Aby kontrolować barwę, musisz być w stanie porównać bardzo małe różnice, określić ich wpływ na efekt końcowy i zrozumieć, jak sobie z tym poradzić. W tej serii przyjrzeliśmy się już historii analizy barw i roli światła w tolerancji. W poniższym artykule omówimy różnicę między przestrzenią barw a tolerancją barw i metodami wyznaczania granicy tolerancji.barw
Przestrzeń barw Lab
Przestrzeń barw Lab to narzędzie niezbędne do opisywania barwy. Tak jak możemy znaleźć dowolne miejsce na planecie Ziemia za pomocą długości, szerokości geograficznej i wysokości, możemy zlokalizować dowolną barwę w przestrzeni barw.
Oto dwie najbardziej popularne przestrzenie barw.
L*a*b* aka CIELab, aka LAB Model. Granice tolerancji barw
IW latach czterdziestych Richard Hunter wprowadził trójosiowy model Lab, który jest skalowany w celu uzyskania niemal jednolitego odstępu postrzeganych różnic barw.
Oś L reprezentuje różnice między ciemnymi barwami a jaśniejszymi pastelami, z absolutną bielą na 100 i absolutną czernią na 0. Prostokątne współrzędne a i b reprezentują główne osie barw z czerwoną na dodatnim a i zieloną na ujemnym a; żółtą przy dodatnim b i niebieską przy ujemnym b. Odcienie pośrednie znajdują się pomiędzy głównymi odcieniami barwy czerwonej, żółtej, zielonej i niebieskiej.
Chociaż Hunter's Lab został przyjęty jako de facto model do wykreślania bezwzględnych współrzędnych barw i różnic między nimi, nigdy nie został formalnie zaakceptowany jako międzynarodowy standard. Trzydzieści jeden lat później CIE opublikował zaktualizowaną wersję Hunter's Lab: CIELab. Prawidłowy sposób wymawiania go to „si-lab” lub „L-star, a-star, b-star”, ale niektóre aplikacje i urządzenia nazywają je po prostu L, A, B lub Lab.
CIELab porusza się po podobnej do siatki przestrzeni barw zawierającej wszystkie barwy, które możemy zobaczyć. Z zaledwie kilkoma małymi zmianami w oryginalnej matematyce Huntera, ta nowa mapa stała się zalecaną i usankcjonowaną na całym świecie metodą raportowania wartości kolorymetrycznej.
L*C*h° (aka CIELCH) Model
W tym modelu L oznacza jasność, C oznacza nasycenie barw, a H odcień. Odcień porusza się po okręgu wokół „równika”, aby opisać rodzinę barw – czerwony, żółty, zielony i niebieski – oraz wszystkie barwy znajdujące się pomiędzy nimi. Liczby w kole odcieni mieszczą się w zakresie od zera do 360, zaczynając od czerwieni na zero stopni, następnie przesuwając się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, przez żółty, zielony, niebieski, a następnie z powrotem na czerwony.
Oś L opisuje natężenie światła barwy. Porównując wartość, możesz sklasyfikować barwy jako jasne lub ciemne. Podobnie jak w modelu L*a*b* jaśniejsza barwa ma wyższą wartość. Oś C reprezentuje barwę lub nasycenie. Niższe liczby w pobliżu środka są bardziej matowe i szare, podczas gdy wyższe liczby w pobliżu obwodu są bardziej czyste, żywe i nasycone.
Tolerancja barw
Jeśli możesz określić dwie barwy w przestrzeni barw, możesz obliczyć odległość między nimi. Tolerancja jest oceną różnicy barwy (delta) od znanej normy. Korzystając z analogii planety Ziemi, obliczanie tolerancji między dwoma barwami jest jak określanie odległości między dwoma miastami na mapie.
Chociaż istnieje wiele różnych metod określania tolerancji, wszystkie działają prawie tak samo. Pomyśl o tym jak o wyborze środka transportu między tymi dwoma miastami – możesz chodzić, jeździć samochodem lub latać. Wszystkie trzy cię tam zaprowadzą, ale metoda będzie trochę inna dla każdego.
Oto kilka z obecnie stosowanych metod wyznaczania tolerancji..
Delta L*a*b* (aka CIELab and LAB)
Aby uzyskać tolerancję w Delta L*a*b*, najpierw zdefiniuj granicę różnicy dla Delta L* (jasność), Delta a* (czerwony/zielony) i Delta b* (żółty/niebieski). Te granice tworzą prostokątne pole tolerancji wokół normy. W tym przykładzie celem jest stosunkowo ciemny (42,65) odcień zielonkawy/niebieski. Zarówno a*, jak i b* są ujemne, umieszczając je w kwadrancie zielono-niebieskim.
Następnie tworzysz limit dopuszczalnej różnicy barw. Ten obraz pokazuje tolerancję jednej jednostki L*, a* i b*, która tworzy ramkę wokół barwy docelowej. Po utworzeniu tolerancji każdy pomiar próbki mieszczący się w ramce jest akceptowany, a każda próbka, która wypada poza ramkę, jest odrzucana.
Ten diagram pokazuje dopuszczalną tolerancję jako kwadrat, a wizualnie akceptowaną barwę jako elipsoidę. Tutaj powstaje problem - tolerancja w kształcie kwadratu wokół elipsoidy może dać dobre liczby dla nieakceptowalnej barwy. Z drugiej strony, jeśli utworzysz pole tolerancji, które jest wystarczająco małe, aby zmieściło się w elipsoidzie, możesz otrzymać wizualnie akceptowalną barwę.
Model barw Delta L*a*b* jest dość arbitralny, ponieważ tak naprawdę nie oddaje sposobu, w jaki postrzegamy, opisujemy i komunikujemy barwę. Dość łatwo jest przekazać informację dotyczącą elementu jasno-ciemnego, natomiast czerwono-zielony i niebiesko-żółty są dla nas trudniejsze do opisania.
DE* = CIELab Delta E
Delta E to całkowita odległość lub różnica między dwoma barwami. W naszej ziemskiej analogii pomyśl o tym jako o całkowitej odległości między dwoma miastami.
Delta L*C*h° (aka CIELCH)
Tolerancja w Delcie L*C*h° nie różni się zbytnio od tolerancji w Delcie L*a*b*. Barwa może poruszać się w górę lub w dół w L – to jest w barwie lub poza nią – oraz zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara w odcieniu. Ale w Delta L*C*h° dopuszczalnym błędem jest Delta L, Delta C i Delta H zamiast Delta L, Delta A i Delta B.
Poniższe obrazy pokazują ten sam niebiesko-zielony punkt na tej samej płaszczyźnie barwy. Tym razem jednak barwa jest identyfikowana przy użyciu terminologii Delta L*C*h°. Granice są określone podobnie jak w przypadku Delta L*a*b*, ale tutaj dopuszczalny zakres błędu barwy jest ustalany pod względem jasności, odcienia i nasycenia.
Pamiętasz, jak tolerancje Delta L*a*b* dały sześcienny kształt? Delta L*C*h° tworzy bardziej „plaster” niż sześcian wokół celu, aby lepiej korelować z ludzkim wzrokiem. Podczas gdy model barw Delta L*C*h° jest bardziej intuicyjny, większość specyfikacji wymaga pomiarów w Delta L*a*b*. W rzeczywistości dzisiejsze urządzenia i oprogramowanie łatwo przechodzą z jednego modelu do drugiego.
DECMC = Delta E CMC
Tolerancja Delta E CMC jest oparta na Delta L*C*h°, ale zapewnia lepszą zgodność między oceną wizualną a zmierzoną różnicą barw. Obliczenia CMC matematycznie określają elipsoidę wokół standardowej barwy z półosią odpowiadającą odcieniowi, nasyceniu i jasności. Elipsoida reprezentuje objętość dopuszczalnej barwy i automatycznie zmienia rozmiar i kształt w zależności od położenia barwy w przestrzeni barw.
Jak widać, elipsoidy w pomarańczowym obszarze przestrzeni barw są dłuższe i węższe niż te szersze i zaokrąglone w obszarze zielonym. Rozmiar i kształt elipsoid zmienia się również wraz ze zmianą barwy i/lub jasności.
Równanie CMC pozwala na zmianę całkowitego rozmiaru elipsoidy, aby lepiej dopasować to, co jest wizualnie akceptowalne. Zmieniając czynnik komercyjny (cf), elipsoida może być tak duża lub mała, jak to konieczne, aby dopasować ocenę wizualną.
Ponieważ oko generalnie akceptuje większe różnice w jasności (l) niż w nasyceniu (c), domyślny stosunek (l:c) wynosi 2:1. Proporcja 2:1 pozwoli na dwa razy większą różnicę w jasności niż w nasyceniu. Równanie CMC pozwala na dostosowanie tego współczynnika w celu uzyskania lepszej zgodności z oceną wizualną.
DE94 = Delta E 94
W 1994 roku CIE wypuściło nową metodę tolerancji zwaną CIE94. Podobnie jak CMC, ta metoda tolerancji również tworzy elipsoidę, ale można kontrolować stosunek jasności (kL) do nasycenia (Kc), a także współczynnik komercyjny (cf). Te ustawienia wpływają na rozmiar i kształt elipsoidy w sposób podobny do tego, jak ustawienia l:c i cf wpływają na CMC.
Jednakże, podczas gdy CMC jest przeznaczony do stosowania w przemyśle tekstylnym, CIE94 jest częściej stosowany w przemyśle farb i powłok. Przy wyborze pomiędzy tymi dwoma tolerancjami należy wziąć pod uwagę rodzaj mierzonej powierzchni. Jeśli powierzchnia jest teksturowana lub nieregularna, CMC może być najlepszym rozwiązaniem. Jeśli powierzchnia jest gładka i regularna, lepszym wyborem może być CIE94.
DE00 = Delta E 2000
Formuła Delta E 2000 wykorzystuje najbardziej zaawansowaną obecnie matematykę i zapewnia najlepszą zgodność dla ludzkiego oka. Chociaż rozwiązuje problem z jasnością w DE94, nie jest bez wad, szczególnie przy porównywaniu odcieni, które są od siebie oddalone o 180°.
Jak wybrać właściwą metodę
Chociaż żaden system tolerancji barw nie jest doskonały, równania CMC i DE2000 najlepiej odzwierciedlają różnice w barwach tak, jak je widzą nasze oczy. Decydując, którą metodę zastosować, należy wziąć pod uwagę pięć następujących zasad Billmeyera (1970 i 1979):
- Wybierz jedną metodę obliczania i używaj jej konsekwentnie.
- Zawsze dokładnie określaj, w jaki sposób wykonywane są obliczenia.
- Nigdy nie próbuj konwertować różnic barw obliczonych na podstawie różnych równań przy użyciu współczynników średnich.
- Obliczone różnice barw należy stosować tylko jako pierwsze przybliżenie w zakresie tolerancji ustawienia, dopóki nie zostaną potwierdzone wizualnie.
- Zawsze pamiętaj, że nikt nie akceptuje ani nie odrzuca barwy z powodu liczb. Liczy się wygląd.
Sprawdź nasze inne artykuły o tolerancji, aby uzyskać więcej informacji, lub skontaktuj się z ekspertem ds. barw, który pomoże Ci wybrać najlepszą metodę dla Twoich potrzeb.
Aby dowiedzieć się więcej o tolerancji, zajrzyj na te dodatkowe artykuły:
