用于多流颜色匹配的系统和方法
【技术领域】
[0001]在多个实施例中，本发明一般涉及包括来自目标涂料的光学反射的多个流(即多流)，以校正和提高用于颜色匹配目的的光度测量的反射率曲线。
【背景技术】
[0002]库贝尔卡-芒克(Kubelka-Munk)理论通常用于分析来自目标表面上的涂料的漫反射光谱。为目标表面上涂料的颜色匹配使用双流近似库贝尔卡-芒克公式一般要求两个主要的假定。首先，被测量的样品的折射率与空气的折射率相同。为了校正折射率假定，采用Saunderson校正方程。Saunderson校正方程采用两个菲涅尔(Fresnel)系数，Kl和K2，其考虑到所讨论的涂覆表面的折射率。如在此使用的，Kl系数表示当进入目标样品的光在样品表面处部分反射时的部分反射，K2系数表不当从样品离开的光在样品表面处部分反射回到样品中的部分反射。第二假定是涂覆表面上的100%的入射光被涂料以均匀方式吸收或散射，没有边缘效应。该假定还导致在颜料用量的浓度范围内的颜料的K(吸收)和S(散射)之间的线性关系“Κ/S”的期望，并且该关系在所有视角下都相同。
[0003]双流近似库贝尔卡-芒克公式对于涂覆为不透明的固态、不透明分散的着色方式的特性是足够的。然而，随着随角异色(gon1apparent)特殊效果颜料和高度透明的分散的颜料和染料的引入以及随之而来的其吸引力和普及度的增加，双流近似库贝尔卡-芒克理论不适用。
[0004]为了解释前述新的颜料类型和技术，可以采用伪多流方法。从历史观点上以及从理论上，多流方法已经允许Saunderson方程中的K2菲涅尔系数根据波长发生变化，所述Saunderson方程将测量反射转换为内反射。同样，也已经采用了 Kl菲涅尔系数根据波长发生的变化。
[0005]从而，需要一种系统和处理，其根据波长、角度和浓度改变Kl和K2菲涅尔系数，使得在给定特定的角度和波长组合的情况下，Kl和K2的值变为浓度的函数。
【发明内容】
[0006]第一方面，本发明的实施例提供一种计算机实现的方法。该方法包括使用处理器产生一组涉及存在于涂料的集合中的多种颜料的校准数据。产生包括计算涂覆有多种颜料的多个样品的吸收/反射关系(其中计算包括使用颜色匹配计算)，和计算非标准颜料的多个浓度。产生还包括绘制浓度和吸收/反射关系之间的关系，以及确定涉及样品的多个菲涅尔系数的浓度的相关性。该方法还包括使用处理器基于所述相关性确定目标涂料的涂料配方。
[0007]另一方面，本发明的实施例指向一种系统。该系统包括用户接口和与用户接口通信的处理器。该处理器被编程为产生一组涉及存在于涂料的集合中的多种颜料的校准数据，其中产生包括计算涂覆有多种颜料的多个样品的吸收/反射关系(其中计算包括使用颜色匹配计算)、计算非标准颜料的多个浓度、绘制浓度和吸收/反射关系之间的关系、以及确定涉及样品的多个菲涅尔系数的浓度的相关性。该处理器还被编程为基于所述相关性确定目标涂料的涂料配方。
[0008]另一方面，本发明的实施例提供一种设备。该设备包括一种装置，其用于产生一组涉及存在于涂料的集合中的多种颜料的校准数据，其中用于产生的装置包括用于计算涂覆有多种颜料的多个样品的吸收/反射关系的装置(其中计算包括使用颜色匹配计算)、用于计算非标准颜料的多个浓度的装置、用于绘制浓度和吸收/反射关系之间的关系的装置以及用于确定涉及样品的多个菲涅尔系数的浓度的相关性的装置。该设备还包括用于基于所述相关性确定目标涂料的涂料配方的装置。
[0009]又一方面，本发明的实施例提供一种非临时计算机可读介质，包括用于使处理器执行以下操作的软件:
产生一组涉及存在于涂料的集合中的多种颜料的校准数据，该产生包括:
计算涂覆有多种颜料的多个样品的吸收/反射关系，其中计算包括使用颜色匹配计算；
计算非标准颜料的多个浓度；
绘制浓度和吸收/反射关系之间的关系；
确定涉及样品的多个菲涅尔系数的浓度的相关性；和基于所述相关性确定目标涂料的涂料配方。
【附图说明】
[0010]图1是例示了为白云母的500nm处的45度角使用固定的Kl和K2值的浓度对K/S关系的曲线。
[0011]图2例示了为全油漆系统建立一组校准数据的处理的实施例。
[0012]图3例示了根据各种实施例的颜色匹配处理。
[0013]图4例示了横跨多个板的颜色层次。
[0014]图5例示了为白云母在45度角处的500nm波长使用来自可变数据组内的特定组的Kl和K2的浓度对Κ/S的曲线的示例。
[0015]图6和7例示了相同的白云母的45度角的500nm波长的两种类型的曲线的示例。
[0016]图8例示了可以用于识别目标样品的涂料混合物的物理性质属性的系统的实施例。
【具体实施方式】
[0017]在多个方面，本发明的实施例被指向一种系统和方法，其使用颜色匹配方法学(例如库贝尔卡-芒克方法学)改进和校正将测量的光谱反射转换为内反射的Saunderson转换，以便配制和调节着色方式以匹配目标涂料。本发明的实施例包括一种设备，其具有捕获目标样品的信息的装置，和用于产生改进的配方和配方调节的Kl和K2菲涅尔系数的数据库。如在此所使用的，Kl系数表示当进入目标样品的光在样品表面处部分反射时的部分反射，K2系数表示当从样品离开的光在样品表面处部分反射回到样品中的部分反射。
[0018]虽然在此的描述一般涉及油漆，但是应当理解，装置、系统和方法可以应用于其它类型的涂料，包括着色剂和工业涂料。本发明的所述实施例不应当考虑为限制。与本发明一致的方法可以在多个领域中实践，这些领域诸如服装和时尚产品的匹配和/或协调。
[0019]本发明的实施例可以与计算机系统一起使用或并入在该计算机系统中，该计算机系统可以是单独的单元或包括经由网络(诸如例如互联网或内联网)与中央计算机通信的一个或多个远程终端或装置。同样地，计算机或“处理器”和在此所述的相关组件可以是本地计算机系统或远程计算机或在线系统或其组合的一部分。在此所述的数据库和软件可以存储在计算机内部存储器中或在非临时计算机可读取介质中。
[0020]例如使用库贝尔卡-芒克或其它近似算法的当前方法学对于随角异色颜料和高度透明的分散的颜料和染料无效。图1是例示了为白云母的500nm处、45度角使用固定的Kl和K2值的浓度对Κ/S关系的曲线。如图所示，所示关系的曲率违反了双流库贝尔卡-芒克或其它方法中使用的第二主要假定。如在随后的段落中讨论的，为了校正第二主要假定中的关系，采用了使用Saunderson方程中的菲涅尔系数的第一主要假定。
[0021]图2例示了为全油漆系统建立一组校准数据的过程的实施例。校准可以被视为油漆系统内的单独颜料的“指纹”。在多个实施例中，预期将存在标准的固态、分散的着色方式，以及随角异色特殊效果颜料和高度透明的分散的颜料或染料。
[0022]为了开始校准过程，在步骤10，选择亮标准和暗标准。亮标准的示例可以包括但不限于不透明的分散的白色、铝、或白珍珠。暗标准的示例可以包括但不限于不透明的分散的黑颜料或抛光黑玻璃。在多个实施例中，对于横跨所有分析的角度的亮标准采用假定:对于所有检验角度，亮标准将散射100%的光，并吸收0%的光。类似地，在多个实施例中，暗标准具有以下假定，其散射0%的光并吸收100%的光。两个标准的每个可以被单独涂覆为不透明并且用分光光度计进行测量。亮标准维持散射S的值为I以及吸收K的值为O。亮标准还具有固定的Kl和K2值。类似地，暗标准维持散射S的值为O以及吸收K的值为I。暗标准具有固定的Kl和K2值。作为示例，用于所述标准的固定的Kl和K2值可以设置为:
(i)基于亮标准配方或暗标准配方的折射率，(?)基于历史用量或教科书建议；或者(iii)简单地设置为O和O。
[0023]在步骤12，通过创建至少二元或三元混合物，创建系统内的各个单独的着色方式的一系列板(pannel)。对于普通的固态、分散的颜料，二元或三元混合物是与亮标准混合的单独颜料的多个层级。混合物可以通过体积添加，重量添加，或颜料重量百分数来制造，只要实现了横跨多个板的颜色层次的所要求结果(如图4中的示例所示)即可。例如，具有亮标准的红色阴影酞菁蓝的二元混合物可以采用下述重量百分数:具有5%蓝色的95%亮标准、具有25%蓝色的75%亮标准、具有50%蓝色的50%亮标准、具有75%蓝色的25%亮标准和具有95%蓝色的5%亮标准。在多个实施例中，希望具有更接近于100% /0%和0% /100%阈值或颜色饱和度的其它点的多个混合物。暗标准可以具有使用亮标准创建的一系列板。混合物然后被单独涂覆为不透明并且用分光光度计进行测量。对于随角异色的着色方式和高度透明的分散的颜料或染料，单独的颜料可以按照与上述相同的二元或三元方式混合，但是使用暗标准而非亮标准。这些混合物再次被涂覆为不透明并且用分光光度计进行测量。此外，由于一些随角异色颜料的高色彩角度色变的本质，希望在多个实施例中具有多色调或单个颜料涂料，而不是必须在亮标准(涂覆为不透明)基底上不透明以进一步表征单独颜料。
[0024]一旦已经为油漆系统内每个所要求的颜料创建了板的系列，那么在步骤14，使用Saunderson方程、固定的Kl和K2值和来自多色调仅(100% )亮标准或暗标准的测量的光谱反射数据来计算亮标准或暗标准的内反射。
[0025]在步骤16，通过使用计算的内反射值，使用颜色匹配理论(诸如例如库贝尔卡-芒克理论或其