Колориметрия. Правильные допуски: ключ к точному цвету.
Полезные советы, для колористов при подборе цвета.

Чтобы принимать обоснованные решения о валидности/невалидности результата, вам необходимо знать, как выбрать правильный метод допусков и установить достижимый допуск. Допуски используются для контроля цвета, обеспечения постоянства в рамках производственной партии и минимизации изменчивости внутри партии. Даже при использовании спектральных данных и допусков для количественной оценки цвета, клиенты и поставщики все еще могут быть не удовлетворены результатом. Чтобы убедиться, что ожидания ясны и все допуски согласованы, важно выбрать и использовать правильный метод допусков для вашего приложения. Программное обеспечение для контроля качества цвета X-Rite's Color iQC упрощает установку реалистичных допусков и оценку качества цвета. Чтобы принимать обоснованные решения о валидности/невалидности результата, вам необходимо знать, как выбрать правильный метод допусков и установить достижимый допуск.

Наиболее распространенными цветовыми моделями являются Lab(1) и LCh(2). Концепция, лежащая в их основе, похожа на долготу, широту и высоту. С помощью трех координат можно описать точное местоположение любого места на планете или, в данном случае, любого цвета в цветовом пространстве.

Выбор между Lab(1) и LCh(2) зависит от того, что важнее контролировать в вашем приложении - различия в тоне, насыщенности или и то, и другое. Программное обеспечение X-Rite's Color iQC позволяет легко переключаться между этими двумя моделями.

CIELAB, или Lab(1), была первым международно-признанным определением цветового пространства. Значения Lab(1) рассчитываются из координат цветности (X,Y,Z), которые являются основой всех математических моделей цвета. Местоположение цвета в цветовом пространстве CIELAB определяется трехмерной прямоугольной системой координат (Рисунок 1):

• L* указывает на светлоту или темноту цвета
• a* - положение цвета по красно-зеленой оси
• b* - положение цвета по сине-желтой оси

После определения позиции цвета в Lab(1), вокруг нее можно построить прямоугольный допуск, указывающий на допустимую разницу в цвете. Но так как визуальная приемлемость имеет форму эллипса, а не прямоугольника, в некоторых местах цветового пространства Lab* использование прямоугольного допуска может вызвать проблемы. Некоторые цвета могут проходить, хотя не должны, а некоторые приемлемые цвета могут не пройти.

Расчеты разницы цвета LChº основаны на значениях Lab(1), но математика преобразует прямоугольную систему координат в цилиндрическую полярную систему координат (Рисунок 2).

• L* такой же, как в Lab(1), и представляет собой плоскость светлоты.
• C* - это рассчитанное векторное расстояние от центра цветового пространства до измеренного цвета. Более крупные значения C* указывают на более высокую хроматичность или насыщенность.
• h° - это рассчитанная разница в тоне между двумя цветами.

Использование полярной системы координат LCh(2) для установки допусков позволяет вращать допуск в зависимости от угла тона. Это более точно соответствует восприятию цвета человеком, что снижает вероятность несоответствия между показаниями человеческого наблюдателя и инструментальными значениями.

Если вы можете отложить два цвета на цветовой модели, вы можете вычислить расстояние между ними (дельта) и выбрать диапазон допустимого цвета (допуск), аналогично тому, как рассчитывается расстояние между двумя городами на карте.

Delta E – это сферический допуск, который использует одно число для измерения разницы между двумя цветами (Рисунок 3). Представьте, что вы отправляетесь в путешествие из точки A в точку B. Существуют разные маршруты, которые вы можете выбрать – это похоже на использование Lab(1) или LCh(2). Delta E* является мерой общего расстояния между двумя точками «по прямой».

Эти три эллиптических допуска представляют собой прогрессии в математике и алгоритмах, используемых для расчета допусков, измеряя расстояние между двумя цветами (Рисунок 4). Они уникальны тем, что форма и размер допусков изменяются в зависимости от цвета, чтобы лучше соответствовать человеческому восприятию.

Поскольку цель заключается в том, чтобы обеспечить визуально привлекательный цвет, большинство производителей хотят выбрать метод допусков, который наиболее точно соответствует визуальной оценке. Ваши глаза будут согласны с оценкой допуска Lab(1) о прохождении/непрохождении примерно в 75% случаев. Вы получите около 85% согласия с LCh(2) и около 95% или лучше с CMC2:1. Используя DE2000, вы можете достичь примерно 98% визуального согласия. Иногда клиенты указывают, какой метод допусков вы должны использовать, чтобы привлечь их бизнес, но мы рекомендуем рассматривать несколько метрик, чтобы убедиться, что вы производите качественный цвет. То, что вы оцениваете прохождение/непрохождение с помощью одного метода, не означает, что вы не можете оценивать с использованием всех методов, и всегда полезно визуально оценивать цвета, которые находятся близко к внешнему краю допуска.

С помощью Color iQC вы можете устанавливать допуски и оценивать их, используя различные метрики. Примеры в этом разделе иллюстрируют наиболее важные шаги для установки достижимого допуска, используя реальные данные о цвете из Color iQC.
Создание допуска на основе реальных образцов
Если вы только начинаете и еще не настроили параметры допусков, начните с захвата как хороших, так и плохих образцов. Выберите образцы, которые ваш клиент одобрил и не одобрил, затем измерьте их и оцените как минимум 10-20 образцов, чтобы определить правильные пределы. Например, на Рисунке 5 показан график из Color iQC, использующий DEcmc (эллиптический допуск) с несколькими нанесенными образцами. Образцы, которые отмечены зеленым кругом, находятся в пределах текущего допуска, а красные круги находятся за пределами допуска. Красные круги, которые, кажется, находятся в центре, но не проходят, на самом деле находятся за пределами трехмерного эллипса. Если вы посмотрите на данные справа, вы увидите, что эти красные круги либо слишком темные, либо слишком светлые. Графически легко увидеть, какие образцы прошли, а какие не прошли.

Для этого примера предположим, что образцы 0001 и 0004 визуально приемлемы и одобрены клиентом. Поскольку они находятся на уровнях 1.02 и 1.04, допуск в 1.0, вероятно, слишком мал. Регулировка допуска до 1.05 позволит отложить больше образцов с зеленым кругом и проходящим зеленым галочкой. Конечно, это никогда не бывает так просто. Редко, когда клиент принимает цвет с более высоким DEcmc, чем цвет, который они отклонили. Вот почему визуальная оценка также важна. Чтобы установить достижимый допуск, найдите DE самого низкого образца, который вы хотите, чтобы не прошел, и убедитесь, что допуск меньше, чтобы не пропустить ничего, что клиент отклонит.

Разница между хорошим и плохим цветом не на столько очевидна. Например, если ваш допуск равен 1.00, это не значит, что 0.99 - это отличный цвет, а 1.01 - ужасный - визуально они практически одинаковые. Установка поля допуска в Color iQC может помочь вам предпринять действия, прежде чем вы слишком близко подойдете к краю допуска. В примере на Рисунке 6 допуск по умолчанию составляет 1.0 с полем допуска 10%. Цвета, которые попадают ниже 0.9, будут проходить с зеленым кругом, цвета, которые попадают выше 1.0, будут не проходить с красным кругом, а цвета, которые попадают между ними, будут появляться с желтым кругом.

Если вы наблюдаете за тенденциями производства и видите, что Delta E входит в желтое поле допуска, вы можете остановиться и предпринять действия. Поле допуска также позволит вам с уверенностью проходить зеленые круги, потому что вы знаете, что они не близки к непрохождению. Величина устанавливаемого поля допуска зависит от вас. Это просто делает допуск немного жестче, чтобы вы могли визуально оценить все, что находится в зоне возможного неодобрения клиентом.

Хотя эллиптические допуски, такие как Delta E или Delta E CMC, очень хорошо показывают цвета, которые проходят и не проходят, они не говорят вам, как исправить проблемы. Мы рекомендуем сочетать Lab* или LCH* - какое бы трехмерное цветовое пространство вы ни предпочитали - для исправления проблем. На Рисунке 6 мы можем видеть, что второй образец (0002) находится в поле допуска, почти не проходит, но почему? И что мы должны делать, чтобы исправить этот цвет, прежде чем он начнет не проходить? Когда вы смотрите на DL*, Da* и Db*, вы можете увидеть, что он на 2.45 единицы темнее и почти точно попадает в Da* и Db*. Это дает нам направление, в котором нужно корректировать этот цвет, чтобы вернуть его к прохождению допуска. Использование Color iQC облегчает установку допусков как в Delta Lab* (или LCH*), так и в Delta E. На Рисунке 7 показано установление допусков в Delta Ecmc с инструкциями также протестировать DL*, Da* и Db*. Хотя кажется, что он отображает одно и то же, на самом деле он отображает два допуска. Для того, чтобы образец прошел, он должен находиться внутри прямоугольника И внутри эллипса в трех измерениях.

Хотя первые два образца прошли с DEcmc, оба не проходят, когда добавляются DL*, Da* и Db*. Использование этого дополнительного метода установки допусков не только останавливает вас от принятия цвета, который, вероятно, отвергнет ваш клиент, но также показывает, почему цвет не прошел.