CN105556264B - 制备比色图表的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于以限定顺序排列多个颜色或有色物体的方法以使得每一颜色或有色物体具有至少一个相邻颜色或有色物体，该方法包括如下步骤：a)在至少二维的色空间中为所有颜色或有色物体设定位置，b)为所有相邻颜色或有色物体设定对应于色空间中连接相邻颜色的矢量的长度的色差值，c)为色空间中连接两个相邻颜色或有色物体的每一矢量设定方向，d)以使得如下的总和最小的方式排列颜色或有色物体的顺序：i.在该顺序上的所有色差值和ii.所有的两个连续矢量的方向差值，且其中在使总和最小以前，将权重因子x设定为所有色差值的和，且将权重因子y设定为所有的两个连续矢量的方向差值的和，且其中x和y中的至少一个不为零。
Description
本发明涉及一种用于以限定顺序排列多个颜色或有色物体的方法。本发明还涉及一种根据该方法制备的比色图表，和一种适于进行该方法的装置。
WO 01/75406A描述了一种用于制备比色图表的方法，该方法包括如下步骤：限定参考颜色，由所述参考颜色指定颜色范围，其中每一颜色与其他颜色间隔预选色差值的整数倍，该范围覆盖参考颜色与一些其他颜色之间的色空间。
上述已知方法的缺点是颜色与其他颜色由预选色差值的整数倍间隔。因此，该方法不适合用于制备比色图表或排列与其他颜色具有无规色差值的颜色。
特别是在相似颜色在多于一个维度如明度、色度和色相中显现出小的变化时，不存在确定这些颜色应排列的顺序的直接方法。
此外，在很多现有用于漆如汽车修理用漆的颜色文献中，颜色由制造商排序。通常两个完全不同的制造商生产出人眼不能区分的颜色。在这样的情况下，可从文献中除去多重记录(duplicate)中的一个，以降低文献大小和生产成本。
教科书“Farbenlehre und Farbenmessung”，Werner Schulze，1966年由SpringerVerlag出版，在第26-35页讨论了用于颜色排序的体系。提及了CIELAB体系、DIN体系和Munsell体系。在这些体系中，在三维色空间中为单个颜色设定位置。三维色空间的二维投影也是已知的。
在生产比色图表或比色板(colour fan deck)时的一个重要问题是必须按顺序放置所选颜色。按照定义，顺序是一维的，即顺序中的第一个和最后一个颜色仅具有一个相邻颜色，且所有其他颜色具有两个相邻颜色。现有的用于颜色排序的三维体系没有给出如何按一维顺序放置各颜色的指导。
提供良好的一维颜色排序，即顺序，对于使系列颜色具有自然流动是重要的，这提供美学上令人愉悦的排序。
目前，得到一维排序，即顺序的方法基于测试组中人们的视觉感知。由于它消耗大量时间，再现性差，且排序结果取决于组中人们主观上的颜色感知，因此这具有一些缺点。
因此，持续需要解决上述问题的排列颜色或有色物体的改进方法。特别是寻找适合于可靠且客观地将多维色空间中的颜色的排列转化成颜色的一维顺序的方法。
本发明提供一种用于以限定顺序排列多个颜色或有色物体的方法，以使每一颜色或有色物体具有至少一个相邻颜色或有色物体，所述方法包括以下步骤：
a)在至少二维的色空间中为所有颜色或有色物体设定位置，
b)为所有相邻颜色或有色物体设定对应于色空间中连接相邻色的矢量的长度的色差值，
c)为色空间中连接两个相邻颜色或有色物体的每一个矢量设定方向，
d)以使得如下的总和最小的方式排列颜色或有色物体的顺序：使
i.在顺序上的所有色差值，和
ii.所有的两个连续矢量的方向差值，
且其中在使总和最小以前，将权重因子x设定为所有色差值的和，且将权重因子y设定为所有的两个连续矢量的方向差值的和，且其中x和y中的至少一个不为零。
本发明方法使得可以以快速、可再现且客观的方式按顺序排列颜色，而不需要人及其主观视觉感知。
本发明方法容许与其他颜色具有无规色差值的颜色的合逻辑且清楚限定的顺序，并且不需要限定参考颜色。所述方法也非常适合按顺序排序具有多于一维例如明度、色度和色相中具有小的变化的相似颜色的颜色或有色物体。当用于漆如汽车修理用漆的颜色文献时，可消除由不同汽车制造商使用相同颜色产生的多重记录。
为避免疑虑，应强调表述“顺序”涉及成员的一维有序排列，其中顺序中的第一个和最后一个成员仅具有一个相邻成员，且其他所有成员具有两个相邻成员。
本方法适合于排列颜色或有色物体，例如在表示漆或调色剂、油墨或其他通常可以各种颜色得到的材料的颜色的比色图表上的颜色。颜色可在图表上以印刷形式排列。作为选择，颜色也可在计算机或移动设备的电子显示屏上排列。该方法还可以用于排列多个有色物体。有色物体可以为涂漆的基质的样品如所谓颜色样本，或其他有色材料的样品，如织物、布料、皮革等。
在本方法的第一步骤中，将要排列的所有颜色或有色物体在至少二维的色空间中设定位置。本发明方法适合于排列颜色，或涂有在少于三维中如在灰度中(其中颜色变化仅在于L*值，即在一维中)显示变化的颜色，或L*值(其中颜色变化在于a*和b*值，即在二维中)具有可忽略的变化的颜色的物体。
在一个本方法的优选实施方案中，色空间为至少三维的色空间。
宽范围颜色可由颜料的减色法基色(青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K))产生。然后这些颜色限定具体色空间。为产生三维的色空间表示，可指定品红色的量为表示的X轴，青色的量为它的Y轴，黄色的量为它的Z轴。所得三维空间为可通过组合这三种颜料而产生的每一种可能的颜色提供唯一位置。
然而，这不是仅可能的色空间。例如，当颜色显示在计算机显示器上时，它们通常限定在RGB(红色、绿色和蓝色)色空间中。这是另一制作几乎相同的颜色(限制于再现媒介如无机发光材料(RCT)或滤色器和背光(LCD))的方法，并且红色、绿色和蓝色可认为是X、Y和Z轴。制作相同颜色的另一方法是使用它们的色相(θ轴)、它们的色度(r轴)和它们的亮度值(Z轴)。这称作LCh色空间。很多色空间可以以这种方式表示为三维值，但一些具有更多或更少的维度。
在一个实施方案中，三维色空间为CIELAB色空间。
CIE L*a*b(CIELAB)是由国际照明委员会(法语Commission internationale del'éclairage，因此它的缩写为CIE)指定最完整的色空间。它描述了人眼可见的所有颜色并经创立以充当用作参考的独立于设备的模型。
CIELAB的三个坐标表示颜色的明度(L*＝0得到黑色且L*＝100显示漫射白色；反射白色可更高)、它在红色/品红色和绿色之间的位置(a*，负值表示绿色而正值表示品红色)以及它在黄色和蓝色之间的位置(b*，负值表示蓝色，正值表示黄色)。
本发明方法还适用于排列所谓的效果颜色(effect colour)，或涂有效果颜色的物体，或具有纹理的物体。
在效果颜色的情况下，可将一个或多个纹理坐标增加到三个颜色坐标。在该情况下，例如可将纹理差增加到色差中，其包含每一纹理相关性能的值的差别。相似地，各颜色之间的组合的颜色和纹理差可随后在四维或甚至更高维度空间中表达为矢量。重正化和计算差矢量可在数学上通过类似于用于无纹理情况的那些的表述而表达。
可作为实例提及包含金属颗粒如铝片的涂料。对于该涂料，铝片的纹理或粗度限定视觉性能的相关特征。因此，在一个实施方案中，色空间包括维度粗度，且为所有颜色设定粗度值。通常，随后使用三维或四维的色空间。额外地或替代地，其他纹理相关性能可作为维度增加到色空间。
在将所有颜色或有色物体在至少二维的色空间中设定位置以后，在色空间中为所有相邻颜色或有色物体设定色差值。两个相邻颜色的色差值对应于色空间中连接两个相邻颜色的矢量的长度。
在再一步骤中，为色空间中连接两个相邻颜色的每一矢量设定方向。
随后按顺序以使得如下的总和最小的方式排列颜色或有色物体：
i.所有在顺序上相邻的颜色的色差值，和
ii.所有的两个连续矢量的方向差值。
在使总和最小以前，将权重因子x设定为所有色差值的和，且将权重因子y设定为所有方向差值的和。权重因子的使用影响颜色的顺序。
单独使所有色差值的和最小对应于在至少二维的色空间中连接所有排列的颜色的最短路径。这描述了其中权重因子y为零的情况。在很多情况下，这可得到令人满意的颜色或有色物体的顺序。
单独使所有的两个连续颜色的方向差值的和最小对应于其中使路径中所谓U形转弯最小的情况。这意味着优选相似颜色在顺序中保持紧密相邻。这描述了其中权重因子x为零的情况。在很多情况下，这可得到令人满意的颜色或有色物体的顺序。
因此，权重因子x和y中的至少一个不为零。在一个优选实施方案中，x和y都不为零。
该方法优选在程序化的计算机上实施以根据本发明方法的顺序排列多个颜色。
作为实例，色差值可基于对多个颜色或有色物体测量的反射数据计算。这优选通过将每一颜色的反射数据转化成所谓的CIE-Lab颜色坐标而进行。对于每一对颜色，色差可通过使用一系列由文献已知的数学表达式中的一个由CIE-Lab坐标计算。这些的实例为在色度学教科书，例如Roy S.Berns：“Billmeyer and Saltzman's Principles of ColorTechnology”(第三版)中提到的DEab和CIEDE2000。
对于计算连续矢量的方向差值，可利用如下事实：各颜色之差可表达为三维矢量，这是因为颜色坐标可表达为三维色空间如CIE-Lab空间中的点。在使各颜色之间的色差矢量重正化以后，连续矢量之间的差矢量的大小可用作对其中颜色排序不一致性的测量。
由于最小化方法中的变量为这些颜色的顺序，或色空间中限定的路径，存在几种熟知的可用于最小化方法的算法如遗传算法、最近相邻算法或模拟退火算法(与对色空间中的颜色顺序限定的作为旅行推销员问题的最小化方法的表述相关)。
最小化方法的结果可用于产生印刷的比色图表。作为选择，该结果可用于产生电子显示屏上，例如计算机显示器或移动设备如智能电话或平板电脑的显示器上的比色图表。
该结果也可用于排列多个具有不同颜色的涂漆物体。
颜色可表示漆的颜色，例如一系列可得到的车辆修理用漆的颜色。在根据本方法的比色图表中排列漆颜色有助于选择最适合的或最佳匹配的漆。
本发明还涉及一种比色图表，其中以根据本发明方法的顺序排列多个颜色。
本发明进一步涉及一种用于显示比色图表的装置，其包含在计算机设备控制下的电子显示屏，其中使计算机程序化以按根据本发明方法的顺序排列多个颜色。在一个实施方案中，颜色对应于储存在计算机内存中的漆配方的颜色。
Claims (24)
1.一种用于以限定顺序排列多个颜色或有色物体的方法以使得每一颜色或有色物体具有至少一个相邻颜色或有色物体，该方法包括以下步骤：
a)在至少三维的色空间中为所有颜色或有色物体设定位置，
b)为所有相邻颜色或有色物体设定对应于色空间中连接相邻颜色的矢量的长度的色差值，
c)为色空间中连接两个相邻颜色或有色物体的每一矢量设定方向，
d)以使得如下的总和最小的方式排列颜色或有色物体的顺序：
i.在该顺序上的所有色差值，和
ii.所有的两个连续矢量的方向差值，
且其中在使总和最小以前，将权重因子x设定为所有色差值的和，且将权重因子y设定为所有的两个连续矢量的方向差值的和，且其中x和y中的至少一个不为零。
2.根据权利要求1所述的方法，其中至少三维的色空间具有明度、色度和色相的维度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中三维色空间为CIELAB色空间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中对具有粗度值的效果颜色实施该方法，且其中色空间包括维度粗度。
5.根据权利要求2所述的方法，其中对具有粗度值的效果颜色实施该方法，且其中色空间包括维度粗度。
6.根据权利要求3所述的方法，其中对具有粗度值的效果颜色实施该方法，且其中色空间包括维度粗度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中x和y均不为零。
8.根据权利要求2所述的方法，其中x和y均不为零。
9.根据权利要求3所述的方法，其中x和y均不为零。
10.根据权利要求4所述的方法，其中x和y均不为零。
11.根据权利要求5所述的方法，其中x和y均不为零。
12.根据权利要求6所述的方法，其中x和y均不为零。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中实施该方法以产生印刷的比色图表或在电子彩色显示屏上的比色图表。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中实施该方法以排列多个涂漆的物体。
15.根据权利要求13所述的方法，其中实施该方法以排列多个涂漆的物体。
16.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中颜色表示漆颜色。
17.根据权利要求13所述的方法，其中颜色表示漆颜色。
18.根据权利要求14所述的方法，其中颜色表示漆颜色。
19.根据权利要求15所述的方法，其中颜色表示漆颜色。
20.根据权利要求16所述的方法，其中颜色表示车辆修补用漆颜色。
21.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中颜色表示车辆修补用漆颜色。
22.一种比色图表，其中以根据权利要求1-21中任一项的方法的顺序排列多种颜色。
23.一种用于显示比色图表的装置，包括在计算机设备控制下的电子彩色显示屏，且其中使计算机设备程序化以根据权利要求1-21中任一项的方法的顺序排列多种颜色。
24.根据权利要求23所述的装置，其中颜色对应于储存在计算机设备内存中的漆配方的颜色。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |