표면 상태는 때때로 색상 인식에 큰 영향을 미칠 수가 있습니다. 예를 들어 광택이 나는 잡지의 지면에 조명이 직접 비치는 경우, 색상을 선명하게 보기 위해서는 잡지를 이리 저리 기울여 반사각을 변경해야 제대로 보이는 경우가 있습니다. 마찬가지로, 거친 질감이 있는 표면은 동일한 물체의 매끄러운 표면과는 또 다른 색으로 인식 될 수도 있습니다.
분광 측색 장비는 기본적으로, 측정하고자 하는 대상의 표면에 빛을 비추고 그 반사된 빛을 기반으로 색상의 스펙트럼 값을 분석합니다. 따라서 올바른 측정을 위해서는 기기 및 적절한 측정 모드를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 장비 및 측정모드의 적절한 선택은 색상 샘플이 허용오차를 통과하거나 실패하는지 여부 및 육안 관찰 검사와의 상관 관계와 직접적인 관련이 있습니다.
적분구 방식의 분광 측색 장비는 페인트, 코팅, 플라스틱 및 직물 산업분야에서 측정 장비로써 널리 사용 되고 있습니다. 그 이유는 바로 측정 대상의 표면에서 일어나는 정반사 또는 난반사 요소들을 포함하거나 불포함하는 등의 선택이 가능하기 때문입니다.
적분구 방식의 색상 측정 원리
실제로 적분구 방식의 측정 장비의 내부는 이름과 같이 실제로 구체의 구조물을 가지고 있습니다. 광원은 내부에 배치되어, 흰색 무광 표면에 빛을 간접적으로 조사하여 빛이 모든 방향으로 무작위로 흩어지게 합니다. 이 과정은 단 몇 초만에 수천 번 반복되며, 이를 통해 적분구 내부에 균일한 확산광 조건을 만들어냅니다. 그다음엔 수광부는 물체 표면에서 반사된 빛을 8도 각도로 수신하여 색상을 정확하게 측정합니다.
적분구 내부에는 Sample Viewing Port와 Specular Port라는 두 개의 구멍이 존재합니다. Sample Viewing Port에는 샘플 표면에서 반사되는 빛을 정량화하는 수신기와 광 감지기가 설치되어 있으며, Specular Port를 열거나 닫아 측정 모드를 변경할 수 있도록 설계되어 있습니다.
위의 그림과 같이 적분구 내의 포트가 열려 있으면 장치에서 SPEX(SCE, Special Exclude) 측정 결과를가져옵니다. 포트가 닫혀 있으면 장치에서 SPIN(SCI, Special Included) 측정결과가 사용됩니다.
표면 형태와 광택의 효과를 고려하려면 , SPEX 모드
SPEX(Specular Component Exclude, SCE)방식은 표면의 특성(질감 또는 광택)이 보이는 색상에 영향을 미친다는 점에서 육안 관찰 방식과 유사합니다. 다시 한다면, 광택 있는 표면은 일반적으로 동일한 색상의 무광 표면보다 어둡게 측정 됩니다.
Specular Port가 열려 있을 때 샘플 표면에서 반사되는 정반사광(Specular)은, 검은색 트랩으로 유도되고 측정결과에서 제외 됩니다. 그렇기 때문에 측정 대상의 표면 광택도가 높을수록 색상측정을 위해 수광부로 포집되는 색상의 비율이 줄어들게 됩니다. 만약 샘플 표면이 완벽한 거울(100% 반사율)인 경우 기기는 "진짜" 색에 관계없이 완벽한 검은색으로 그 샘플을 판독하게 됩니다.
표면 형태와 광택의 효과를 고려하지 않으려면 , SPIN 모드
SCI (Specular Component Included)라고도하는 SPIN (Specular Included) 측정 방식은, 측정 대상의 표면상태에 관계없이 진짜 색상 데이터를 캡처합니다. Specular Included 방식은, 광택이 있는 잡지 사진을 반사효과 없이 눈으로 보는 것과 비슷하게 표면 형태의 효과를 무효화합니다.
Specular Port가 닫혀 있으면 검은 색 트랩이 흰색 타일 또는 플레이트로 대체되며, 측정 대상에 빛을 조사하는 과정에 포함됩니다. 샘플의 표면이 광택을 가지고 있으면, 광택에 대한 정보를 Sample Viewing Port로 직접 보냅니다.
가능한 모든 방향에서 표면에 일정하게 빛을 조사 하기 때문에, 높은 광택을 가진 코팅, 금속성 포장지 또는 카펫과 지붕 타일처럼 매우 거친 질감을 가진 샘플들에 이상적인 측정 환경을 제공합니다.
"진짜 색상"을 측정하는데 가장 좋은 방법은?
아래의 샘플들은 두 개의 부분으로 나뉘어 있습니다. 한쪽은 무광택 표면이고 다른 하나는 광택 표면입니다. 육안으로 보기에는 무광 샘플이 더 밝은 것 처럼 보이지만, 실제로는 둘 다 같은 색상입니다. 이러한 샘플의 색상을 측정하기 위해서는 어떠한 측정 모드(SPIN / SPEX)를 사용해야 할까요?
색상을 조합을 계산 하기 위해, 일반적인 산업용 색상 측정 분야에서는 Specular Included를 사용하고 있습니다. 적분구 방식의 측정 장비가 모든 반사광(특히 확산광)을 포집하도록 설정할 경우, 샘플의 표면이 거울과 같던, 무광이던 거의 또는 전혀 차이가 발생하지 않습니다. 색상 조합의 레시피는 최종 색상을 제어하며, 이 스왓치는 표면상태에 관계 없이 검정 또는 회색의 동일한 색상으로 측정됩니다.
하지만, 이러한 측정 방식은 연구개발 단계에서는 큰 의미를 갖지만, 실제 제품 생산라인의 품질 관리에서는 목표가 약간 다른 의미를 가집니다. 만일 제조사가 금속 캐비닛을 검은색으로 코팅 할경우 측면 패널에는 광택 마감을, 서랍에는 무광택을 선택할 경우, 이 제품이 구매자에게 매력적일 수 있을까요? 아마 아닐 것으로 같습니다.
연구 개발 단계에서와 같이 품질 관리 부서(QA, QC)에서 이러한 Specular Included 부분을 측정하면 두 검은색은 동일한 색으로 측정되어, 색상이 일치하지 않는 제품이 고객에게 배송 될 것입니다.
품질관리의 경우, 결국 고객의 경우 육안으로 색을 포착하기 때문에 육안 관찰 방식과 유사한 결과를 얻을 수 있는 Spectular Expected(스펙트럼 제외) 측정을 일반적으로 사용하고 있습니다.
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