Расчет цветового различия

Необходимость измерения цветового различия между двумя образцами является необходимым условием в большинстве отраслей промышленности, особенно при получении пигментов и пигментированных лакокрасочных материалов (например, при определении интенсивности, белизны белых пигментов, светостойкости, контроля воспроизведения цвета и т.д.). Обычно это достигается последовательными приближениями к цвету.

В отличие от инструментальных методов зрительная система человека не так хорошо работает при оценке величины цветового различия и того, действительно ли цвет партии материала находится в пределах допускаемого отклонения.

В настоящее время определяют различия цвета, светлоты, цветового тона и чистоты цвета пигментов, пигментированных лакокрасочных материалов и лакокрасочных покрытий испытуемого образца и образца сравнения по их координатам цвета (L*, a*, b*) в системе МКО 1976 г.

Определяют L*_T, a*_T, b*_T - координаты цвета испытуемого образца и L*_R, a*_R, b*_R- координаты цвета образца сравнения.

Если необходимо определить цветовые различия между испытуемым образцом и образцом сравнения, полученные вследствие изменения цвета самого окрашенного материала (например, когда должно быть объективно отражено изменение цвета пигмента или покрытия, вызванное атмосферным воздействием), то координаты цвета L*, a*, b* следует рассчитывать по координатам X,Y,Z, полученным с учетом зеркальной составляющей.

Полученные в результате измерений величины X_m, Y_m, Z_m необходимо корректировать с использованием следующих формул:

X = X_m - ₀ X_n

Y = Y_m - ₀ Y_n

Z = Z_m - ₀ Z_n

где X_n, Y_n, Z_n - координаты цвета идеального рассеивателя для избранного источника освещения и геометрии наблюдения;

₀ – коэффициент отражения по Френелю, и принимается 0,04 на основании коэффициента преломления n=1.5

Корректировка весьма незначительна по причине применения для расчета L*, a*, b* кубического корня величин X/Xn, Y/Yn, Z/Zn.

Если необходимо определить цветовые различия между испытуемым образцом и образцом сравнения с учетом различий в поверхностном отражении, (если эти различия воспринимаются визуально в соответствии с ГОСТ 29319) координаты цвета L*, a*, b* следует определять с исключением зеркальной составляющей.

Степень сравнимости цветовых различий зависит от различий в блеске между испытуемым образцом и образцом сравнения, а также и от конструкции головки спектрофотометра.

Полное цветовое различие D Е*_ab между двумя цветами - это геометрическое расстояние между двумя точками цветового пространства (L*, a*, b*) в системе МКО 1976 г., которое рассчитывают по формуле [2,3,4,7,17,19]:

;

;

.

Воспринимаемые различия в светлоте в системе МКО 1976 г. между испытуемым образцом и образцом сравнения определяют по психометрическому различию в светлоте:

.

Различия в чистоте цвета в системе МКО 1976 г между испытуемым образцом и образцом сравнения определяют по формуле:

;

где С*_ab,T – чистота цвета для испытуемого образца в системе МКО 1976 г., рассчитывается по формуле:

;

где С*_ab,R - чистота цвета для образца сравнения в системе МКО 1976, рассчитывается по формуле:

Различия в цветовом тоне DН*_ab в системе МКО 1976 г между испытуемым образцом и образцом сравнения определяют по формуле [19]:

где k_H = +1 для ,

k_H = -1 для .

Таким образом,

1) Если delta L* положительна, тогда образец светлее, чем стандарт. Если отрицательна, он должен быть темнее,

2) Если delta C* положительна, тогда образец имеет более насыщенный цвет, чем стандарт. Если delta C* отрицательна, то цвет образца менее насыщен.

3) Delta H* показывает величину изменения в цвете.

Например: Расчет цветовых различий между образцом и эталоном.

Образец:	Эталон:

По приведенным выше формулам рассчитываем цветовые различия между образцом и эталоном:

; ; .	; ; .
; ; .

Однако на практике при производстве пигментированных лакокрасочных материалов можно столкнуться с неоднородностью в цветовом пространстве.

Например:

Стандарт:
Образец 1:	= .
Образец 2:	= .

Таким образом, в связи с неоднородностью цветового пространства, чем светлее цвет, тем больше может быть допуск по светлоте L* и тогда тем меньше a* и b* допуск.

Чем больше насыщен цвет, тем больше a* b* допуск.

Исходя из того, что система CIEL*a*b* является не совсем равноконтрастной комитет по цветовым измерениям общества красильщиков и колористов в 1984 г предложил использовать формулу для расчета полного цветового различия (Формула СМС), в которую были внесены поправки на положение цвета в цветовом пространстве[2].

где являются, соответственно, различиями по светлоте, насыщенности и световому тону по формуле С1ЕL*а*в* между испытуемым и стандартными образцами.

Величины i и с являются значениями, относящимися, соответственно, к различиям по светлоте и насыщенности относительно различия по цветовому тону (всякий раз, когда может возникнуть неопределенность, вместо букв i и с подставляются численные значения):

если

но если

и

где

и

где определяется:

; ; если или

но ; ; если .

являются, соответственно, определенными по формуле С1ЕL*а*в*, светлотой, насыщенностью и углом цветового тона (в градусах) стандартного образца.

Основная трудность при разработке оптимизированных формул цветового различия заключается в том, чтобы построить такие зависимости, которые описывают систематические изменения в относительных величинах частных цветовых различий, которые бы обеспечивали одинаковую величину приемлемых (или воспроизводимых) цветовых различий в различных цветовых центрах.

Формула СМС (1:1) в уравнении (i=1 и с=1) является наиболее доступной и наиболее широко испытанной формулой расчета цветовых различий, разработанной, главным образом, для применения в текстильной промышленности. В 1988 году она составила основу британского стандарта BS6923, а также в методе испытаний Американской ассоциации химиков и колористов по текстилю (метод испытаний ААТСС 173-1989, пересмотренный в 1992 году) и ИСО (стандарт ISO105, Текстиль - Испытание на светостойкость, Часть J03) [2].