顏色測量儀器的幾何結(jié)構(gòu)——多角度測量結(jié)構(gòu)及其特點
多角度測量結(jié)構(gòu)是由于新材料的發(fā)明和應(yīng)用而產(chǎn)生的,現(xiàn)在市場普遍應(yīng)用的是六角度測量分光光度儀,其光路結(jié)構(gòu)如圖。

光源位于與法線呈45o的位置,共有六個接收器,這五個接收器分別與鏡面反射線呈-15o、15o、25o、45o、75o和110o。其比單角度結(jié)構(gòu)儀器多了五個接收器,其測量的是不同角度的散射光。
隨著干涉顏料的研發(fā)和應(yīng)用,新的ASTM標(biāo)準(zhǔn)中推薦在15o位置增加第二光源,此時與鏡面反射呈15o和-15o位置的接收器接收計算顏色數(shù)據(jù)。

這樣,45o照明時,從鏡面反射算起,有-15o、15o、25o、45o、75o、110o六個接收器;15o照明時,從鏡面反射算起,有-15o、15o兩個接收器。為了區(qū)分這些角度,依次將其表示為:45as-15,45as15,45as25,45as45,45as75,45as110,15as-15,15as15,as之前的數(shù)字表示光源與法線的角度值,as之后的數(shù)字為接收器與鏡面反射光的角度值(aspecular)。
一般的金屬效果顏料在不同角度觀測時其主要變化為明度值的變化,其色相基本不變;而且當(dāng)改變光源角度時,其基本顏色特性并無改變。而對于干涉型涂料,當(dāng)觀測角度發(fā)生變化時,除了明度發(fā)生變化外,其色相也發(fā)生變化,特別是在-15o和15o附近位置;而且當(dāng)光源位置發(fā)生變化時,-15o和15o位置的色相會有顯著變化,新增的光源和角度主要是測量干涉性顏料和材料的這種特殊變色效果。
用MA98型多角度分光光度儀來測量一種常用金屬顏料(標(biāo)準(zhǔn))和一種干涉顏料(樣品),得到兩個光源共八個角度的顏色數(shù)據(jù),其顏色模擬效果如圖。

多角度結(jié)構(gòu)顏色檢測儀器主要應(yīng)用于特殊效果涂料的顏色檢測。普通涂料色板或者素色漆色板在不同的方向觀測其顏色變化很小,而特殊效果涂料色板在不同方向觀測時其顏色變化很大,而只有用多角度分光光度儀才能測量出這種隨角異色的現(xiàn)象。

比如我們分別用MA98型多角度分光光度儀分別測量一個普通綠色板和一個有金屬效果的綠色板,其各個角度的色度值和顏色模擬效果如表。

可見普通綠色在各個角度顏色數(shù)據(jù)差異很小,而金屬效果綠色在不同的角度有不同的顏色數(shù)據(jù)并且其間差異很大,這種特殊效果用0o/45o結(jié)構(gòu)儀器或者積分球結(jié)構(gòu)儀器是無法檢測到的。
特殊效果涂料被廣泛應(yīng)用于外飾涂裝,所以多角度儀器被普遍應(yīng)用于顏色的開發(fā)、品控供應(yīng)鏈管理和顏色的修補。
有些紡織品使用金色、銀色或珠光涂料,也有顯著的隨角異色的特性,需要進行多角度測量。
隨著免噴涂工藝的發(fā)展,有些塑料產(chǎn)品的變色效果越來越強,多角度測量成為新的需求?,F(xiàn)在越來越多的消費產(chǎn)品在使用特殊效果顏色,所以多角度顏色測量應(yīng)用將會越來越廣泛。
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顏色測量儀器各種幾何結(jié)構(gòu)各有自己的特點和優(yōu)勢。
0o/45o結(jié)構(gòu)簡單,通常與目視效果最為接近;
積分球結(jié)構(gòu)可以測量物體的真實色和表觀色;
多角度結(jié)構(gòu)可以對樣品進行多個角度的顏色分析。
要根據(jù)不同的檢測對象和不同的應(yīng)用選擇最合適的測量結(jié)構(gòu)。
當(dāng)樣品表面有較好的漫反射性能時,積分球型儀器和0o/45o儀器都可以作為檢測標(biāo)準(zhǔn);
而當(dāng)樣品鏡面反射很強,或者需要進行材質(zhì)分析和表觀顏色分析,以及應(yīng)用于電腦配色系統(tǒng)時,積分球結(jié)構(gòu)儀器是最好的選擇;
當(dāng)材料有隨角異色的特性時,必須選擇多角度結(jié)構(gòu)儀器進行測量方可體現(xiàn)材料的顏色特性。
不同結(jié)構(gòu)儀器測量得到的數(shù)據(jù)不同,之間無法準(zhǔn)確匹配,但數(shù)據(jù)間有一定的關(guān)聯(lián)性。在一些特定條件下,積分球結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和0o/45o結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)有較好的兼容性;其它情況下,則需要根據(jù)個體樣品的屬性并通過測量分析才能得到其關(guān)聯(lián)性特征?;谔厥庑Ч苛系奶匦?,積分球結(jié)構(gòu)在測量特殊效果顏色樣本時,與多角度儀器的各個角度之間差異都很大。