定方法

3.1 色差的判定

目视色差判定的环境是根据产品的使用环境确定的，汽车色差的判定有两种光源环境，一是自然光下，这里的自然光是指晴朗的天气下不隔玻璃窗的阳光；二是标准光源箱中，标准光源箱中的光源有很多种，我们选用D65（自然光模拟自然环境）、TL84（欧洲、日本、中国商店灯光模拟展厅环境）、UV（紫外灯用于排除同色异谱）三种光源。

对比色差时需要将样品放在标准色板的上、下、左、右4个方位上（如图4色差对比位置）。自然光下观察时两个观察角度：一是样品与标准色板水平放置视线与二者成45°观察，二是样品与标准板垂直放置与视线也垂直。光源箱内对比时样品与标准色板水平放置在光源箱内视线与二者成45°观察。

图4 色差对比位置

主机厂色彩设计师对色彩样板与标准色板进行比对，将色彩样板和标准色板放在自然光和标准光源箱下进行对比光源箱里分别用D65、TL84以及UV光源进行观察，每种光源下色彩样板相对标准色板分别有上、下、左、右四个不同观察位置。在这3种光源12个位置上色彩样板与标准色板目视均没有色差即条件一目视检测合格。若在任一光源下有色差则目视不合格。目视有色差的原因有两种，一是本身样件色彩偏差；二是同色异普。目视检测后利用色差仪检查色彩样板的L*、a*、b*数值以及色差值ΔE。并给出色彩样板色彩分析报告，报告包括样板L*、a*、b*数值以及相对于标准色板的偏差。对于色差值ΔE＜0.5且色彩偏差方向符合规定的则为合格件，ΔE≥0.5或色彩偏差方向不符合规定的则为不合格件。

样件与标准色板对比时，运用目视为主仪器为辅的判定原则。目视分为自然光初查和标准光源箱对比。目视检查的设计师为色彩设计师，色彩设计师对色彩的敏感度大于普通人，普通人对色差的辨别是ΔE≥0.5可辨别，而色彩设计师对色差的辨别是ΔE≥0.2便可辨别。仪器检测读取样板的L*、a*、b*数值，计算与标准色板的色差值ΔE。

3.2 评价结论的综合分析

对于色差的评价，辨别出色差只是评价的第一步，更重要的是分析颜色的偏差方向以及为厂家提供调整方案，最后达到消除色差的目的。

当样件与标准色板之间产生色差时首先判断是颜色偏差还是同色异普，进而利用仪器读取样件与标准色板之间的L*、a*、b*差值以及综合色差值ΔE。ΔE可以看出色差的大小，它为设计师判定色差是否合格提供客观数据依据，ΔL*、Δa*、Δb*指示样件相对于标准色板在明暗、红绿、黄蓝上的偏差，可以指导设计师准确的判断样件色差的方向，绘制色差偏差图，为厂家的下一步调色提供明确的方向以及数据依据。

当样件按量产状态装配在一起时，评价整车色差时，首先在自然光下面观察整车色彩是否协调、相匹配件之间是否有色差，若有色差需记录每一个件的L*、a*、b*以及与标准色板间的ΔL*、Δa*、Δb*值。通过ΔE选取色差最小的零部件为调色基准，或者是选取修改工作量的件进行修改。绘制需要修改的零部件的色差分析图，标注偏差方向和大小，下发厂家进行修改。

图5 色彩偏差图

色彩偏差图（图5色彩偏差图）是直观的分析色差的图表，将感性的色彩问题通过数据分析出来，可以清晰直观的指导厂家调整色差，为色差的修改提供了一个科学准确的方向。

4 判定方法的总结

内饰色差的判定主要有两方面一是目视二是依靠色差仪。目视是利用设计师的眼睛在自然光和标准光源两个环境进行比对，其中标准光源箱中分别用D65、TL84以及UV光源进行观察。样件分别位于标准色板的上、下、左、右四个位置，测试者的视线分别与被测物垂直和成45°视角对被测物进行观察。在一种光源环境下有两个方位出现色差则需要第二位设计师进行复查，若两名设计师都判定有色差那么本次目视判定结果为不合格。并记录不合格环境和光源名称以及不合格的相对位置。

目视判定后运用色差仪对样件进行色差复检。色差仪设定标准色板上取两个点计算平均值得到标准色板数值。在样件上取三个点分别测出L*、a*、b*和ΔE值，ΔE＜0.5为合格。记录每一次的数值，若色差值ΔE≥0.5则为不合格件需整改。根据测出来的L*、a*、b*值绘制色彩偏差图，明确色彩偏差的方向和需要修改的方向。

[1] (美)肯尼思法尔曼,切丽法尔曼.谢康译色彩物语影响力的秘密[M].人民邮电出版社,2012.

[2] 苏旭光.色彩造型[M].中国社会出版社,2011.

[3] 陈登凯.设计哲学[M].西安交通大学出版社,2014.

[4] 刘帆,李雨霖.色彩原理[M].机械工业出版社,2016.

[5] (日)小林重顺.李军译形象配色艺术[M].人民美术出版社,2010.

[6] (日)奥博斯科编辑部.配色设计原理[M].中国青年出版社,2009.

[7] 日本自动车技术会.汽车工程手册3[J].北京理工大学出版社,2010.

Research on Evaluation Method of Color Difference in Automotive Interior Trim

Wang Lu

（Center of Technology, Anhui Jianghuai Automobile Group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601）

Color works as adornment and is one of the expressions of beauty. Colorology starts to develop since 19th century. It was based on optics, and involved subjects such as psychology, aesthetics, and visual communication. The practice of automotive color design began from the 1990s. The automotive interior color serves the interior modeling. With the development of technology, automobile interior design evolves from coarseness to finesse, and from simply for function to also for decoration. The quality of interior design becomes a major aspect for evaluating a car. Consumer’s first perception of the car’s interior is the combination of the colors. Thus, the use of colors becomes one of the most important factors that affect the consumer’s decision when they shop cars.

One important task to ensure the color’s appearance during the interior design is the color difference evaluation. Its main purpose is to eliminate the color differences between different interior parts, thus coordinate the colors of the car. These color differences are caused by the production process of the parts, such as the color difference between the sample and the standard color palette, and the color difference between samples with the same material or not.

Automotive interior trim;Color space;Standard color plate;Color difference

A

1671-7988(2018)22-157-04

U463.8

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王璐（1985.2-），女，硕士研究生，助理工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，主要从事汽车内外饰色彩和纹理的设计研究工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.056