三維測(cè)量解決色差問(wèn)題

三維測(cè)量解決色差問(wèn)題
  針對(duì)汽車(chē)廠商及其供應(yīng)商對(duì)彩特殊效果涂料的車(chē)身和部件的色彩一致性需求，色彩測(cè)量?jī)x器制造商引進(jìn)了全新的三信測(cè)量技術(shù)，以幫助對(duì)金屬涂料、珠光涂料以及其他特殊效果涂料的質(zhì)量進(jìn)行控制，有效解決色差問(wèn)題。
  汽車(chē)消費(fèi)者對(duì)特殊效果涂料急速增長(zhǎng)的需求，給生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量控制售貨員帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何對(duì)閃光的特殊效果涂層進(jìn)行可靠的、可重復(fù)的測(cè)量？如何對(duì)特殊效果涂料的顏色偏差進(jìn)行精確測(cè)定？因?yàn)槠?chē)廠商需要裝配由不同供應(yīng)商生產(chǎn)的車(chē)身、保險(xiǎn)杠以及其他部件，這些部件表面所采的特殊效果涂料在不同的照明與觀察角度情況下都必須一致。
 
  從三維角度進(jìn)行研究
  大部分色彩測(cè)量?jī)x器制造商掌握了二維測(cè)量技術(shù)，并通過(guò)這種技術(shù)對(duì)特殊效果涂料的閃光效果問(wèn)題（實(shí)際上是三維的問(wèn)題）進(jìn)行測(cè)量和分析，這顯然是不夠的。
  現(xiàn)在，全球領(lǐng)先的色彩測(cè)量?jī)x器制造商愛(ài)色麗公司引進(jìn)了一種可采集到三維數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析的新技術(shù)，該技術(shù)可以對(duì)三維的特殊效果涂料的反射擊光譜進(jìn)行解讀，能夠確定問(wèn)題是與工藝相關(guān)還是與配方相關(guān)，并且能夠進(jìn)一步幫助技術(shù)人員預(yù)測(cè)工藝或配方調(diào)整到何種程度以符合視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)方案還能夠提供供應(yīng)鏈中所有公司都能接受的特殊效果涂料事表面的色彩描述文件，以指導(dǎo)不同公司生產(chǎn)的部件在色彩和外觀上均相互匹配。
  由于該技術(shù)能夠?qū)Φ谝环N特殊效果涂料都生成惟一的色彩描述，類(lèi)似于每個(gè)人都具有獨(dú)特DNA結(jié)構(gòu)一樣，因此，愛(ài)色麗公司將這種三維測(cè)量技術(shù)的全套解決方案命名為“xDNA”，包括用于數(shù)據(jù)采集的MA98儀器以及用于數(shù)據(jù)分析的軟件。

  技術(shù)背后的光能原理
  為了解開(kāi)特殊效果涂料色彩與外觀的屬性秘密，愛(ài)色麗公司的技術(shù)工程師們進(jìn)行了不懈的努力。能量守恒定律使他們相信他們能夠?yàn)樘厥庑Ч苛辖⒁粋€(gè)像指紋一樣可以表征其特性的參數(shù)，此外，他們還深入考慮了有關(guān)光線的定律，即：當(dāng)光線投射到物體上時(shí)，總是會(huì)發(fā)生反射、折射、散射或吸收的情況。
  通過(guò)了解投射到被子測(cè)試表面的光線數(shù)量后，工程師們就能得出能量守恒等式的一邊。隨后，他們使用按特定角度排列的傳感器對(duì)反射自測(cè)試表面的光線強(qiáng)度和光譜進(jìn)行測(cè)量，并將整個(gè)能量值按反射、折射與散射不同類(lèi)別進(jìn)行分解。據(jù)此，工程師們就可以建立起涂料的惟一色彩特性文件以及它們?cè)跍y(cè)試表面的分布。
  光線在產(chǎn)生反射、折射、散射或吸收時(shí)穿透到物質(zhì)表面下方，這一事實(shí)正是解開(kāi)特殊效果涂料配方與工藝的關(guān)鍵所在。然而，現(xiàn)代涂層是一個(gè)涉及混合、分層以及應(yīng)用工藝的非常復(fù)雜的相互作用過(guò)程，工程師們也需要在有介質(zhì)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行假設(shè)，以進(jìn)一步了解這個(gè)相互作用的過(guò)程。 有效介質(zhì)理論指的是含有眾多成分的復(fù)雜涂層在對(duì)其測(cè)試表面進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以將其看作是一整曜的均質(zhì)物質(zhì)。
 
  解讀特殊效果涂料的三維信息
  盡管按照這個(gè)理論可以將特殊效果涂料看作是一種簡(jiǎn)單物質(zhì)，但它實(shí)際上是金屬或礦物質(zhì)微片、添加劑、顏料、粘合劑以及針對(duì)特殊應(yīng)用特別設(shè)計(jì)的多種溶劑混合物。例如，分為3層并含有9種成分的涂層可將其看作是種單一物質(zhì)，其方法是按各成分在各層當(dāng)中的分布自乘以平均數(shù)、層厚以及與相鄰層之間的邊緣結(jié)構(gòu)等諸多因素確定。
  借助這種由理論支持的總體方法，工程師們采取兩個(gè)步驟解決實(shí)際數(shù)據(jù)和人們對(duì)特殊效果涂料感覺(jué)聯(lián)系的問(wèn)題：首先，設(shè)計(jì)一種能夠比受過(guò)更好訓(xùn)練的檢驗(yàn)員還能更好地“看出”兩種樣本之間的差異儀器；第二，開(kāi)發(fā)一種能夠以易于理解的方式分析和解讀這些數(shù)據(jù)的程序。
  第一個(gè)步驟要求增設(shè)一些傳感器，采集反射自測(cè)試表面第三坐標(biāo)軸光線的信息。幸運(yùn)是，在性能可靠的光電二極管、照明光源、彩色分析儀以及其他光學(xué)組件的基礎(chǔ)上，該項(xiàng)新技術(shù)能夠圓滿地完成這項(xiàng)工作。而不太幸運(yùn)的地方是，哪怕增設(shè)一條額外的軸都意味著儀器需要多出1倍的傳感器與照明裝置，以采集所需數(shù)據(jù)。
  有一款新型儀器采用了2個(gè)照明裝置以及11個(gè)傳感器，對(duì)可見(jiàn)光譜的31個(gè)波段進(jìn)行測(cè)量——從400nm范圍代表最短波長(zhǎng)的藍(lán)色到700nm范圍代表最長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅色。
  該儀器的照明光源為充氣式鎢絲燈，其色彩矯正設(shè)為約4000K，這樣產(chǎn)生的結(jié)果可被子換為C、D65、D50、A、F2、F7、F11以及F12等不同的標(biāo)準(zhǔn)光源。
  兩個(gè)照明光源與測(cè)試表面法線呈15°與45°角。當(dāng)光源進(jìn)行強(qiáng)烈的白色閃光時(shí)，儀器在10個(gè)角度上懼測(cè)試表面反射回來(lái)的光：-15°、15°、25°、45°、75°、110°、25°az125.3以及60°az-125.3（“az”指從鏡面反射開(kāi)始算起的旋轉(zhuǎn)方位角）。
  從以止各個(gè)角度懼到的光線通過(guò)光纖被子輸送到顏色分析儀，它利用一臺(tái)堅(jiān)固的步進(jìn)電機(jī)。精確地驅(qū)動(dòng)圓周上帶有31個(gè)干擾濾波器的轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。干擾濾波器是一些能夠透過(guò)白色光中某一特定波長(zhǎng)的薄膜。位于濾波器轉(zhuǎn)輪另外一側(cè)的10個(gè)光電二極管（每個(gè)二極管負(fù)責(zé)一個(gè)角度）在試樣光通過(guò)干擾濾波器時(shí)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。舉例來(lái)說(shuō)，負(fù)責(zé)測(cè)量與法線呈15°角的光電二極管在儀器啟動(dòng)后將對(duì)31個(gè)不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表著可見(jiàn)光譜中的一個(gè)波長(zhǎng)。這種方法的優(yōu)異之處在于轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次就能夠懼到所有11個(gè)角度中每個(gè)角度的光譜曲線當(dāng)中的31個(gè)點(diǎn)，而所需時(shí)間來(lái)到1s。
  對(duì)測(cè)試表面進(jìn)行一次測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)便能夠得到詳細(xì)的特殊效果涂料的三維信息及其分布情況。所有這一切都是在1s內(nèi)發(fā)生的，技術(shù)人員可以在下1秒鐘就從儀器顯示器讀取測(cè)量結(jié)果。
  為了使測(cè)量具有可重復(fù)性以及可重現(xiàn)性，技術(shù)工程師在儀器測(cè)量口上配置了3個(gè)外置壓力傳感器，在操作人員通過(guò)儀器對(duì)所測(cè)量的測(cè)試表面施加了足夠的壓力后，祖國(guó)統(tǒng)一們能夠向操作人員發(fā)出信號(hào)。研究顯示，一臺(tái)儀器在白色校準(zhǔn)板上的重復(fù)性低于0.02Deab_1DEab對(duì)應(yīng)的是一名經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的觀察者能夠在顏色空間中感覺(jué)到的一個(gè)微小差異量.