Какая методика расчета допуска лучше всего подходит Вам?

Нет сомнения в том, что зрение человека обладает превосходной возможностью качественной оценки того, совпадает ли цвет двух образцов или нет. Проблема, однако, заключается в том, что нашему зрению недоступны количественная оценка величины несоответствия, а также определение того, находится ли образец в пределах допуска. Каждый раз, когда производитель продукции, для которой важна точность цвета, и ее покупатель вынуждены полагаться только на визуальную оценку, легко возникает путаница между двумя типами восприятия: минимально заметной и максимально допустимой разницей в цветах стандарта и исследуемого образца. Это зачастую приводит к непоследовательным решениям, разногласиям и конфликтам. Благодаря инструментам для измерения цвета разница в цвете может быть описана количественно.

Следовательно, пределы допустимого различия могут быть математически точно установлены и стать воспроизводимыми на уровне, значительно превышающем порог чувствительности человеческого глаза к различиям в цвете. Но как часто вам приходилось сталкиваться с затруднениями, когда ваши впечатления при визуальной оценке не совпадают с измеренным отклонением в цвете? Особенно, если вы приблизились к тонкой границе между приемлемым и неприемлемым отклонением, спектрофотометр может показать, что отклонение находится в рамках допустимого, а колорист в вас чувствует, что различие в цвете неприемлемо. И наоборот.

Из постоянного общения со специалистами по цвету, мне очевидно, что все еще нет согласия в том, какой метод определения допуска использовать при определении цветового различия. Так что сегодня давайте сосредоточимся на существующих уравнениях для определения цветового различия ΔE*. На основании исследования человеческой физиологии область допустимых значений различия цвета образует трехмерный эллипсоид, поверхность которого образуют варьирующиеся диапазоны светлоты, цветового тона и насыщенности. По факту, средний наблюдатель отмечает сначала различия в цветовом тоне, затем в насыщенности и наконец в светлоте.

Те, кто приходит в мир измерения цвета, вскоре сталкивается с термином ΔE*ab, также известным как формула dE76. ΔE*ab стал первым международно признанным методом для описания абсолютного цветового различия.Этот метод использует теорему Пифагора для измерения расстояния между координатами цвета стандарта и исследуемого образца в трехмерном цветовом пространстве CIE L*a*b*. Практически ΔE*ab — это просто радиус сферы, окружающей данный эталон цвета. В широко распространенном способе измерения принято считать, что ΔE*ab , равная одной единице, представляет действительный порог цветовой чувствительности человеческого глаза. К сожалению, как это часто случается с тем, что сначала кажется очень практичным и простым для понимания, при ближайшем рассмотрении со временем выявляются все новые недостатки метода. Оказалось, что разные части цветового пространства CIE L*a*b* не однородны для восприятия, как изначально предполагали его создатели.
Иными словами, различные цвета могут демонстрировать разные визуальные отклонения и при этом иметь одно и то же значение ΔE*ab , рассчитанное математически. Аналогично образцы при той же степени цветового сдвига могут иметь разные значения ΔE*ab.

Например, для ахроматических или пастельных цветов нашим глазам потребуются более строгие допуски, чем популярная величина ΔE* = 1, в то время как в случае более насыщенных цветов мы, как правило, более терпимы к отклонениям, превышающим единицу.Кроме того, ΔE*ab не дает никакого указания, вызвана ли разница отклонениями в цветовом тоне, насыщенности или светлоте.
Поскольку объем сферы допустимых значений больше, чем объем сравниваемого эллипсоида, только около 65% результатов измерений «Допустимо/Недопустимо» принимаются как математически верные и в то же время визуально приемлемыми.

Этот недостаток можно преодолеть, введя лимит допуска для каждой индивидуальной цветовой координаты. Конечно, использование трех параметров оценки вместо одного делает метод менее простым и элегантным, чем при использовании только одного значения «Допустимо/Недопустимо». Но при разложении отклонения цвета на осевые компоненты вы получите более четкое представление об источниках цветового различия. И, что более важно, этот подход уменьшает вероятность несоответствия между оценкой на глаз и инструментальной оценкой. При использовании декартовых координат ΔL*, Δa* и Δb* пространство допуска вокруг любого конкретного стандартного определения в цветовом пространстве CIE L*a*b* представляет собой параллелипипед с прямыми углами, что совпадает с визуальным восприятием на 75%.

При использовании полярных координат ΔL*, ΔC* и Δh° область допуска принимает форму цилиндрического сегмента, и его проекция с визуальной оценкой охватывает 85% измеряемых образцов.

В 1984 г. Комитет по измерению цвета (СMC) Общества красящих веществ и колористов Великобритании разработал уравнение, которое основывается на определении цветов по шкалам L*C*h°. Несмотря на то что этот метод изначально был разработан для нужд производителей текстиля, измерение ΔE*cmc стало признанным и широко используемым методом определения допусков практически во всех промышленных отраслях. Принимая во внимание эмпирически определенную по результатам тысяч визуальных оценок чувствительность человеческого глаза, метод CMC определяет математически рассчитанный эллипсоид вокруг каждого измеренного цветового значения с полуосью, соответствующей оттенку, цветности и светлоте. Эти эллипсоиды представляют собой объем допустимых отклонений и автоматически варьируются в размерах в зависимости от их положения в цветовом пространстве CIE L*a*b*. Они отражают более строгие визуальные допуски наблюдателя к отклонениям ненасыщенных цветов и, с другой стороны, более низкие допуски в высокохроматических образцах.
К примеру, эллипсоиды в оранжевой зоне длиннее и ýже, чем более широкие и округлые в зеленой области. Их размер и форма меняются при повышении насыщенности цвета. Уравнение CMC позволяет варьировать общий размер эллипса, заданного соотношением светлота/цветность (l:c), для лучшего соответствия тому, что считается приемлемым. В соответствии с чувствительностью человеческого глаза к изменениям цвета допуск по светлоте (l) дается в два раза больше, чем допуск по цветовому тону и насыщенности (c). И что действительно здорово — одна и та же шкала ΔE*cmc описывает тот же эквивалент визуально воспринимаемой разницы по всему цветовому пространству. Помимо этого, корреляция между визуальной и инструментальной оценкой возрастает до 95%.

В течение многих десятилетий Международная комиссия по освещению (МКО) вкладывала много усилий и энергии в разработку математической модели ΔE*, которая бы идеально соответствовала нашему восприятию цветового различия. После модели CIE94, разработанной в 90-ых годах прошлого столетия, новейшим достижением стала модель DE2000, представленная публике в 2001 г. Она была разработана для устранения все еще существовавших недостатков цветового пространства CIE L*a*b*.
Аналогично CMC модель CIE DE2000 рассчитывает эллипсоиды и оперирует с еще более сложными настройками параметров, которые регулируют их размер и форму. За счет достижения уровня уверенности в соответствии с визуальной и инструментальной оценкой выше 95% эта модель реализует наивысшую цель МКО: привести инструментально измеренное цветовое различие в соответствие с визуально воспринимаемым. Во все спектрофотометры и программное обеспечение Konica Minolta тоже дополнительно внедрена модель DE2000.

Решая, какой метод определения цветового различия использовать, ориентируйтесь на следующие правила:
1. Что важно, так это постоянство методологического подхода. Однажды определив метод определения допусков, придерживайтесь его, чтобы обеспечить обратную совместимость полученных измерений.
2. Представляйте результаты со всегда точно определенными расчетами допусков.

3. Никогда не пытайтесь преобразовывать цветовые разницы, рассчитанные по разным уравнениям, с применением усредненных коэффициентов.
4. Используйте измеренные цветовые различия как приблизительные границы допусков, пока они не подтвердятся визуальной оценкой и не будут приняты покупателями.
5. Всегда помните, что никто не принимает и не отвергает цвет на основании цифр, имеет значение только то, как он выглядит.
6. При использовании модели CIE dE76 не полагайтесь только на ΔE*ab , всегда устанавливайте границы в трехмерном пространстве и тщательно их отслеживайте.
7. Если вы используете модели CMC, CIE94 или CIE DE2000 можно устанавливать пределы «Допустимо/Недопустимо» только на основе ΔE*. Но обращайте внимания на угол цветового тона h°. Для ахроматических цветов это может быть важно, даже если полученная ΔE* меньше единицы.
8. Должным образом включите проверку кривых отражения для сопоставления цвета без метамеризма. Даже если полученное цветовое различие находится в пределах допуска, при визуальной оценке вы отвергнете это результат, если будет присутствовать явление метамеризма.

автор статьи - Станислав Шулла

Stanislav Šulla

Area Manager Eastern Europe

Konica Minolta Sensing Europe B.V.