Цвет и его восприятие

"При наличии на рынке

множества

цветоизмерительных

приборов, как

выбирать наиболее подходящий?

Это помогает определить разницу

между измерением цвета и

его восприятием."

Введение

При попадании белого света на поверхность,

происходит два различных типа ее

взаимодействия со светом.

Блеск -

это геометрическое свойство, связанное с

рассеиванием света внешней поверхностью

материала. Цвет - хроматическое свойство,

связанное с поглощением света красителем

в материале.

Когда мы описываем "цвет" материала, мы

выражаемся хроматическими терминами,

такими как насыщенность  и оттенок.

Когда мы говорим о “цвете и отображении“,

дополнительные геометрические термины,

связанные с блеском,

добавляются к нашему описанию

 Когда свет падает на непрозрачный предмет (Рис. 1.), отражение света характеризуется для поверхности как зеркальное отражение для блеска и рассеянное отражение для цвета

Зеркальное отражение - свет, угол падения которого равен углу отражения, но направленный напротив падающего света и воспринимается наблюдателем-человеком как ослепительный блеск, вызванный зеркальностью или глянцевитостью образца. Чтобы определить видимый цвет выборки, наблюдатели должны переместить взгляд от ослепительного блеска зеркального отражения  и сконцентрироваться на исследовании диффузного (рассеянного) отражения от образца.  Эти условия наблюдения привели к созданию  стандартизированных индустриальных методов визуальной оценки, таких как ASTM D1729 “Общепринятая практика для Оценки Цветовых различий Непрозрачных материалов” Американского общества по испытанию материалов.

Когда  поверхность обладает большей микрошероховатостью и меньшим блеском, светоотражающие характеристики  поверхности становятся более сложными.  Как показано для средне-блестящего образца (рис. 2.),  зеркальное отражение

под воздействием микрошероховатостей смешивается с рассеянным отраженным светом. Матовая поверхность, обладающая большей микрошероховатостью, рассеивает почти весь зеркально отраженный белый  свет, который смешивается с обычным диффузным  отражением, заставляя воспринятый цвет казаться светлее и менее насыщенным.

Восприятие цвета под воздействием шероховатости поверхности независимо от цвета.  Стандартному наблюдателю блестящий образец казался бы более хроматическим или красочным и более темным, чем одинаково окрашенный  образец с меньшим блеском или увеличенной  микрошероховатостью поверхности.

Рис. 1. Взаимодействие света с отражательной

способностью непрозрачной поверхности

Рис. 2. Распространение света от непрозрачных

поверхностей с различной микрошероховатостью

  Типы оборудования

Существуют четыре основных типа геометрии 

оборудования для измерений параметров цвета:

·         Рассеянный сферический d/8°, с учетом коэффициента зеркального отражения

·         Рассеянный сферический d/8°,  без учета коэффициента зеркального отражения

·         Направленный 45°/0° (без учета коэффициента зеркального отражения)

·         Направленный 0°/45° (без учета коэффициента зеркального отражения)

Рассеянный сферический тип,  с учетом коэффициента зеркального отражения

Интегрированная сферическая геометрия, обычная для оборудования рассеянного сферического d/8° типа, предоставляет рассеянное сферическое освещение и наблюдение под углом 8°. Когда оборудование рассеянного сферического типа  используется, чтобы измерить образцы в  режиме включающем зеркальный коэффициент отражения, сфера позволяет не обращать внимание на незначительные различия в шероховатости поверхности (рис.  2.) и обеспечивает стабильное измерение цветности.

Рассеянный сферический тип,  без учета коэффициента зеркального отражения

Некоторое оборудование сферического типа может работать в режиме исключения зеркального отражения. Измерение производится путем открытия порта на стенке сферы, который позволяет пучку зеркально отраженного света быть исключенным из  

Рис. 3. Будучи изготовленной из одного материала, эта пластмассовая пластина окрашена в один цвет, но ее участки обладают разным цветовосприятием, в зависимости от степени шероховатости Измерения.  

  В связи с особенностями дизайна оборудования сферического типа, размер зеркального - исключающего порта ограничен. При измерении гладких, блестящих поверхностей, отраженный луч может быть полностью исключен, поскольку весь зеркальный свет проходит через порт, однако, при измерении средне - и мало-блестящих поверхностей или образцов с определенной фактурой, зеркальное отражение изменяется на угол больший, чем может быть полностью исключен открытием порта. Это накладывает ограничение на возможности оборудования рассеянного сферического типа полностью исключить коэффициент зеркального  отражения для всех типов образцов.

Направленный тип 45°/0° или 0°/45°

Когда человек визуально оценивает образец, он избегает зеркального отблеска и оценивает коэффициент диффузного отражения, который отражает изменения в красителее или свойствах поверхности.

Направленный тип 45°/0° или 0°/45° геометрии оборудования наиболее правильно передает человеческую визуальную оценку непрозрачных образцов.  Он чаще всего используется в целях контроля качества в случаях, когда необходима полная цветопередача и его постоянство

от партии к партии продукта Направленный тип 45°/0° или 0°/45° геометрии оборудования очень чувствителен к любым изменениям параметров цветопередачи и известит пользователя о возникновении визуальных отличий.

Какая геометрия лучше?

Несмотря на то, что выбор наиболее подходящего оборудования зависит от сферы его применения, применяются два основных правила. Для снижения влияния поверхностных характеристик, таких как блеск, текстура и рисунок, и простого измерения цветности, используют инструмент сферического типа  в режиме учета зеркального отражения Для измерения характеристик, зависящих от красителя и свойств поверхности, используют направленный тип 45°/0° или 0°/45° геометрии оборудования.