CN110222376A - 一种半透明材料的计算机配色方法 - Google Patents
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Abstract
一种对半透明基材的计算机配色方法，包括以下步骤：步骤1.样品颜色真实反射率值的获取；步骤2.基础数据库的制备与特征数据的生成；步骤3.配方的预报。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机配色算法，尤其是一种半透明材料或半透明涂料或轻薄织物颜色的计算机配色方法，属于配色技术领域。
背景技术
在工业发达国家，与着色有关的行业，如纺织印染，染料、颜料、涂料制造业，塑料着色加工及油墨等行业普遍采用计算机配色系统作为产品开发、生产、质量控制及销售的有力工具，普及率很高。
计算机配色能帮助调色师傅处理日常调色工作，节省调色时间，提高调色效率，降低成本，优化采购，提高回收利用率，减少库存，提高颜色精度，进行颜色数据化评估减少误判，改善调色师傅的劳动强度，从而使打样调色师傅从繁复的劳动中解脱出来，实现经验调色到软件智能调色的转变。
但不管哪个行业使用的配色软件，其核心理论主要是围绕Kubelka-Munk方程如式(1)进行。
式中：R为物质的反射率；Rg为背景的反射率；a＝1+(K/S)；b＝(a2-1)1/2；K为吸收系数，S为散射系数；x为试样厚度。
即使在Rg和x已知的情况下，还有K和S两个未知量，因此无法求解。因而目前普遍使用的是其简化方程，如(2)，该方程使用前提是在不透明介质中传递。
式中：R∞为不透明物质的反射率。
因此应用式(2)要求样品为不透明，例如纺织品在测试时要求折叠多层，保证不透明使Rg趋向无穷大。但在实际运用中这个条件经常并不能满足，例如纺织品的客户来样非常小，且是单层。再比如，在玻璃上的涂料配色，薄膜上油墨的配色，凹版印刷等都是半透明材料。使用式(2)导致配色不准确。
虽然计算机配色技术在纺织印染、油墨、油漆行业都已经有广泛应用，但都不能有效应用于半透明材料。为此必须建立适合半透明材料的计算机配色方法。
本发明通过建立一种半透明材料的颜色真值获取方法，建立适合计算机配色用的半透明材料的配色方法，提高配色的一次准确率，推动半透明材料的自动化水平的提升。
发明内容
本发明基于以上现状存在的问题，针对轻薄织物、油墨印刷，薄膜等半透明基材必然存在对光透过问题，从而提供一种对半透明基材的计算机配色方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种对半透明基材的计算机配色方法，包括以下步骤：步骤1.样品颜色真实反射率值的获取；采用分光光度仪分别测试半透明基材基础色在已知反射率的黑板和白板上的反射率,记Rw为白板自身的反射率值；Rh为黑板自身的颜色反射率值；Rmw为样品m在白板上测试的反射率值；Rmb为样品m放在黑板上测试的反射率值；一个样品m分别放在白板和黑板上测试后，由式(3)计算得到其K/S值；再由式(2)求得样品颜色真实反射率；
步骤2.基础数据库的制备与特征数据的生成；每个基础色按浓度梯度与白或透明底色混合在同一半透明基材上，用步骤1方法分别测试每个基础色在白板和黑板上的反射率，计算获得每个基础色的K/S值，再由式(4)经过约束最小二乘法将基础数据的生成分解成的K/Sd和S/Sd数据，分别对应基础色进行存储；
式(4)中在(K/S)m为混合色的K/S值，K为吸收系数，S为散射系数，d代表底色，C为基础色的配方浓度，下标1,2代表基础色1和基础色2，在(K/S)m，C1，C2Kd/Sd，都已知的情况下，求K1/Sd，K2/Sd，S1/Sd，S2/Sd；
步骤3.配方的预报
配色时，采用步骤1方法，分别将目标色S在白板和黑板上分别进行测试，按照公式(3)获得目标色S的K/S值，记为(K/S)s，然后选用步骤2储存的基础色对应的K/Sd和S/Sd值，按公式(5)采用最优化算法计算初始配方cx，cx＝[c1c2…cn]；
其中，还包括步骤d,根据步骤3获得的初始配方进行实物打样后，判断色差，如果色差大，采用步骤1的方法获得打样色p的(K/S)p值，采用修色算法，计算修色配方cx’，cx’＝[c1’c2’…cn’]
其中，所述步骤1中获得样品颜色真实反射率值需要被测样品同时在黑板和白板上进行测试，测试获得的反射率波长范围为可见光，波长范围为400-700nm，间隔≤20nm，对于被测样品较大的半透明基材直接放在黑或白板上测试，对于样品较小的放于黑或白板的中央位置测试。
其中，所述步骤2按浓度梯度必须具有4组以上且必须包含基础色含量为100％，特征数据的生成采用约束最小二乘法，约束限制条件为基础色含量为100％的K/S值。
其中，所述步骤3采用约束最小二乘法配色，约束条件为c≥0。
其中，所述步骤d修色算法采用多光源协同法，并且修色基色可以新增，可以实现4个颜色及以上配方的修色。
说明书附图
图1是黑板和白板的反射率。
图2是以红色为基础色按浓度梯度制色板测得的反射率真值。
图3是以黄色为基础色按浓度梯度制色板测得的反射率真值。
图4是以蓝色为基础色按浓度梯度制色板测得的反射率真值。
图5是以黑色为基础色按浓度梯度制色板测得的反射率真值。
图6是以各目标色的反射率。
图7是配方表。
具体实施方式：
下面结合具体实施例，对本发明进一步阐述。
实施例1
如图1-6所示，以一个凹版印刷配色为例，该油墨的数据库共有红、黄、蓝、黑4只油墨。
步骤1.样品颜色真实反射率值的获取；选用黑瓷板和白瓷板作为衬板，采用分光光度仪分别测试黑板和白板上的反射率。得到Rw，和Rh值；其值如图1所示，采用分光分度仪测试，取波长范围400-700nm，间隔10nm。取一个样品m分别放在白板和黑板上测试后，Rmw为样品m在白板上测试的反射率值；Rmb为样品m放在黑板上测试的反射率值；由式(3)计算得到其K/S值；再由式(2)求得样品颜色真实反射率；
步骤2.基础数据库的制备与特征数据的生成；每个基础色按浓度梯度与白或透明底色混合在同一半透明基材上，基础色为各种油墨与白基漆浓度比例按1％，2％，5％，10％，15％，25％，50％，75％，100％梯度分别喷制色板，然后每个色板分别放到白板和黑板上进行测色，红、黄、蓝、黑测得的数据Rm,w和Rm,h，运用式(1)计算得到每种颜色的反射率真值(K/S)R见图2-图5。
用步骤1方法分别测试每个基础色在白板和黑板上的反射率，计算获得每个基础色的K/S值，再由式(4)经过约束最小二乘法将基础数据的生成分解成的K/Sd和S/Sd数据，分别对应基础色进行存储；分别储存，见表2。可由Matlab程序实现,算法采用matlab中用laqlin函数，主要代码如下：
[X,resnorm,residual,exitflag,output,lambda]＝lsqlin(D,d,[],[],[],[],lb,[])；lb＝0.00001*ones(n,1)；％X的取值范围>0.00001；d＝[(K/S)R*Ca-(Kd/Sd)*Ca]；D＝[Cb,-(K/S)R*Cb]；Ca+Cb＝1,Cb为油墨浓度，(Kd/Sd)值为100％白漆在白板和黑板上按1)计算得到了K/S值。运用9个浓度即可求得X＝[K/Sd,S/Sd]。
式(4)中在(K/S)m为混合色的K/S值，K为吸收系数，S为散射系数，d代表底色，C为基础色的配方浓度，下标1,2代表基础色1和基础色2，在(K/S)m，Kd/Sd，C1，C2都已知的情况下，求K1/Sd，K2/Sd，S1/Sd，S2/Sd；
步骤3.配方的预报，配色时，采用步骤1方法，分别将目标色S在白板和黑板上分别进行测试，按照公式(3)获得目标色S的K/S值，记为(K/S)s。然后选用步骤2)储存的基础色对应的K/Sd和S/Sd值，按公式(5)采用最优化算法计算初始配方c。
可采用matlab实现，主要代码如下：[cx,resnorm,residual,exitflag,output,lambda]＝lsqlin(DD,dl,[],[],Aeq,beq,lb,ub)；％带约束的最小二乘法表达式DD＝[K1-(K/S)s*S1,K2-(K/S)S*S2,…,(Kd/Sd)-(K/S)s]；d＝0；c1+c2+c3…+cn＝1。cx＝[c1,c2,c3…cn]。
由配方打样后，生成打样色的真值，采用修色算法，计算修色配方。
[cx’,resnorm,residual,exitflag,output,lambda]＝lsqlin(L,V,I,X,Aeq,0,[],[])；％带约束的最小二乘法表达式。
本实施例中，还包括步骤d,根据步骤3获得的初始配方进行实物打样后，判断色差，如果色差大，采用步骤1的方法获得打样色p的(K/S)p值，采用修色算法，计算修色配方cx’。
本实施例中，所述步骤1中获得样品颜色真实反射率值需要被测样品同时在黑板和白板上进行测试，测试获得的反射率波长范围为可见光，波长范围为400-700nm，间隔≤20nm，对于被测样品较大的半透明基材直接放在黑或白板上测试，对于样品较小的放于黑或白板的中央位置测试。
本实施例中，所述步骤2按浓度梯度必须具有4组以上且必须包含基础色含量为100％，特征数据的生成采用约束最小二乘法，约束限制条件为基础色含量为100％的K/S值。
本实施例中，所述步骤3采用约束最小二乘法配色，约束条件为c≥0。
本实施例中，所述步骤d修色算法采用多光源协同法，并且修色基色可以新增，可以实现4个颜色及以上配方的修色。
以上对本发明所提供凹版印刷油墨的计算机配色方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容部应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种对半透明基材的计算机配色方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤1.样品颜色真实反射率值的获取；采用分光光度仪分别测试半透明基材基础色在已知反射率的黑板和白板上的反射率,记Rw为白板自身的反射率值；Rh为黑板自身的颜色反射率值；Rmw为样品m在白板上测试的反射率值；Rmb为样品m放在黑板上测试的反射率值；一个样品m分别放在白板和黑板上测试后，由式(3)计算得到其K/S值；再由式(2)求得样品颜色真实反射率；
步骤2.基础数据库的制备与特征数据的生成；每个基础色按浓度梯度与白或透明底色混合在同一半透明基材上，用步骤1方法分别测试每个基础色在白板和黑板上的反射率，计算获得每个基础色的K/S值，再由式(4)经过约束最小二乘法将基础数据的生成分解成的K/Sd和S/Sd数据，分别对应基础色进行存储；
式(4)中在(K/S)m为混合色的K/S值，K为吸收系数，S为散射系数，d代表底色，C为基础色的配方浓度，下标1,2代表基础色1和基础色2，在(K/S)m，Kd/Sd，C1，C2都已知的情况下，求K1/Sd，K2/Sd，S1/Sd，S2/Sd；
步骤3.配方的预报
配色时，采用步骤1方法，分别将目标色S在白板和黑板上分别进行测试，按照公式(3)获得目标色S的K/S值，记为(K/S)s，然后选用步骤2储存的基础色对应的K/Sd和S/Sd值，按公式(5)采用最优化算法计算初始配方cx，cx＝[c1 c2…cn]；
2.如权利要求1所述的一种对半透明基材的计算机配色方法，其特征在于，还包括步骤d,根据步骤3获得的初始配方进行实物打样后，判断色差，如果色差大，采用步骤1的方法获得打样色p的(K/S)p值，采用修色算法，计算修色配方cx’，cx’＝[c1’ c2’…cn’]。
3.如权利要求1所述的一种对半透明基材的计算机配色方法，其特征在于，所述步骤1中获得样品颜色真实反射率值需要被测样品同时在黑板和白板上进行测试，测试获得的反射率波长范围为可见光，波长范围为400-700nm，间隔≤20nm，对于被测样品较大的半透明基材直接放在黑或白板上测试，对于样品较小的放于黑或白板的中央位置测试。
4.如权利要求1所述的一种对半透明基材的计算机配色方法，其特征在于，所述步骤2按浓度梯度必须具有4组以上且必须包含基础色含量为100％，特征数据的生成采用约束最小二乘法，约束限制条件为基础色含量为100％的K/S值。
5.如权利要求1所述的一种对半透明基材的计算机配色方法，其特征在于，所述步骤3采用约束最小二乘法配色，约束条件为c≥0。
6.如权利要求1所述的一种对半透明基材的计算机配色方法，其特征在于，所述步骤d修色算法采用多光源协同法，并且修色基色可以新增，可以实现4个颜色及以上配方的修色。
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