CN117256010A - 用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法和系统 - Google Patents

Abstract

在此描述的方面一般涉及用于设计涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法和系统。更具体地，在此描述的方面涉及用于使用显示设备设计涂覆对象的外观的方法和系统，其通过经由交互元件修改用于制备有色涂层的涂层材料的显示配方并使用所述修改的配方来生成和显示对应的涂层的修改颜色。

Description

用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法和 系统

技术领域

在此描述的方面一般涉及用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法和系统。更具体地，在此描述的方面涉及用于使用显示设备设计被涂覆的对象的外观的方法和系统，其通过经由交互元件修改用于制备有色涂层的涂层材料的显示配方并使用所述修改的配方来生成和显示涂层的对应的修改颜色。

背景技术

车辆，特别是诸如汽车、摩托车和卡车车身的陆地车辆，通常采用多层涂层进行处理，以增强车辆的外观，并提供防腐蚀、划伤、碎裂、紫外线、酸雨和其它环境条件的保护。

所述涂层通常是复合涂层系统，需要施加多个涂层以实现上述效果。在金属基材(substrate)的情况下，电泳漆(electrocoat)通常被施加在基材上并被固化。然后在未固化或“湿的”第一和/或另外的有色底涂层上施加另外的有色底涂层和透明涂层或着色透明涂层之前，用固化的底漆涂层或未固化的有色第一底涂层来涂覆该电泳漆。在塑料基材的情况下，在未固化或“湿的”有色底涂层上施加至少一个另外的有色底涂层和透明涂层或着色透明涂层之前，底漆涂层被施加在基材上并被固化。然后共同固化施加的底涂层和透明涂层。因此，此类系统通常被描述为“湿碰湿”、“两层涂层/一次烘烤”或“三层涂层/一次烘烤”。未完全固化的干燥过程可以在涂层的施加之间使用。就颜色而言的视觉外观通常通过包括有色和/或效果颜料的有色底涂层来实现。

此类底涂层的颜色的设计过程通常发生在涉及许多人的多步骤过程中。在第一步骤中，汽车颜色设计者向汽车油漆制造商描述特定汽车所需的颜色，并要求汽车油漆制造商相应地开发颜色。为此，设计者可以使用现有的颜色库，诸如色卡或颜色数据库，作为基础，并且可以向汽车油漆制造商指示关于现有颜色库中存在的颜色的变化。汽车油漆制造商然后根据设计者提供的描述来设计颜色并向设计者提供颜色，例如通过制备包括固化有色涂层的色卡或通过提供设计颜色的高质量图像，通常从比色法测量固化的有色涂层的颜色制备并将获得的颜色数据转换为相应颜色的图像。设计者然后评估汽车油漆制造商所设计的颜色。设计的颜色往往不符合设计者所需的颜色，因为设计者使用的诸如闪光强度、深度、亮度等的术语(以下这些术语被称为“印象术语”)可能会被汽车油漆制造商不同地解释，因为颜色的视觉印象因人而异。因此，设计和评估的过程必须经常在数周甚至数月的时间段内重复多次，直到获得所需的颜色。这导致在单一新颜色的设计过程中花费大量时间和金钱。

因此，希望提供允许设计者自己设计所需颜色的基于计算机的方法和系统，从而避免在颜色设计过程期间涉及多个人，使得可以减少与该过程相关联的时间和成本。

定义

“外观”是指涂覆对象给观察者的眼睛的视觉印象，并且包括表面的光谱和几何方面与其照明和观察环境相结合的感觉。通常，外观包括颜色、视觉纹理(诸如由效果颜料引起的粗糙度)、闪光、或表面的其它视觉效果，特别是从不同视角和/或不同照明角度观察时。

“数字表示”可以指计算机可读形式的有色涂层的表示。特别地，有色涂层的数字表示例如可以是关于用于制备相应的有色涂层的涂层材料的配方的数据。此类数据可以包括关于涂层材料中存在的至少部分成分的数据，例如成分的类型和量。

“显示设备”是指以视觉或触觉形式呈现信息的输出设备(触觉形式可用于盲人的触觉电子显示器)。“显示设备的屏幕”是指显示设备的物理屏幕和投影显示设备的投影区域等。

“交互元件”可以指被配置为接收用户输入的元件。

“通信接口”可以指用于建立诸如传输或交换或信号或数据的通信的软件和/或硬件接口。软件接口可以是例如函数调用，API。通信接口可以包括收发机和/或接收机。通信可以是有线的，也可以是无线的。通信接口可以基于或支持一种或更多种通信协议。通信协议可以是无线协议，例如：短距离通信协议，诸如或WiFi，或者长距离通信协议，诸如蜂窝或移动网络，例如第二代蜂窝网络(“2G”)、3G、4G、长期演进(“LTE”)或5G。可替代地或另外地，通信接口甚至可以基于专有的短距离或长距离协议。通信接口可以支持任何一种或更多种标准和/或专有协议。

“计算机处理器”是指被配置为执行计算机或系统的基本操作的任意逻辑电路，和/或通常指被配置为执行计算或逻辑操作的设备。特别地，处理部件或计算机处理器可以被配置用于处理驱动计算机或系统的基本指令。作为示例，处理部件或计算机处理器可以包括至少一个算术逻辑单元(“ALU”)、至少一个浮点单元(“FPU”)，诸如数学协处理器或数字协处理器、多个寄存器，特别是被配置用于向ALU提供操作数和存储操作结果的寄存器，以及存储器，诸如L1和L2高速缓冲存储器。特别地，处理部件或计算机处理器可以是多核处理器。具体地，处理部件或计算机处理器可以是或可以包括中央处理单元(“CPU”)。处理部件或计算机处理器可以是(“CISC”)复杂指令集计算微处理器、精简指令集计算(“RISC”)微处理器、超长指令字(“VLIW”)微处理器、或实现其它指令集的处理器、或实现指令集组合的处理器。处理部件也可以是一个或多个专用处理设备，诸如专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、复杂可编程逻辑设备(“CPLD”)、数字信号处理器(“DSP”)、网络处理器等。在此描述的方法、系统和设备可以作为软件在DSP、微控制器或任何其它侧处理器中实现，或者作为ASIC、CPLD或FPGA内的硬件电路实现。应当理解，术语处理部件或处理器还可以指一个或多个处理设备，诸如位于多个计算机系统(例如，云计算)上的处理设备的分布式系统，并且不限于单个设备，除非另有规定。

发明内容

针对上述问题，提出以下观点：

一种用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)经由通信接口向计算机处理器提供有色涂层的数字表示以显示在显示设备的屏幕上；

(ii)经由交互元件用计算机处理器检测用户输入；

(iii)用计算机处理器将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；

(iv)可选地重复步骤(i)至(iii)；

(v)基于有色涂层的经修改的数字表示，用计算机处理器生成涂层的颜色数据；

(vi)在显示设备的屏幕上显示从处理器接收的生成的颜色数据；以及

(vii)可选地重复步骤(i)至(vi)、或步骤(ii)至(vi)、或步骤(v)和(vi)。

根据本发明的方法的一个重要优点是它允许设计者通过选择合适的起始颜色并通过操纵与起始颜色相关联的涂层材料的配方来开发所需的颜色。修改的配方用于计算修改的颜色数据，然后将其转换为修改的颜色。修改的颜色会在配方操纵期间显示并自动更新，从而使操纵的效果可视化。这使设计者可以通过简单地操纵涂层材料的配方来获得所需的颜色。可以通过确定修改的配方是否满足某些预定义容差来检查修改的配方的生产适用性和稳定性。这确保了设计的颜色可以由汽车油漆制造商生产，并允许在所需颜色不稳定或无法生产的情况下为设计者提供指导。

进一步公开的是：

一种用于设计由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色的系统，根据第一替代方案，所述系统包括：

-通信接口，用于向处理器提供有色涂层的数字表示；

-显示设备，其包括屏幕；

-交互元件，用于检测用户输入；

-处理器，其与通信接口、交互元件和显示设备通信，该处理器被编程为：

■经由通信接口接收有色涂层的数字表示；

■经由交互元件检测用户输入；

■将所检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；

■基于有色涂层的经修改的数字表示，生成涂层的颜色数据，

其中，显示设备从处理器接收有色涂层的所提供的数字表示和所生成的颜色数据，并显示涂层的数字表示和颜色。

根据第二替代方案，所述系统包括：

-通信接口，用于提供有色涂层的数字表示以显示在屏幕上；

-显示设备，其包括屏幕；

-交互元件，用于检测用户输入；

-第一处理器，其与通信接口、交互元件和显示设备通信，该处理器被编程为：

■经由通信接口接收有色涂层的数字表示；

■经由交互元件检测用户输入；以及

■可选地，将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示，

-第二处理器，其与第一处理器通信，该第二处理器被编程为：

■可选地，将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；以及

■基于有色涂层的经修改的数字表示，生成涂层的颜色数据，

其中，显示设备从第一处理器接收提供的有色涂层的数字表示并且从第二处理器接收生成的颜色数据，并显示涂层的数字表示和颜色。

进一步公开的是：

一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，当指令由计算机执行时使计算机执行根据在此描述的计算机实现的方法的步骤。

本公开同样适用于在此公开的系统、方法、计算机程序、计算机可读非暂态介质、计算机程序产品。因此，系统、方法、计算机程序、计算机可读非易失性存储介质或计算机程序产品之间没有区别。结合在此公开的系统、方法、计算机程序、计算机可读非暂态存储介质和计算机程序产品公开了所有特征。

还公开了一种系统，其包括具有至少一个表面的对象和存在于该对象的至少部分表面上的至少一个有色涂层，其中，至少一个有色涂层的颜色根据在此公开的方法被设计。该对象可以是任何真实对象并且特别是汽车或其一部分。

进一步公开了在此公开的方法用于设计存在于对象的至少部分表面上的至少一个有色涂层的颜色的用途。

进一步公开了被涂覆有至少一层涂层的对象，其中，至少一个涂层的颜色根据在此公开的方法被设计。

本发明方法的实施例：

本发明的方法允许设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观。至少一个有色涂层可以存在于对象的表面的至少一部分上。有色涂层存在于对象的至少部分表面上理解如下：有色涂层被布置在对象的至少部分表面上。然而，与对象的表面的至少一部分的直接接触不是必需的。因此，其它涂层(诸如如前所述的固化电泳漆或底漆层)可以存在于有色涂层与对象之间。

至少一个有色涂层可以是底涂层或着色透明涂层。“底涂层”可指通常用于汽车喷涂和一般工业喷涂的固化的赋予颜色的中间涂层。用于制备底涂层的底涂层材料可以被配制成纯色(单色)或效果颜色涂层。“效果颜色涂层”通常包含至少一种效果颜料和可选的其它有色颜料或球体，其提供所需的颜色和效果。“单色”或“纯色涂层”主要包含有色颜料并且不表现出可见的随角异色或双色调金属效果。底涂层通过将底涂层材料施加到可选地包括至少一个固化涂层的金属或塑料基材上，干燥施加的底涂层材料，并固化形成的底涂层膜而形成。“着色的透明涂层”可指既不像透明涂层那样完全透明和无色也不像典型的着色底涂层那样完全不透明的固化涂层。着色透明涂层因此是透明和有色的或半透明和有色的。颜色可以通过添加常用于底涂层材料中的少量颜料来实现。着色透明涂层通过将着色透明涂层材料施加到通常包含至少一个涂层(诸如有色底涂层)的基材上，干燥所施加的有色透明涂层材料并固化形成的着色透明涂层膜而形成。

该对象可以是汽车或其一部分。术语“汽车”是指汽车，诸如小汽车、货车、小型货车、公共汽车、SUV(运动型多用途车)；卡车；半卡车；拖拉机；摩托车；拖车；ATV(全地形车)；皮卡车；重型搬运车，诸如推土机、移动式起重机和推土机；飞机；船；船舶；以及通常被涂覆有至少一个涂层的其它运输模式。

在一方面，显示设备包括容纳计算机处理器和屏幕的外壳。因此，显示设备包括计算机处理器和屏幕。外壳可以由塑料、金属、玻璃或它们的组合制成。

在替代方面，执行步骤(i)、(ii)、(iii)和(v)或步骤(iii)和(v)或步骤(v)的显示设备和计算机处理器被配置为单独的组件。根据该方面，显示设备包括容纳屏幕但不容纳执行本发明的方法的步骤(i)、(ii)、(iii)和(v)或步骤(iii)和(v)或步骤(v)的计算机处理器的外壳。因此，执行本发明方法的步骤(i)、(ii)、(iii)和(v)或步骤(iii)和(v)或步骤(v)的计算机处理器与显示设备分开存在，例如在另外的计算设备中。显示设备的计算机处理器和另外的计算机处理器经由通信接口被连接以允许数据交换。使用显示设备外部存在的另外计算机处理器允许使用比显示设备的处理器提供的计算能力更高的计算能力，从而减少执行这些步骤所需的计算时间，并且从而减少直到在显示设备的屏幕上显示涂层的修改颜色为止的总时间。这允许对所提供的有色涂层的数字表示进行实时修改，从而导致用户立即看到涂层材料的配方的修改对有色涂层的颜色的影响。因此，用户可以很容易地了解涂层材料的修改对涂层颜色的影响。因此，设计过程可以在短时间内完成，并允许精确地获得所需的颜色。该另外的计算机处理器可以位于服务器上，使得在云计算环境中执行本发明方法的步骤(i)、(ii)、(iii)和(v)或步骤(iii)和(v)或步骤(v)。在该情况下，显示设备用作客户端设备并且经由诸如互联网的网络被连接到服务器。“客户端设备”可以指计算机或程序，作为其操作的一部分，依赖于向另一个程序或计算机硬件或软件发送请求以访问服务器提供的服务。优选地，服务器可以是HTTP服务器并且经由传统的基于互联网的技术来访问。如果向客户或在较大的公司设置中提供由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色设计服务，则基于互联网的系统特别有用。

在又一方面，显示设备是投影显示设备，其被配置为在投影区域上投影(例如显示)数字表示和/或生成的颜色数据。在该情况下，投影区域对应于如前所述的显示设备的屏幕。用于投影数字表示和/或生成的颜色数据的投影表面可以是2D或3D表面，诸如平坦的墙壁或桌子、汽车或其一部分或定义的3D空间。在一个示例中，生成的颜色数据可以被投影到汽车或其一部分形式的3D表面上。3D表面可以是彩色的、半透明的或透明的。在另一示例中，生成的颜色数据可以由使用3D全息图技术的投影设备来显示，其中彩色3D对象(诸如通过下述渲染过程获得的汽车或其一部分)被自由地投影在预定义空间中并且可以无需3D眼镜等即可观看。使用与要为其设计新颜色的对象的形状对应的投影表面或使用彩色全息图允许增强生成颜色的可视化，因为用户可以直接比较有色对象的外观与对象所需的视觉外观。可以经由图像检测系统用投影显示设备检测投影表面上的用户输入。用于投影图像和/或投影图像以及检测用户与这些图像的交互的合适的投影显示设备在现有技术中是众所周知的。

在另一方面，包括容纳屏幕的外壳的显示设备和如前所述的投影显示设备可以组合使用。在一个示例中，包括容纳屏幕的外壳的显示设备可以用于步骤(i)和(ii)，而投影显示设备可以用于在步骤(vi)中显示生成的颜色数据。在另一示例中，投影显示设备可用于步骤(i)和(ii)，而包括容纳屏幕的外壳的显示设备可用于在步骤(vi)中显示生成的颜色数据。

在一方面，同时执行步骤(ii)至(vi)。“同时”是指计算机处理器执行步骤(ii)至(v)中的每一个步骤以及显示设备显示生成的颜色数据所花费的时间。优选地，该时间足够小，使得用户可以在合理的时间内(诸如长达几秒，特别是长达一秒)立即看到颜色修改的效果，从而允许交互地执行颜色修改，并实现快速而精确的设计过程。

在本发明方法的步骤(i)中，用于在显示设备屏幕上显示的有色涂层的数字表示经由通信接口提供给计算机处理器。通信接口可以是有线的或无线的，特别是无线的。无线通信接口的示例是WLAN、WiFi或蓝牙。

计算机处理器可以是任何合适种类的处理器。根据各种实施例，计算机处理器，特别是显示设备的处理器，可以包括专门设计用于处理图形处理的图形处理单元(GPU)。例如，合适的GPU可从NVIDIA和AMD(Advanced Micro Devices,Inc.)获得。处理器还可以与存储器和交互元件(诸如输入/输出设备)通信。输入/输出设备可以允许用户配置设备和/或输入数据。在各种实施例中，显示设备可以在屏幕上或辅助显示器上提供菜单驱动的用户界面，允许用户输入信息并引导用户完成设计过程。除了其它外围设备之外，处理器还可以经由有线或无线数据链路(诸如例如RS232或通用串行总线(USB)链路)与计算机通信。

在一方面，有色涂层的数字表示包括关于用于制备有色涂层的涂层材料的配方的数据和可选地有色涂层的颜色数据。关于用于制备有色涂层的涂层材料配方的数据可包括关于涂层材料中存在的至少部分成分的类型和量的数据。有色涂层材料通常包括至少一种颜料、至少一种粘合剂和至少一种溶剂。另外的成分例如是填料、消光剂、交联剂和添加剂。“颜色数据”可以指颜色空间数据、光泽数据、外观数据、双向反射率分布函数(BRDF)、双向纹理函数(BTF)、或其组合。颜色空间数据的一个示例由L*a*b*定义，其中L*表示发光强度，a*表示红色/绿色外观，b*表示黄色/蓝色外观。颜色空间数据的另一示例由L*、C*、h定义，其中L*表示亮度，C*表示色度，并且h表示色调。双向纹理函数(BTF)是6维函数，其取决于平面纹理坐标(x，y)以及视角和照明球面角，因此BTF是作为观看和照明方向(即视角和照明角度)的函数的纹理外观的表示。它是一种基于图像的表示，因为要考虑的对象表面的几何形状是未知的且未被测量。BTF通常通过在可能的观看和照明方向的半球采样处对表面进行成像来捕获，使得BTF测量通常是图像的集合(参见Dana、Kristin J.等人“Reflectanceand Texture of Real-5 World Surfaces”,ACM Transactions on Graphics,第18卷,1999,第1页至34页)。颜色数据优选地包括BTF，特别是通过下面概述的方法生成的优化的BTF。在所提供的数字表示中包含的颜色数据可用于显示与涂层材料的配方相关联的颜色，如下文所述，并允许用户检查是否已在步骤(i)中向计算机处理器提供正确的有色涂层的数字表示。

在一方面，提供有色涂层的数字表示包括提供涂层标识数据，基于所提供的涂层标识数据获得涂层的数字表示，以及提供获得的数字表示。在一个示例中，提供涂层标识数据包括提供涂层的颜色数据。在另一示例中，提供涂层标识数据包括提供指示有色涂层的数据。指示有色涂层的数据可以指颜色编号、颜色名称、QR码、条形码等。涂层标识数据可以由用户经由显示设备的屏幕提供。屏幕可以包括GUI以便于用户输入数据。然后可以通过基于所提供的涂层标识数据在数据库中搜索所述数字表示来获得涂层的数字表示。

在替代方面，提供有色涂层的数字表示包括在显示设备的屏幕上显示预先存在的颜色库，从显示的预先存在的库中选择颜色，基于所选的颜色获得有色涂层的数字表示，并提供获得的有色涂层的数字表示。术语“预先存在的颜色库”是指具有一定量的预选颜色的数据库。预先存在的颜色库可以包括至少2种不同的颜色，每种颜色对应于由涂层材料制备的有色涂层的颜色，并且每种颜色由比色测量的颜色数据或计算的颜色数据(特别是由计算的颜色数据)定义。

可以通过记录在测量有色涂层的颜色时从测量设备获得的颜色数据来获得比色测量的颜色数据。“计算的颜色数据”可以指通过计算(例如通过优化测量的颜色数据)获得的颜色数据。在一个示例中，计算的颜色数据可以包括通过以下步骤获得的优化的BTF(双向纹理函数)：

-使用基于相机的测量设备确定对象的初始BTF，

-使用分光光度计，针对对象捕获预先给定数量的光谱反射率数据，即有限数量的不同测量几何形状，以及

-通过将公式(1)的初始BTF分割成项和项/>使初始BTF适于捕获的光谱反射率数据以获得优化的BTF

其中

x：样品/对象的表面坐标

在样品的底涂层处的照明和观察/观看方向

取决于照明和观察方向的颜色表

a：反照率或漫反射率

第k个Cook-Torrance波瓣；Cook-Torrance波瓣是一种常用的BRDF，其描述微表面的光泽度

S_k：第k个Cook-Torrance波瓣的权重

a_k：第k个Cook-Torrance波瓣的贝克曼(Beckmann)分布的参数

F_0,k：第k个Cook-Torrance波瓣的菲涅耳反射率

取决于照明和观察方向的空间纹理图像的表

进一步将第一项(F1)划分为第一子项和第二子项，该第一子项对应于取决于照明和观察方向的颜色表并且该第二子项对应于强度函数并通过在第一优化步骤中优化第一子项的参数同时第二子项的参数保持不变，并通过在第二优化步骤中优化第二子项的参数同时第一子项的参数保持不变，将捕获的光谱反射率数据与初始BTF之间的色差最小化。

在第一步骤中，基于相机的测量设备以不同的视角、不同的照明角度、不同的照明颜色、和/或不同的曝光时间创建样品的多个图像(照片)，从而提供考虑了照明角度、视角、照明颜色和/或曝光时间的多种组合的多个测量数据。合适的基于相机的测量设备是可商购的，诸如例如X-Rite测量设备。作为样品，使用被涂覆有固化有色涂层的小平板或包括被涂覆有透明涂层的有色涂层的固化多层涂层。从测量设备获得的图像经过后处理以获得初始BTF。后处理可以包括从分别在恒定照明和视角但变化的照明颜色和曝光时间下拍摄的图像创建具有高动态范围的图像。后处理还可以包括校正照片相对于样品的视角(perspective)以及从照片中提取的颜色和纹理数据。基于后处理获得的数据，确定初始BTF的参数。

在第二步骤中，仅获取有限数量的测量几何形状的光谱反射率曲线。每个测量几何形状都由特定的照明角度/方向和特定的视角/方向来定义。光谱反射率测量例如通过手持式分光光度计执行，诸如例如具有六个测量几何形状(即固定照明角度和-15°、15°、25°、45°、75°、110°的视角/测量角度)的具有十二个测量几何形状(两个照明角度和六个测量角度)的X-Rite/>或X-Rite MA/>(两个照明角度和至多十一个测量角度)。从这些测量设备获得的光谱反射率数据比从第一步骤中使用的基于相机的测量设备获得的颜色信息更准确。

在第三步骤中，初始BTF被分割(划分)成两个主要项(F1)和(F2)。第一项(F1)是均匀双向反射分布函数(BRDF)，其描述了样品的反射特性，仅取决于测量几何形状。该BRDF是四个实变量的函数，其定义了光在不透明表面处如何反射。该函数采用入射光方向/>和出射方向/>并返回沿/>出射的反射辐射与从方向/>入射到表面的辐照度的比率。通常，BRDF由作为散射几何形状的函数的三个颜色坐标组成，因此在处理BRDF时，必须指定特定的光源和颜色系统(例如CIELAB)并将其包含在任何数据中。BRDF是任何材料(在此指样品)的光度数据的集合，其将描述作为照明角度和反射散射角的函数的材料(样品)的光度反射光散射特征。BRDF描述了材料(样品)的光谱和空间反射散射特性，特别是由样品包含的随角异形(gonioapparent)材料的特性，并提供了对材料外观的描述。因此，许多其它外观属性(诸如光泽度、雾度和颜色)可以很容易地从BRDF中导出。

第二项(F2)是纹理函数，其解释了样品的空间变化外观即它添加了视图和照明相关的纹理图像。从远处看，样品的整体颜色印象不是由单个点处的颜色确定的，而是由更大区域的平均颜色确定的。视图和照明相关的纹理图像具有这样的特性，即当对所有像素进行平均时，RGB通道中的每个RGB通道中的强度总和为零。由于该特性，假设纹理图像较大区域上的平均颜色为零或接近零，从而允许在不改变整体颜色的情况下覆盖纹理图像，并且在优化初始BTF时忽略纹理图像并且从而忽略项(F2)。因此，在优化初始BTF时只优化项(F1)。

第一项(F1)，即BRDF进一步分为第一子项和第二子项，该第一子项对应于取决于照明和观察方向的颜色表并且第二子项对应于强度函数之后，通过在第一优化步骤中优化第一个子项的参数同时第二子项的参数保持不变，并通过在第二优化步骤中优化第二子项的参数同时第一子项的参数保持不变，将捕获的光谱反射率数据与初始BTF之间的色差最小化。

在每个光谱测量几何形状的第一优化步骤中颜色表的优化可以如下执行：第一CIE L*a*b*值从根据第二步骤中获得的光谱反射率数据(曲线)计算，第二CIE L*a*b*值从初始BTF计算，并且a*和b*坐标中的校正向量通过从第一CIE La*b*值中减去第二CIE La*b*值来计算。然后，针对存储在颜色表中的完整范围的视角和照明角度，对这些校正向量进行逐分量内插和外推，并将内插校正向量应用于存储在颜色表中的每个光谱测量几何形状的初始BTF CIE L*a*b*值。然后将获得的校正BTF CIE L*a*b*值变换为线性sRGB坐标，并对其进行归一化(使得例如它们的总和等于3)，并且最后存储在颜色表中。多层B样条内插算法(参见Lee,Seungyong等人“Scattered data interpolation with multilevel B30splines”,IEEE transactions on visualization and computer graphics,第3卷,1997,第228页到244页)可用于校正向量的逐分量内插和外推。

第二优化步骤中的强度函数的参数的优化可以通过基于在所有光谱反射测量几何形状上的色差之和定义成本函数来执行。成本函数C(α,S,F_0,a)根据方程(2)在所有反射率测量几何形状上被定义：

其中

G：光谱反射率数据可用的测量几何形状的集合

g：测量几何形状的集合中的一个

ΔE(f_Test,f_Ref)：加权色差公式，测量颜色f_Test和f_Ref之间的差

来自光谱测量的参考颜色

针对给定的照明和观察方向，从初始BTF计算的测试颜色

α＝(α₁,α₂,α₃)：三个Cook-Torrance波瓣的贝克曼分布的参数的向量

S＝(S₁,S₂,S₃)：三个Cook-Torrance波瓣的权重向量

F₀＝(F_0,1,F_0,2,F_0,3)：三个Cook-Torrance波瓣的菲涅耳反射的向量

P(α,S,F₀,a)：惩罚函数。

如方程(2)中所示，成本函数可以通过设计为考虑特定约束的惩罚函数来补充。例如，此类约束可用于将参数值保持在有效范围内。为了计算色差，在不同的光谱反射测量几何形状处评估初始BTF，并将所得CIE L*a*b*值与使用加权颜色差公式(诸如例如DIN6157/2中定义的公式)的光谱反射测量的CIE L*a*b*值进行比较，并且强度函数的参数使用非线性优化方法(诸如例如Nelder-Mead-Downhill-Simplex方法)进行优化，使得成本函数被最小化。

可以重复/迭代地运行第一和第二优化步骤以进一步提高优化的BTF的准确度。可以指定和预定义迭代次数。已经发现三个迭代已经可以产生可靠的好结果。优化的BTF比直接从基于相机的设备获得的初始BTF更准确，因此在使用优化的BTF显示颜色时，与测量颜色相比，颜色准确度更高。

显示预先存在的颜色库可以包括提供虚拟对象的对象数据并使用预定义照明条件渲染存在于预定义颜色库中的颜色数据和所提供的对象数据。预定义照明条件可以包括直接光源(也称为分析光源)，诸如点光源、定向光源或聚光灯，或高动态范围(HDR)环境地图，特别是高动态范围(HDR)环境地图。使用直接光源的渲染过程在现有技术中是已知的并且可以实时执行(参见例如OpenGL shading language,Rost,R.J.等人,AddisonWesleyProfessional,2009)。使用高动态范围(HDR)环境地图的渲染过程在现有技术中被称为基于图像的照明(例如，参见Debevec，Paul“Image-Based Lighting”，IEEE ComputerGraphics and Applications，三月/四月2002，第37页至第34页)。在这些过程中，通过将真实世界的照明捕获为全方位、高动态范围的图像，将照明映射到环境的表示，将计算机图形对象放置在环境内，并模拟来自照亮计算机图形对象的环境的光，真实的或虚拟的对象用来自真实世界的光的图像照亮。由于使用了真实世界的照明，因此使用基于图像的照明的渲染结果被认为更逼真。因此，可能优选使用基于图像的照明来执行渲染过程以获得彩色对象的更逼真的图像。虚拟对象可以选自虚拟2D对象(诸如彩色区域)或虚拟3D对象(诸如色卡、圆顶形状、汽车车身或此类汽车车身的部分)。汽车车身或其部分可以是通用的或特定的汽车车身或其部分。术语“通用汽车车身或其部分”是指汽车车身或其部分是车辆类别的通用表示，诸如小汽车、摩托车等。此类通用车身仅用于表示相应车辆类别的一般几何形状，但通常不制造。相反，术语“特定汽车车身或其部分”是指具有与正在制造的真实汽车车身相同的几何形状的汽车车身或其部分。关于虚拟对象的数据可以存储在计算机可读介质上，诸如显示设备的存储器或经由与显示设备的通信接口连接的数据库。在一个示例中，用户能够在渲染之前选择虚拟对象。为此，可以在显示设备的屏幕上向用户显示可用的虚拟对象，并且用户可以经由交互元件选择所需的对象。然后在渲染之前由处理器从计算机可读介质取得与所选虚拟对象相关联的对象数据。在另一示例中，预定义虚拟对象用于渲染。用于渲染的虚拟对象也可以是有色虚拟对象。在一个示例中，与可用的或预定义的虚拟对象相关联的颜色数据由处理器基于所选的或预定义的虚拟对象来取得。在另一示例中，如前所述，用户可以从显示在显示设备的屏幕上的预先存在的颜色库中选择颜色。然后在渲染之前，从计算机可读介质(诸如显示设备的存储器或数据库)中取得与所选颜色相关联的颜色数据。如果所选的颜色与另外的有色涂层组合，则使用有色虚拟对象允许用户显示对象的整体视觉印象。如果有色涂层是着色透明涂层并与下面的有色底涂层组合，则这可能是优选的，因为底涂层的颜色由于其至少部分透明而通过着色透明涂层至少部分可见。显示的预先存在的颜色库可以经由交互元件被操纵，例如通过缩放、移动、转动和/或滚动，以增加用户在浏览显示的库时的舒适度。

预先存在的颜色库可以存储在计算机可读介质上并且可以经由通信接口提供给执行先前公开的渲染步骤的计算机处理器。计算机可读介质可以是显示设备的存储器或者可以是经由通信接口，特别是无线通信接口与显示设备连接的外部存储设备，诸如数据库。用户可以经由交互元件从显示的预先存在的颜色库中选择颜色，该交互元件存在于显示设备内或经由通信接口耦合到显示设备。在从显示的预先存在的颜色库中选择所需的颜色之后，涂层的数字表示可以通过基于所选的颜色在数据库中搜索所述数字表示来获得。显示预定义的颜色库允许用户选择颜色接近所需颜色的有色涂层，从而减少为获得所需颜色而显著改变有色涂层材料的需要，并因此增加通过仅进行微小的修改可以从所选颜色快速获得所需颜色的机会。

在一方面，显示设备是移动或固定的显示设备，优选地是移动显示设备。固定显示设备包括计算机监视器、电视屏幕、投影仪等。移动显示设备包括膝上型计算机或手持设备，诸如智能手机和平板计算机。

显示设备的屏幕可以根据具有合适分辨率和色域的任何发射或反射显示技术来构造。合适的分辨率例如是每英寸72点(dpi)或更高的分辨率，诸如300dpi、600dpi、1200dpi、2400dpi或更高。这保证了生成的颜色数据可以高质量显示。合适的宽色域是标准红绿蓝(sRGB)或更大的色域。在各种实施例中，可以选择具有与人眼可感知的色域相似的色域的屏幕。在一方面，显示设备的屏幕根据液晶显示(LCD)技术构造，特别地根据进一步包括触摸屏面板的液晶显示(LCD)技术构造。LCD可以由任何合适的照明源进行背光照明。然而，可以通过选择一个或更多个发光二极管(LED)背光源来加宽或以其它方式改善LCD屏幕的色域。在另一方面，显示设备的屏幕根据发射性聚合物或有机发光二极管(OLED)技术构造。在另一方面，显示设备的屏幕可以根据反射显示技术构造，诸如电子纸或墨水。电子墨水/纸显示器的知名制造商包括E INK和XEROX。优选地，显示设备的屏幕还具有适当宽的视野，这允许其生成当用户从不同角度观看屏幕时不会被冲掉或严重改变的图像。由于LCD屏幕通过偏振光工作，因此某些型号表现出高度的视角相关性。然而，各种LCD结构具有相对较宽的视野，并且因为该原因可能更优选。例如，根据薄膜晶体管(TFT)技术构造的LCD屏幕可能具有合适的宽视野。此外，根据电子纸/墨水和OLED技术构造的屏幕可能具有比许多LCD屏幕更宽的视野，并且因为该原因可能被选择。

在一方面，步骤(i)进一步包括在显示设备的屏幕上显示与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色。“与提供的数字表示相关联的颜色”是指由涂层材料制备的涂层的颜色，其中提供的数字表示包含关于所述涂层材料的数据，诸如涂层材料的配方。在一个示例中，在显示设备的屏幕上显示与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色的步骤可以进一步包括获得与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色数据并显示所获得的颜色数据。获得与所提供的数字表示相关联的颜色数据可以包括从计算机可读介质取得所述颜色数据，诸如基于所提供的数字表示的数据库，并提供所取得的颜色数据。如前所述，颜色数据可以是比色测量的颜色数据或计算的颜色数据。在另一示例中，所提供的数字表示已经包含与有色涂层材料的配方相关联的颜色数据。在该情况下，所述颜色数据不必在显示颜色数据之前获得。显示获得的颜色数据可以包括提供虚拟对象的对象数据并使用预定义照明条件渲染提供的颜色数据和提供的对象数据。预定义照明条件、渲染过程以及虚拟对象可以与之前描述的相同。该方面允许用户选择与应该为其设计颜色的真实对象对应的虚拟对象，使得有色虚拟对象的视觉印象尽可能逼真地显示。此外，这允许用户检查所选颜色是否对应于用于设计过程的所需起始颜色，并且从而允许用户在选择错误起始颜色的情况下校正起始颜色，例如通过输入不正确的颜色标识数据或从先前描述的预先存在的库中选择错误的颜色。

在本发明方法的步骤(ii)中，经由交互元件采用计算机处理器检测用户输入。在一个示例中，交互元件可以是物理交互元件，诸如输入设备或输入/输出设备，特别是鼠标、键盘、轨迹球、触摸屏或其组合。在另一示例中，交互元件可以是投影区域，在该投影区域中接收手势形式的用户输入，诸如手指手势或手的运动。

在一方面，经由交互元件检测用户输入包括在显示设备的屏幕上显示用于制备有色涂层的涂层材料中存在的成分的至少一部分，经由交互元件操纵至少一种显示的成分，并检测所述操纵。优选，已知对涂层颜色具有影响的至少部分成分，诸如颜料、粘合剂、填料、消光剂、对涂层颜色具有影响的其它组分或它们的组合，被显示在显示设备的屏幕上。因此，用户输入对应于涂层材料配方的操纵，并用显示设备的计算机处理器来检测。使用涂层材料的配方作为改变其颜色的基础允许研究色素沉着对颜色的影响，并且从而允许以非常直观的方式设计所需的视觉外观。

在一个示例中，在显示设备的屏幕上显示存在于用于制备有色涂层的涂层配方中的至少部分成分的步骤可以包括显示包括多个调节器(regulator)的至少一个调节工具，每个调节器对应于涂层材料中存在的成分的类型和量。“调节工具”可以指允许修改涂层材料的至少部分显示成分的图形用户界面的一部分。调节工具的使用为用户提供了关于操纵成分类型/量的指导，从而允许轻松设计所需颜色。

经由交互元件操纵至少一种显示的成分的步骤可以包括经由交互元件调节至少一种显示的成分的类型和/或量。在一个示例中，这可以包括经由交互元件移动至少一个显示的调节工具的至少一个调节器。

至少一个调节工具可以从所提供的涂层的数字表示生成。这可以包括用计算机处理器确定关于用于制备在所提供的有色涂层的数字表示中包括的有色涂层的涂层材料的配方的数据，并且基于所确定的数据生成至少一个调节工具。术语“基于生成的数据生成至少一个调节工具”优选地是指生成与确定的数据适配的调节工具，即调节工具的调节器与确定的数据匹配，并且调节工具不包含不存在于相应的涂层材料的配方中的配方成分的调节器。因此，该术语是指生成适于确定数据的调节工具，而不包括使用仅填充有确定数据的预定义调节工具。例如，基于确定的纯色涂层配方生成的调节工具，即不包括任何效果颜料的涂层配方，不包含效果颜料的调节器，而针对包含效果颜料的效果颜色涂层配方生成的调节工具包含效果颜料的至少一种调节器。生成适用于确定的数据的调节工具允许提供涂层配方中存在的成分的更好概览，并避免用户使用涂层材料配方中不存在的涂层成分的调节器。这确保了涂层材料的合适配方是可生产的并且导致施加的涂层具有所需的质量并且因此避免产生不能生产、施加或导致涂层不满足所需的光学和机械质量的修改的涂层配方。在一个示例中，调节工具可以是具有多个视觉上不同的隔室(compartment)的盒子，每个隔室指示涂层材料中存在的成分的类型，每个隔室的大小指示相应成分的量和与视觉元件相对应的多个调节器，特别是分隔隔室的线。成分的类型可以使用指示成分的类型的图形表示被显示在隔室中。图形表示可以从提供的有色涂层的数字表示中获得并且可以选自图像，诸如彩色颜料的色卡、金属效果颜料的金属片、玻璃鳞片的玻璃片、粘合剂的固体块等。使用具有不同大小的隔室并包括特定成分的图形表示的盒子提供了相关成分的简单概览，并允许通过改变隔室的大小和/或隔室中存在的成分，轻松评估每种成分的类型/量对涂层的所得颜色的影响。

步骤(ii)可以进一步包括经由通信接口向计算机处理器提供检测到的用户输入。在一个示例中，用户输入可以由经由通信接口与交互元件连接的处理器检测并且可以经由连接两个处理器的另外通信接口被提供给计算机处理器。如果使用包括面板处理器以检测触摸屏手势的触摸面板，则这可能是优选的。检测到的触摸屏手势然后经由通信接口提供给可以存在于显示设备内部或外部的计算机处理器。在另一示例中，可以用显示设备内部存在的计算机处理器来检测用户输入。如果将外部输入设备用作交互元件，则这可能是优选的。

在本发明方法的步骤(iii)中，检测到的用户输入用计算机处理器转换成有色涂层的经修改的数字表示。这可以包括将检测到的用户输入转换成用于制备有色涂层的有色涂层材料的修改的配方数据。有色涂层材料的修改的配方数据优选地包括数值并且反映如前所述的由用户执行的涂层材料的成分的修改。因此，转换检测到的用户输入可以包括修改未修改的有色涂层材料的配方数据的数值，其中修改反映了检测到的用户输入。在一个示例中，转换由显示设备内部存在的计算机处理器执行。在另一示例中，通过经由通信接口向另外的处理器提供用户输入并基于所提供的用户输入执行转换，转换由存在于显示设备外部(特别是存在于另一计算设备内部)的所述另外的计算机处理器执行。

在可选步骤(iv)中，步骤(i)至(iii)至少重复一次。如果在对象上存在至少一个另外的有色涂层并且至少一个另外的涂层的颜色也应该被修改，则这可能是优选的。在该情况下，用户可以选择是在步骤(v)中为如下所述的所有经修改的数字表示生成颜色数据还是仅为部分经修改的数字表示生成颜色数据。在步骤(v)中为所有经修改的数字表示生成颜色数据的情况下，显示的生成的颜色数据对应于执行步骤(i)至(iii)的所有涂层的颜色所产生的视觉印象。如果有色底涂层与着色透明涂层组合并且有色底涂层的颜色以及着色透明涂层的颜色二者都将修改，则这可能是优选的。

在本发明方法的步骤(v)中，基于有色涂层的经修改的数字表示，用计算机处理器生成涂层的颜色数据。如果重复步骤(i)至(iii)，则用户可以选择基于通过执行步骤(i)至(iii)至少两次获得的所有经修改的数字表示的涂层的颜色数据是否应该是在步骤(v)中生成或所选的经修改的数字表示的颜色数据是否应在步骤(v)中生成。在第一情况下，在下述步骤(vi)中显示的生成的颜色数据对应于有色涂层组合的视觉印象。在后一情况下，在步骤(vi)中显示的生成的颜色数据对应于所选有色涂层的视觉印象，并且在步骤(v)中未选择的经修改的数字表示的颜色数据可以根据如下所述重复(v)至(vi)被生成。如果通过修改至少2个有色涂层的数字表示生成的每个有色涂层的视觉印象在评估组合至少2个有色涂层时获得的视觉印象之前被单独评估，则后一种情况可能是优选的。在一个示例中，颜色数据采用存在于显示设备内部的计算机处理器生成。在另一示例中，通过将经修改的数字表示提供给所述另外的计算机处理器，颜色数据由存在于显示设备外部，特别是存在于另一计算设备内部的另外的处理器生成。如果显示设备的处理器的计算能力不足以在可接受的时间内生成与经修改的数字表示相关联的颜色数据，则这可能是优选的。

在一方面，基于有色涂层的经修改的数字表示生成颜色数据的步骤包括基于经修改的数字表示，特别是基于有色涂层材料的修改的配方数据，获得颜色数据。获得颜色数据的步骤可以包括基于所提供的有色涂层材料的修改配方的数据从数据库或查找表中取得颜色数据。在一个示例中，从数据库或查找表中取得颜色数据的步骤可以包括将取得的颜色数据与预定义容差进行比较。预定义容差可以包括颜色距离、外观距离或其组合。这允许提供最优匹配的颜色数据。从数据库或查找表中取得颜色数据可以快速提供所需的颜色数据，从而允许实时显示数字表示的修改(特别是涂层材料的配方)对涂层颜色的影响，从而实现高效的设计过程。在一个示例中，该方面的颜色数据可以由显示设备的处理器获得，因为与预定义容差的取得和可选比较不需要大量的计算能力。在该方面的另一示例中，显示设备可以请求不存在于显示设备内部的另外的处理器从数据库或查找表中取得颜色数据。然后将取得的颜色数据经由通信接口转发给显示设备和显示设备。在该情况下，与预定义容差的可选比较可以在将颜色数据转发到显示设备之前由显示设备或由另外的处理器执行。如果数据库或查找表不存在于显示设备内部的数据存储介质上，则这可能是优选的。

在替代方面，基于有色涂层的经修改的数字表示生成颜色数据的步骤包括使用以历史涂层的颜色数据和用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方为参数的数据驱动模型，以根据有色涂层的经修改的数字表示，特别是根据有色涂层材料的修改的配方数据，计算颜色数据。“数据驱动模型”可以指至少部分地从数据导出的模型。使用数据驱动模型可以允许描述无法通过物理化学定律建模的关系。使用数据驱动模型可以描述关系，而无需根据物理化学定律求解方程。这可以降低计算能力并可以提高速度。数据驱动模型可以源自统计(Statistics 4th edition,David Freedman et al.,WW Norton&Company Inc.,2004)。数据驱动模型可以源自机器学习(Machine Learning and Deep Learningframeworks and libraries for large-scaledata mining:a survey,ArtificialIntelligence Review,第52卷,2019,第77页至第124页)。数据驱动模型可以包括经验或所谓的“黑盒模型”。经验或“黑盒”模型可以指通过使用机器学习、深度学习、神经网络或其它形式的人工智能中的一种或更多种构建的模型。经验或“黑盒”模型可以是在训练和测试数据之间产生良好拟合的任何模型。可替代地，数据驱动模型可以包括严格的或“白盒”模型。严格的或“白盒”模型是指基于物理化学定律的模型。物理化学定律可以从第一原理导出。物理化学定律可以包括化学动力学、质量、动量和能量守恒定律、任意维度的粒子群、物理和/或化学关系中的一种或更多种。可以根据控制相应问题的物理化学定律来选择严格或“白盒”模型。数据驱动模型也可以包括混合模型。“混合模型”是指包括白盒模型和黑盒模型的模型，参见Von Stoch等人的评论论文，Computers&Chemical Engineering,第60卷,2014,第86页至第101页。以历史涂层的颜色数据和用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方为参数的数据驱动模型在现有技术中是众所周知的并且例如在US20020184167A1和US20190078936A1中公开。此类数据驱动模型从历史数据中导出常数，并使用所述导出常数来预测未知涂层材料的配方的颜色数据。预测的颜色数据可以存储在诸如数据库的计算机可读介质上，并且可以被取得以用于在稍后的时间点生成颜色数据。这允许减少生成颜色数据所需的计算时间，并且从而提高该方法的效率。该方面可以在存在于显示设备外部的计算设备中的计算机处理器上执行以减少计算时间，因为显示设备的处理器的计算能力可能不足以在可接受的时间范围内执行颜色数据计算。由计算设备中的计算机处理器计算的颜色数据经由通信接口传输到显示设备的处理器，用于在如下文描述的步骤(vi)中显示生成的颜色数据。

在本发明方法的步骤(vi)中，从处理器接收的生成的颜色数据被显示在显示设备的屏幕上。在一方面，在显示设备的屏幕上显示从处理器接收的生成的颜色数据的步骤包括提供虚拟对象的对象数据，可选地提供至少一个另外的涂层的另外的颜色数据，并使用预定义照明条件渲染所生成的颜色数据、所提供的对象数据以及可选地所提供的另外颜色数据。在一个示例中，渲染由显示设备的处理器执行。在颜色数据用该处理器生成的情况下，处理器可以直接使用生成的颜色数据。在颜色数据用另外的处理器生成的情况下，生成的颜色数据在渲染之前经由通信接口被提供给显示设备的处理器。在另一示例中，渲染由显示设备外部存在的另外处理器执行，并且渲染结果经由通信接口提供给显示设备的处理器以显示在屏幕上。如果显示设备的处理器的计算能力不足以在可接受的时间内执行渲染，即如果显示设备的处理器不能在一秒内渲染至少25个图像，则这可能是优选的。提供另外的颜色数据的步骤可以包括选择有色涂层的至少一种另外颜色，特别是从如前所述的预先存在的颜色库中选择，并在渲染之前将与所选颜色相关联的颜色数据提供给处理器。虚拟对象和预定义照明条件可以与先前描述的相同。可以如前所述执行渲染。渲染的对象可以被放置在预定义背景或用户经由显示在显示设备的屏幕上的GUI选择的背景之前。背景可以是统一的颜色，包括不同的颜色或者可以是环境的照片。用户对背景的选择可以包括经由交互元件从多个显示的预定义背景中选择背景或者由用户提供背景。然后可以基于用户选择从数据存储介质中取得所选的背景并将其提供给计算机处理器。由用户提供背景可以包括从数据存储介质中取得背景，诸如存储的图像，或者采用显示设备的照度传感器获取环境的照片、并将取得的背景或获取的照片提供给计算机处理器。用户对背景的选择允许用户在所需环境中显示渲染的对象，从而获得对象在真实世界条件下的外观的更好印象。

在替代方面，在显示设备的屏幕上显示从处理器接收的颜色数据的步骤包括响应于执行步骤(ii)至(vi)以自动更新在步骤(i)中显示在显示设备的屏幕上的颜色。自动更新显示设备的屏幕上显示的颜色的步骤可以包括提供虚拟对象的对象数据，可选地提供至少一个另外的涂层的另外的颜色数据，并使用预定义照明条件渲染所生成的颜色数据、所提供的虚拟对象数据以及可选地所提供的另外颜色数据，并采用渲染结果更新先前显示的颜色。虚拟对象、另外的颜色数据、预定义照明条件和渲染过程可以与先前公开的相同。自动更新步骤(i)中显示的颜色允许可视化由用户执行的配方修改，并且从而提供设计过程的交互式指导。

在可选的步骤(vii)中，重复先前描述的步骤(i)至(vi)或步骤(ii)至(vi)或步骤(v)至(vi)。这允许修改涂层材料的配方，直到获得所需的颜色(通过重复步骤(ii)至(vi))，以选择新的起始颜色(通过重复步骤(i)至(vi))作为设计过程的基础，或者为经修改的数字表示生成颜色数据，其中颜色数据未在步骤(v)中确定(通过重复步骤(v)和(vi))。在重复步骤(i)至(vi)、(ii)至(vi)、或(v)和(vi)的情况下，在显示设备的屏幕上显示生成的颜色数据的步骤可以包括响应于重复步骤(i)至(vi)或响应于重复步骤(ii)至(vi)或响应于重复步骤(v)和(vi)，自动更新在步骤(vi)中显示在显示设备的屏幕上的颜色。自动更新步骤(i)或(v)中显示的颜色允许可视化由用户执行的配方修改，并且从而提供设计过程的交互式指导。

在一方面，步骤(vi)进一步包括将生成的颜色数据和/或显示的颜色存储在计算机可读介质上。“显示的颜色”可以指如前所述的渲染过程的结果并且可以包括存储从渲染过程产生的数据。存储生成的颜色数据和/或显示的颜色可以提高设计过程的速度，因为可以快速取得存储的数据以防再次需要并且不必通过计算再次生成。数据可与经修改的数字表示相关联并存储在数据库中，执行在此要求保护的设计方法的用户可访问该数据库。这允许在使用本发明的方法期间建立包含生成的颜色数据的数据库并且允许增加步骤(v)的速度，因为颜色数据不必生成，可以从数据库中取得。

在一方面，步骤(vi)进一步包括将显示的颜色添加到预先存在的颜色库或新生成的颜色库以生成修改的颜色库。新生成的颜色库可以在将第一颜色添加到所述库之前由用户生成，并且因此在将显示颜色添加到所述库之前不包含任何颜色。修改的颜色库可以与存储的用户配置文件相关联，以供将来在设计有色涂层的颜色时使用修改的颜色库。这允许用户存储和取得设计的颜色并在稍后的时间点修改设计的颜色。用户还可以从修改的颜色库中移除至少一种添加的颜色。在一个示例中，用户还可以根据分组标准对存在于预先存在的或修改的颜色库中的颜色进行分类以创建分类的颜色库。分类的颜色库可以与存储的用户配置文件相关联，用于将来提供分类的颜色库。分类的颜色库可以表示最喜欢的列表。分组标准可以是用户随意选择的，或可以是显示在屏幕上供用户选择的预定义标准，并且例如可以是新设计的颜色、最近选择的颜色等。

在一方面，该方法进一步包括以下步骤

(viii)用计算机处理器确定有色涂层的经修改的数字表示是否在至少一个预定义容差内；

(ix)可选地根据经修改的数字表示在至少一个预定义容差内的确定：经由通信接口将经修改的数字表示提供给涂层材料制造地点，并且可选地基于所提供的经修改的数字表示来制造涂层材料；

(x)可选地，根据经修改的数字表示在至少一个预定义容差之外的确定：在显示设备的屏幕上显示至少一个推荐；以及

(xi)可选地根据经修改的数字表示在至少一个预定义容差之外的确定：重复步骤(i)至(vi)、或步骤(ii)至(vi)、或步骤(i)至(xi)、或步骤(ii)至(xi)。

进一步的步骤(viii)允许保证由用户设计的颜色满足某些预定义容差。此类容差可以选自成分的最大量或最小量、至少部分成分的允许组合、及其组合。成分可以是颜料、粘合剂、溶剂或存在于用于制备有色涂层的涂层材料中的另外成分。特别地，某些颜料类型和/或粘合剂的最大量或最小量和/或颜料类型和/或粘合剂的允许组合可以被选择为预定义容差。预定义容差可以存储在诸如数据库的存储设备上，并且可以经由通信接口提供给执行步骤(viii)的计算机处理器。确定涂层的经修改的数字表示是否在至少一个预定义容差内的步骤可以包括使用计算机处理器(特别是显示设备的计算机处理器)将包含在经修改的数字表示中的涂层材料的修改的配方的数据与至少一个预定义容差进行比较。可以通过使用严格模型来执行比较。可以根据控制相应问题的物理化学定律来选择严格模型。

在可选步骤(ix)中，在经修改的数字表示在至少一个，特别是在所有预定义容差内的情况下，将经修改的数字表示提供给涂层材料制造地点。经修改的数字表示优选地包括通过转换经由交互元件接收的用户输入而获得的修改的配方。在一个示例中，将涂层的经修改的数字表示提供给涂层材料制造地点的步骤包括经由通信接口将与经修改的数字表示相关联的配方数据提供给位于涂层材料制造地点的处理单元。在另一示例中，将涂层的经修改的数字表示提供给涂层制造地点的步骤包括经由通信接口将与经修改的数字表示相关联的配方数据提供给计算机可读介质，诸如数据库或云。然后，在基于提供的修改表示制造涂层材料之前，位于涂层制造地点的处理单元可以访问该计算机可读介质。在一个示例中，如果至少一个预定义容差，特别是如果所有预定义容差满足涂层材料的修改表示，则经修改的数字表示被自动提供给涂层制造商而无需任何用户交互。可以在显示设备的屏幕上显示消息或者可以向用户发送电子邮件以通知用户关于向涂层材料制造地点传输数据的状态。在另一示例中，用户可能必须通过点击显示设备的屏幕上的相应按钮来主动向涂层材料制造地点提供经修改的数字表示。

步骤(ix)可以进一步包括基于所提供的经修改的数字表示来制造涂层材料。为此，所提供的经修改的数字表示可以特别通过位于涂层材料制造地点的处理单元来调整或转换，使得满足预定义的制造要求或制造过程所需的数据格式。然后可以使用公知的施加技术将制造的涂层材料施加到基材，诸如金属板或圆顶形状浮雕，并进行热固化。所获得的固化有色涂层可以可选地被涂覆有固化透明涂层，并且然后可提供给用户并由用户与步骤(i)至(vi)中设计的颜色进行比较。该步骤确保涂层制造商可以基于提供的经修改的数字表示来生产用户在步骤(i)至(vi)中设计的颜色。在有色涂层与用户的期望不匹配的情况下，用户可以重复步骤(i)至(ix)，或者涂层制造商可以调整涂层材料的配方以提供更优匹配的有色涂层。

如果在步骤(viii)中执行的确定揭示经修改的数字表示不满足至少一个预定义容差，则可以在可选步骤(x)中在显示器的屏幕上向用户显示至少一个推荐。推荐可以存储在计算机可读介质上，诸如数据库。在示例中，计算机处理器可以访问包含推荐的数据库并且可以基于确定的结果取得相应的推荐。所述取得的推荐然后在显示设备的屏幕上显示给用户。示例推荐可以是“未满足配方要求。请修改颜料的类型/量”。

如果在步骤(viii)中执行的确定揭示经修改的数字表示不满足至少一个预定义容差，则可以重复步骤(i)至(vi)、或步骤(ii)至(vi)。可能优选在显示推荐之后执行该步骤以提供关于满足预定义容差所需的修改的用户指导。

本发明系统的实施例：

上述系统还可以包括至少一个数据库。此类数据库可以包括有色涂层的数字表示或与涂层材料的配方相关联的颜色数据，或以历史涂层的颜色数据和用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方为参数的数据驱动模型，以从修改的有色涂层的数字表示或虚拟对象(特别是如前所述的至少一个虚拟2D或3D对象)的对象数据计算颜色数据。上述数据库可以任何组合来使用。在一方面，该系统进一步包括用于测量有色涂层的颜色数据的设备。用于测量颜色数据的合适设备在现有技术中是众所周知的。

在以下编号的条款中阐述了进一步的实施例或方面：

1.一种用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)经由通信接口向计算机处理器提供有色涂层的数字表示以显示在显示设备的屏幕上；

(ii)经由交互元件用计算机处理器检测用户输入；

(iii)用计算机处理器将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；

(iv)可选地重复步骤(i)至(iii)；

(v)基于有色涂层的经修改的数字表示，用计算机处理器生成涂层的颜色数据；

(vi)在显示设备的屏幕上显示从处理器接收的生成的颜色数据；以及

(vii)可选地重复步骤(i)至(vi)、或步骤(ii)至(vi)、或步骤(v)和(vi)。

2.根据条款1所述的方法，其中，至少一个有色涂层存在于对象的至少部分表面上。

3.根据条款1或2所述的方法，其中，至少一个有色涂层是底涂层或着色透明涂层。

4.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，对象是汽车或其部分。

5.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，显示设备包括容纳计算机处理器和屏幕的外壳。

6.根据条款1至5中任一项所述的方法，其中，执行步骤(i)、(ii)、(iii)和(v)、或步骤(iii)和(v)、或步骤(v)的显示设备和计算机处理器被配置为单独的组件。

7.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，同时执行步骤(ii)至(vi)。

8.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，有色涂层的数字表示包括关于用于制备有色涂层的涂层材料的配方的数据和可选的有色涂层的颜色数据。

9.根据条款8所述的方法，其中，关于用于制备有色涂层的涂层材料的配方的数据包括关于涂层材料中存在的至少部分成分的类型和量的数据。

10.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，提供有色涂层的数字表示包括提供涂层标识数据，基于提供的涂层标识数据获得涂层的数字表示，以及提供获得的数字表示。

11.根据条款10所述的方法，其中，提供涂层标识数据包括提供涂层的颜色数据和/或提供指示有色涂层的数据。

12.根据条款1至9中任一项所述的方法，其中，提供有色涂层的数字表示包括在显示设备的屏幕上显示预先存在的颜色库，从显示的预先存在的库中选择颜色，基于所选颜色获得有色涂层的数字表示，并提供所获得的有色涂层的数字表示。

13.根据条款12所述的方法，其中，预先存在的颜色库包括至少2种不同的颜色，每种颜色对应于由涂层材料制备的有色涂层的颜色，并且每种颜色由比色测量的颜色数据或由计算的颜色数据，特别是由计算的颜色数据定义。

14.根据条款13所述的方法，其中，计算的颜色数据包括通过以下步骤获得的优化的BTF(双向纹理函数)：

-使用基于相机的测量设备，确定对象的初始BTF，

-捕获对象的预先给定数量的光谱反射率数据，即使用分光光度计的有限数量的不同测量几何形状，以及

-通过将公式(1)的初始BTF分割成项和项/>使初始BTF适应捕获的光谱反射率数据以获得优化的BTF

其中

x：样品/对象的表面坐标

样品的底涂层处的照明和观察/观看方向

取决于照明和观察方向的颜色表

a：反照率或漫反射率

第k个Cook-Torrance波瓣；Cook-Torrance波瓣是一种常用的BRDF，其描述微表面的光泽度

S_k：第k个Cook-Torrance波瓣的权重

a_k：第k个Cook-Torrance波瓣的贝克曼分布的参数

F_0,k：第k个Cook-Torrance波瓣的菲涅耳反射率

取决于照明和观察方向的空间纹理图像的表

进一步将第一项(F1)划分为第一子项和第二子项，该第一子项对应于取决于照明和观察方向的颜色表并且该第二子项对应于强度函数并通过在第一优化步骤中优化第一子项的参数同时第二子项的参数保持不变，并通过在第二优化步骤中优化第二子项的参数同时第一子项的参数保持不变，将捕获的光谱反射率数据与初始BTF之间的色差最小化。

15.根据条款12至14中任一项所述的方法，其中，显示预先存在的颜色库包括提供虚拟对象的对象数据并使用预定义照明条件渲染存在于预先存在的颜色库中的颜色数据和提供的对象数据。

16.根据条款15所述的方法，其中，预定义照明条件选自直接光源或高动态范围(HDR)环境地图，特别是选自高动态范围(HDR)环境地图。

17.根据条款10至16中任一项所述的方法，其中，获得涂层的数字表示的步骤进一步定义为基于提供的数据或选择的颜色在数据库中搜索所述数字表示。

18.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，显示设备是移动或固定显示设备，优选地是移动显示设备。

19.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，显示设备的屏幕是液晶显示器(LCD)，特别是具有触摸屏面板的液晶显示器。

20.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，步骤(i)进一步包括：在显示设备的屏幕上显示与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色。

21.根据条款20所述的方法，其中，在显示设备的屏幕上显示与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色的步骤进一步包括：获得与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色数据并且显示获得的颜色数据。

22.根据条款21所述的方法，其中，显示获得的颜色数据的步骤进一步包括：提供虚拟对象的对象数据，并使用预定义照明条件渲染获得的颜色数据和提供的对象数据。

23.根据条款22所述的方法，其中，虚拟对象选自虚拟2D对象，诸如彩色区域，或虚拟3D对象，诸如色卡、圆顶形状、汽车车身或其部分。

24.根据条款23所述的方法，其中，虚拟对象是彩色虚拟对象。

25.根据条款22至24中任一项所述的方法，其中，预定义照明条件选自直接光源或高动态范围(HDR)环境地图，特别地选自高动态范围(HDR)环境地图。

26.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，经由交互元件检测用户输入的步骤包括：在显示设备的屏幕上显示存在于用于制备有色涂层的涂层材料中的至少部分成分，经由交互元件操纵至少一种显示的成分，并检测所述操纵。

27.根据条款26所述的方法，其中，在显示设备的屏幕上显示存在于用于制备有色涂层的涂层配方中的至少部分成分的步骤包括：显示包括多个调节器的至少一个调节工具,每个调节器对应于涂层材料中存在的成分的类型和/或量。

28.根据条款26或27所述的方法，其中，经由交互元件操纵至少一种显示的成分的步骤包括：经由交互元件调节至少一种显示的成分的类型和/或量。

29.根据条款28所述的方法，其中，经由交互元件调节至少一种显示的成分的类型和/或量包括：经由交互元件移动至少一种显示的调节工具的至少一个调节器。

30.根据条款27至29中任一项所述的方法，其中，至少一个调节工具从所提供的涂层的数字表示生成。

31.根据条款27至30中任一项所述的方法，其中，调节工具是具有多个视觉上不同的隔室的盒子，每个隔室指示涂层材料中存在的成分的类型，每个隔室的大小指示相应成分的数量和多个调节器对应于分隔隔室的视觉元素。

32.根据条款31所述的方法，其中，使用指示成分类型的图形表示在隔室中显示成分的类型，该图形表示从所提供的有色涂层的数字表示获得。

33.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，交互元件是物理交互元件。

34.根据条款33所述的方法，其中，物理交互元件是输入设备或输入/输出设备，特别是鼠标、键盘、轨迹球、触摸屏或其组合。

35.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)进一步包括：经由通信接口将检测到的用户输入提供给至少一个计算机处理器。

36.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示包括：将检测到的用户输入转换成用于制备有色涂层的有色涂层材料的修改的配方数据。

37.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，基于有色涂层的经修改的数字表示生成颜色数据的步骤包括：基于经修改的数字表示，特别地基于有色涂层材料的修改的配方数据，获得颜色数据。

38.根据条款37所述的方法，其中，获得颜色数据的步骤包括：基于所提供的有色涂层材料的修改的配方的数据，从数据库或查找表中取得颜色数据。

39.根据条款37或38所述的方法，其中，从数据库或查找表中取得颜色数据的步骤包括：将取得的颜色数据与预定义容差进行比较。

40.根据条款1至36中任一项所述的方法，其中，基于有色涂层的经修改的数字表示生成颜色数据的步骤包括：提供以历史涂层的颜色数据和用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方为参数的数据驱动模型，并基于提供的数据驱动模型和有色涂层的经修改的数字表示，特别是从有色涂层材料的修改配方数据，计算颜色数据。

41.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，在显示设备的屏幕上显示从处理器接收的颜色数据的步骤包括：提供虚拟对象的对象数据，可选地提供至少一个其他涂层的其他颜色数据，并使用预定义照明条件渲染所生成的颜色数据、所提供的对象数据以及可选地所提供的其他颜色数据。

42.根据条款41所述的方法，其中，虚拟对象是2D虚拟对象，诸如彩色区域，或者3D虚拟对象，诸如色卡、圆顶形状、汽车车身或其部分。

43.根据条款41或42所述的方法，其中，预定义照明条件选自直接光源或高动态范围(HDR)环境地图，特别地选自高动态范围(HDR)环境地图。

44.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，在显示设备的屏幕上显示生成的颜色数据的步骤包括：响应于重复步骤(i)至(v)或响应于重复步骤(ii)至(vi)，自动更新在步骤(vi)中显示在显示设备的屏幕上的颜色。

45.根据条款20至43中任一项所述的方法，其中，在显示设备的屏幕上显示从处理器接收的颜色数据的步骤包括：响应于执行步骤(ii)至(vi)，在步骤(i)中自动更新在显示设备的屏幕上显示的颜色。

46.根据条款44或45所述的方法，其中，自动更新显示设备的屏幕上显示的颜色的步骤包括：提供虚拟对象的对象数据，可选地提供至少一个另外的涂层的另外的颜色数据，使用预定义照明条件渲染所生成的颜色数据、所提供的虚拟对象数据、以及可选地所提供的另外的颜色数据，并采用渲染结果更新在步骤(i)中显示的颜色。

47.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，步骤(vi)进一步包括：将生成的颜色数据和/或显示的颜色存储在计算机可读介质上。

48.根据前述条款中任一项所述的方法，其中，步骤(vi)进一步包括将显示的颜色添加到预先存在的颜色库以生成修改的颜色库。

49.根据条款48所述的方法，其中，修改的颜色库与存储的用户配置文件相关联，以供将来在设计有色涂层的颜色时使用修改的颜色库。

50.根据条款48或49所述的方法，进一步包括：从修改的颜色库中移除至少一种添加的颜色。

51.根据条款48至50中任一项所述的方法，进一步包括：根据分组标准对存在于预先存在的或修改的颜色库中的颜色进行分类，以创建分类的颜色库，并且可选地将分类的颜色库与存储的用户配置文件相关联以用于将来提供分类颜色库。

52.根据前述条款中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

(viii)用计算机处理器确定有色涂层的经修改的数字表示是否在至少一个预定义容差内；

(ix)可选地根据经修改的数字表示在至少一个预定义容差内的确定：经由通信接口将经修改的数字表示提供给涂层材料制造地点，并且可选地基于所提供的经修改的数字表示来制造涂层材料；

(x)可选地，根据经修改的数字表示在至少一个预定义容差之外的确定：在显示设备的屏幕上显示至少一个推荐；以及

(xi)可选地根据经修改的数字表示在至少一个预定义容差之外的确定：重复步骤(i)至(vi)、或步骤(ii)至(vi)、或步骤(i)至(xi)、或步骤(ii)至(xi)。

53.根据条款52所述的方法，其中，预定义容差选自成分的最大量或最小量、至少部分成分的允许组合、及其组合。

54.根据条款52或53所述的方法，其中，预定义容差被存储在存储设备上并经由通信接口提供给计算机处理器。

55.根据条款52至54中任一项所述的方法，其中，确定涂层的经修改的数字表示是否在至少一个预定义容差内的步骤包括：将涂层材料的修改的配方的数据与至少一个预定义容差进行比较。

56.根据条款52至55中任一项所述的方法，其中，将涂层的经修改的数字表示提供给涂层制造地点的步骤包括：经由通信接口向位于涂层制造地点处的处理单元提供与经修改的数字表示相关联的配方数据。

57.一种用于设计由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色的系统，所述系统包括：

-通信接口，用于提供有色涂层的数字表示以显示在屏幕上；

-显示设备，其包括屏幕；

-交互元件，用于检测用户输入；

-处理器，其与通信接口、交互元件和显示设备通信，该处理器被编程为：

■经由通信接口接收有色涂层的数字表示；

■经由交互元件检测用户输入；

■将所检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；

■基于有色涂层的经修改的数字表示，生成涂层的颜色数据，

其中，显示设备从处理器接收有色涂层的所提供的数字表示和所生成的颜色数据，并显示涂层的数字表示和颜色。

58.一种用于设计由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色的系统，所述系统包括：

-通信接口，用于提供有色涂层的数字表示以显示在屏幕上；

-显示设备，其包括屏幕；

-交互元件，用于检测用户输入；

-第一处理器，其与通信接口、交互元件和显示设备通信，该处理器被编程为：

■经由通信接口接收有色涂层的数字表示；

■经由交互元件检测用户输入；以及

■可选地将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示，

-第二处理器，其与第一处理器通信，该第二处理器被编程为：

■可选地将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；以及

■基于有色涂层的经修改的数字表示生成涂层的颜色数据，

其中，显示设备从第一处理器接收提供的有色涂层的数字表示和从第二处理器接收生成的颜色数据，并显示涂层的数字表示和颜色。

59.一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括当由计算机执行时使计算机执行根据条款1至56中任一项所述的方法的步骤的指令。

60.一种系统，其包括：

-具有至少一个表面的对象；以及

-存在于对象的至少部分表面上的至少一个有色涂层，其中，至少一个有色涂层的颜色根据条款1至56中任一项所述的方法被设计。

61.根据条款1至56中任一项所述的方法或根据条款57或58所述的系统用于设计存在于对象的至少部分表面上的至少一个有色涂层的颜色的用途。

62.一种被涂覆有至少一个有色涂层的对象，其中，至少一个涂层的颜色根据条款1至56中任一项所述的方法被设计。

附图说明

本发明的这些和其它特征在本发明示例性实施例的以下描述中得到更全面的阐述。为了轻松识别任何特定元素或行为的讨论，参考编号中的最重要的一个或多个数字是指首次引入该元素的图号。参考附图进行描述，在附图中：

图1是一种用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法的框图。

图2是本发明方法的优选实施例的框图。

图3a示出根据本发明的第一实施例的系统。

图3b示出根据本发明的第二实施例的系统。

图4是具有图形用户界面的显示设备的平面图，示出预先存在的颜色库，其中颜色显示在以圆顶浮雕的形式的虚拟3D对象上。

图5是具有图形用户界面的显示设备的平面图，示出调节工具和以用从预先存在的颜色库中选择的颜色着色的汽车车身的一部分的形式的虚拟3D对象。

图6是具有图形用户界面的显示设备的平面图，示出所显示的调节工具的调节器的调节以及以用从调节器的调节产生的颜色着色的汽车车身的一部分的形式的虚拟3D对象。

具体实施方式

下面阐述的详细描述旨在作为对主题的各个方面的描述，而不是为了表示可以实践主题的唯一配置。附图并入本文并构成详细描述的一部分。为了提供对主题的透彻理解，详细描述包括具体细节。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践该主题。

图1描绘了根据本发明的用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法的非限制性实施例。在该示例中，有色涂层为底涂层且对象为汽车或其部分，诸如装饰件、保险杠等。在该示例中，显示设备为具有包括触摸屏的LCD屏幕的便携式显示设备，诸如平板计算机或智能手机。在另一示例中，显示设备是固定设备，诸如固定计算机或经由通信接口与计算机连接的电视屏幕。在该示例中，显示设备具有容纳屏幕和处理器的外壳。在另一示例中，处理器与显示设备分开存在，例如在经由有线或无线通信接口耦合到显示设备的外部设备上。

在框102中，例程100经由通信接口向计算机处理器提供有色涂层的数字表示以显示在显示设备的屏幕上。有色涂层的数字表示包括关于存在于用于制备有色涂层的涂层材料中的至少部分成分的类型和量的数据。在该示例中，通过在显示设备的屏幕上向用户显示预先存在的颜色库，由用户从所显示的预先存在的库中选择颜色，基于所选颜色获得有色涂层的数字表示，并将获得的有色涂层的数字表示提供给计算机处理器，向处理器提供有色涂层的数字表示。该示例的预先存在的库包含195种不同的颜色，每种颜色对应于由有色涂层材料制备的有色涂层的颜色，并且每种颜色由颜色数据定义。在该示例中，颜色数据是包括如前所述的优化BTF的计算颜色数据。在另一示例中，颜色数据是通过用合适的测量设备(诸如分光光度计)测量有色涂层的颜色而获得的比色测量的颜色数据。在该示例中，通过提供虚拟对象的预定义对象数据，并使用预定义照明条件(基于图像的照明)渲染存在于预先存在的颜色库的颜色数据和提供的对象数据，将预先存在的颜色库显示在显示设备的屏幕上。虚拟对象的预定义对象数据经由通信接口从数据库提供给处理器。在该示例中，虚拟对象是具有圆顶形状的3D虚拟对象。在另一示例中，虚拟对象是2D虚拟对象，诸如彩色区域。在该示例中，用户可以通过触摸屏手势滚动浏览显示的预先存在的颜色库以查看正在显示的所有颜色。然后，用户经由触摸屏手势从显示的预定义颜色库中选择所需的颜色，例如通过点击所需的彩色圆顶形状。显示设备检测到触摸屏手势，并且然后基于检测到的触摸屏手势从数据库中取得数字表示，并经由通信接口将数字表示提供给处理器。

在框104中，例程100采用计算机处理器检测经由交互元件的用户输入。在该示例中，交互元件是触摸屏面板并且用户输入是触摸屏手势。在另一示例中，交互元件可以是鼠标并且用户输入可以是鼠标点击或鼠标移动。在该示例中，通过在显示设备的屏幕上显示具有在框102中选择的颜色的虚拟对象和存在于用于制备有色涂层的涂层材料中的至少部分成分，由用户经由触摸屏手势操纵至少一种显示的成分并检测所述操纵，来检测用户输入。用框104中选择的颜色着色的所显示的虚拟对象通过使用如前所述的预定义照明条件渲染虚拟对象数据、与所选颜色相关联的颜色数据来获得。在该示例中，使用了汽车的一部分的预定义虚拟对象数据，并且可以转动或缩放显示的虚拟对象。在另一示例中，用户可以选择虚拟对象，并且然后从数据库中取得与所选对象相关联的对象数据并用于渲染过程。显示所选颜色在颜色设计期间为用户提供指导，因为在修改用于制备显示颜色的涂层材料的配方时，用户会立即看到显示颜色的变化。在该示例中，存在于用于制备有色涂层的涂层配方中的成分使用包括多个调节器的至少一个调节工具来显示，每个调节器对应于涂层材料中存在的成分的类型和量。优选地，调节器对应于已知对涂层的颜色具有影响的成分，诸如颜料、粘合剂、填料、消光剂、对涂层颜色具有影响的其它组分、或其组合，以避免显示不必要的调节器，即对涂层的颜色不具有影响的成分的调节器。通过将包含在所述数字表示中的涂层材料的配方的数据转换成调节工具，由处理器根据框102中提供的有色涂层的数字表示生成调节工具。因此，调节工具仅包括用于相应涂层材料的配方中存在的成分的调节器，以避免用户选择不相容的成分，如果包括用于各种可能成分的调节器的预定义调节工具填充有涂层配方的数据，则可能出现这种情况。此外，这允许显示更清晰的调节工具，因为不需要的调节器或字段(field)不会显示给用户。在该示例中，调节工具是具有多个视觉上不同的隔室的盒子，每个隔室指示涂层材料中存在的成分的类型，每个隔室的大小指示相应成分的量和与分隔隔室的线对应的多个调节器。使用指示相应成分类型的图形表示在每个隔室中显示成分的类型。通过将提供的数字表示中包含的配方数据与每种成分类型的预定义图像相关联，从提供的有色涂层的数字表示中获得图形表示，诸如彩色颜料的色卡、金属效果颜料的金属片、用于玻璃鳞片的玻璃片、用于粘合剂的固体块等，并在相应的隔室中显示所述图像。使用具有不同大小的隔室并包括特定成分的图形表示的盒子可以轻松概览涂层材料的相关成分，而无需深入了解化学结构和固化化学，并可以轻松确定每种成分的类型/量对涂层的所得颜色的影响。在另一示例中，调节工具具有包括每种成分的类型和量的列表的形式，并且用户可以通过选择不同的成分或通过改变列出的量来改变成分的类型/量。从提供的数字表示中包含的配方数据生成该列表。

触摸屏手势用触摸屏面板的面板处理器检测，并经由通信接口从面板处理器提供给计算机处理器。

在框106中，例程100采用计算机处理器将检测到的触摸屏手势转换成有色涂层的经修改的数字表示。在该示例中，检测到的触摸屏手势被转换成用于制备有色涂层的有色涂层材料的修改的配方数据。因此，经修改的数字表示包括修改的涂层材料的配方数据。修改程度对应于在框104中检测到的触摸屏手势。

在框108中，例程100基于在框106中获得的经修改的数字表示，采用计算机处理器生成涂层的颜色数据。在该示例中，生成颜色数据包括提供对历史涂层的颜色数据和用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方进行参数的数据驱动模型，并基于提供的数据驱动模型和有色涂层材料的修改配方数据来计算颜色数据。数据驱动模型被存储在计算机可读介质上，诸如数据库，并经由通信接口提供给处理器。在US20020184167A1中公开了合适的数据驱动模型的示例。在另一示例中，颜色数据通过基于有色涂层材料的修改的配方数据从数据库或查找表中取得颜色数据而生成。该示例可以包括将取得的颜色数据与预定义容差进行比较，以便提供最优匹配的颜色数据。

在框110中，例程100在显示设备的屏幕上显示生成的颜色数据。在该示例中，在显示设备的屏幕上显示生成的颜色数据包括通过使用先前在框102中描述的预定义照明条件执行渲染所生成的颜色数据和虚拟对象数据，并使用框110的渲染结果更新框102中显示的颜色，从而响应于执行框104至110，自动更新框102中显示的虚拟对象的颜色。

图2描绘了根据本发明的用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法的优选非限制性实施例。在该示例中，有色涂层为底涂层且对象为汽车或其部分，诸如装饰件、保险杠等。在该示例中，显示设备为具有包括触摸屏面板的LCD屏幕的便携式显示设备，诸如平板计算机或智能手机。在另一示例中，显示设备是固定设备，诸如固定计算机或经由通信接口与计算机连接的电视屏幕。在该示例中，显示设备具有容纳屏幕和处理器的外壳。在另一示例中，处理器与显示设备分开存在，例如在经由有线或无线通信接口耦合到显示设备的外部设备上。

在框202中，例程200经由通信接口向计算机处理器提供有色涂层的数字表示以显示在显示设备的屏幕上，如结合图1的框102所述。

在框204中，例程200采用计算机处理器检测经由交互元件的用户输入，如结合图1的框104所述。

在框206中，例程200采用计算机处理器将检测到的触摸屏手势转换成有色涂层的经修改的数字表示，如结合图1的框106所述。

在框208中，例程200基于在框206中获得的经修改的数字表示，采用计算机处理器生成涂层的颜色数据，如结合图1的框108所述。

在框210中，例程200在显示设备的屏幕上显示生成的颜色数据，如结合图1的框110所述。

在框212中，例程200采用计算机处理器确定所生成的涂层的修改数字表示是否在至少一个预定义容差内，特别是在所有预定义容差内。在该示例中，预定义容差选自最大量或最小量的颜料和粘合剂、允许的颜料和粘合剂组合以及它们的组合。预定义容差可由涂层制造商基于稳定性标准、制造过程标准等来确定。预定义容差被存储在诸如数据库的存储设备上，并且在确定之前经由通信接口提供给计算机处理器。该确定通过使用计算机处理器将包括在经修改的数字表示中的涂层材料的修改的配方数据与至少一个预定义容差进行比较来执行。确定的结果可以在显示设备的屏幕上显示给用户。在该示例中，比较由显示设备的计算机处理器执行。在另一示例中，比较由存在于显示设备外部的另外的计算机处理器执行。为此，经修改的数字表示在确定之前经由通信接口提供给另外的处理器并且确定的结果可以在确定完成之后经由所述通信接口提供给显示设备的处理器。

在框214中，如果在框212中执行的确定导致经修改的数字表示满足至少一个预定义容差，特别是满足所有预定义容差，则例程200经由通信接口将经修改的数字表示提供给涂层材料制造地点。在该示例中，与经修改的数字表示相关联的配方数据经由通信接口提供给位于涂层制造地点的处理单元。为此，配方数据经由通信接口提供给计算机可读介质，诸如云，位于涂层材料制造地点的处理单元可通过另外的通信接口访问。在该示例中，涂层材料基于提供的经修改的数字表示来制造，该步骤通常是可选的。在该示例中，由制造的涂层材料和可选的透明涂层材料制备涂覆基材，并提供给已执行框202至210以进行质量控制的用户，该步骤通常是可选的。

在框216中，如果在框212中执行的确定导致经修改的数字表示不满足至少一个预定义容差，则例程200在显示设备的屏幕上显示至少一个推荐。推荐被存储在数据库中并且由经由通信接口连接到数据库的处理器基于确定的结果(即基于未满足的容差)取得。在一个示例中，显示的推荐是：“[化合物X]的量太高。请减少用量或选择不同的[化合物]”。括号中的术语在特定示例中由超出预定义容差的化合物的名称替换。用户然后可以返回到框202或204以开始设计过程以修改在框210中显示的颜色以便生成与满足至少一个预定义容差的涂层材料相关联的所需颜色。

图3a示出用于设计由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色的系统300的第一实施例。在该示例中，系统300是经由通信接口328、330、332耦合到数据库316、318、320的显示设备302。如图所示，计算机系统300包括处理器312，该处理器312被配置为执行例如从存储器314取得的指令并执行与计算机系统300相关联的操作，即

-经由通信接口接收有色涂层的数字表示；

-经由交互元件检测用户输入；

-将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；

-基于有色涂层的经修改的数字表示，生成涂层的颜色数据，

处理器312可以是单芯片处理器或者可以由多个组件实现。在大多数情况下，处理器312与操作系统一起操作以执行计算机代码并产生和使用数据。在该示例中，计算机代码和数据驻留在可操作地耦合到处理器312的存储器314内。存储器314通常提供保存由计算机系统300正在使用的数据的位置。举例来说，存储器314可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器等。在另一示例中，计算机代码和数据也可以驻留在可移动存储介质上，并在需要时加载或安装到计算机系统上。可移动存储介质包括例如CD-ROM、PC-CARD、软盘、磁带和网络组件。

在该示例中，有色涂层的数字表示由处理器312经由通信接口330从数据库316接收。在另一示例中，有色涂层的数字表示被存储在先前描述的存储器314中或可移动存储介质上。

显示设备302具有屏幕304，用于特别是经由图形用户界面(GUI)向用户显示所提供的涂层的数字表示和从处理器312接收的有色涂层的生成的颜色数据。为此，显示设备302经由通信接口可操作地耦合到处理器312。在该示例中，显示设备302经由通信接口322、324、感测电路308和输入/输出(I/O)控制器310被连接到处理器312。在另一示例中，显示设备302经由通信接口直接耦合到处理器312。在该示例中，显示设备302与处理器312和存储器314集成以形成台式计算机(全部在一台机器中)、膝上型计算机、手持计算机或平板计算机等。在另一示例中，显示设备302可以是单独的组件(外围设备，未示出)。例如，显示设备302可以是单色显示器、彩色图形适配器(CGA)显示器、增强型图形适配器(EGA)显示器、可变图形阵列(VGA)显示器、超级VGA显示器、液晶显示器(例如、有源矩阵、无源矩阵等)、阴极射线管(CRT)、等离子显示器等。

该系统进一步包括用于检测用户输入的交互元件306，其经由通信接口可操作地耦合到处理器312。在该示例中，交互元件306是触摸屏，其经由感测设备308和输入/输出(I/O)控制器310可操作地耦合到处理器312，使得处理器可以经由交互元件306检测用户输入。触摸屏306是位于显示设备302的屏幕304前面的透明面板。在该示例中，触摸屏306与显示设备302集成在一起。在另一示例中，触摸屏306是单独的组件。触摸屏306被配置为接收来自用户触摸的输入并将该信息发送到处理器312。为此目的，触摸屏306识别触摸以及触摸在其表面上的位置和幅度。在一个示例中，触摸屏306能够跟踪多个对象，其同时停靠、敲击或移动跨越触摸屏的触敏表面。多个对象可以例如对应于手指和手掌。因为触摸屏能够跟踪多个对象，所以用户可以同时执行多个触摸启动的任务。例如，用户可以用一个手指移动滚动条，同时用另一个手指从菜单中选择项目。此外，可以用一个手指拖动第一对象，而可以用另一手指拖动第二对象。此外，可以用多于一根的手指来执行手势。触摸屏306通常包括感测设备，该感测设备被配置为检测与其非常接近的对象和/或施加在其上的压力，例如通过使用遍布触摸屏306的感测点。在最简单的情况下，每当对象被放置在感测点上方时，例如通过使用电容，产生信号。当对象被放置在多个感测点上方或对象在多个感测点之间或上方移动时，生成多个信号。在该示例中，触摸屏306包括经由通信接口322被连接到从感测设备获取数据的触摸屏306的感测电路308。感测电路308经由通信接口324被连接到输入/输出(I/O)控制器310，该输入/输出(I/O)控制器310可操作地耦合到处理器312。在该示例中，(I/O)控制器310是单独的组件。在另一示例中，(I/O)控制器310与处理器312集成。I/O控制器310通常被配置为控制与一个或多个I/O设备(诸如触摸屏306)的交互。I/O控制器310通常通过在处理器312和希望与处理器通信的I/O设备之间交换数据来操作。从感测电路308获取的数据因此经由(I/O)控制器310被提供给处理器312。在另一示例中，处理器可以包括该功能。在一个示例中，感测电路308被配置为将原始数据发送到处理器312，使得处理器312处理原始数据。例如，处理器312从感测电路308接收数据，并且然后确定如何在计算机系统300内使用该数据。该数据可以包括每个感测点的坐标以及施加在每个感测点上的压力。在另一示例中，感测电路308被配置为通过从感测点读取脉冲并将它们转换成处理器312可以理解的数据来处理原始数据本身。感测电路308可以执行过滤和/或转换过程。通常实施过滤过程以减少繁忙的数据流，使得处理器312不会因冗余或非必要数据而过载。可以实施转换过程以在将原始数据发送或报告给处理器312之前调节原始数据。转换可以包括确定每个触摸区域的中心点(例如，质心)。感测电路308可包括存储元件，用以存储触摸屏程序，其可控制触摸屏306的不同方面。例如，触摸屏程序可包含基于所选感测点(例如，坐标)输出什么类型的值。事实上，感测电路308结合触摸屏程序可以遵循预定的通信协议。众所周知，通信协议是用于在两个设备之间交换数据的一组规则和过程。通信协议通常以数据块或数据包的形式传输信息，该数据块或数据包包含要传输的数据、将数据包定向到其目的地所需的数据、以及校正沿途发生的错误的数据。举例来说，感测电路可以将数据置于HID格式(人机接口设备)中。感测电路308通常包括一个或更多个微控制器，每个微控制器监视一个或更多个感测点。微控制器可以例如对应于专用集成电路(ASIC)，其与固件一起工作以监视来自感测设备的信号并处理监视的信号并将该信息报告给处理器312。合适的触摸屏是可商购的并且通常包含在移动设备中，诸如智能手机或平板计算机。

触摸屏306向处理器312报告触摸并且处理器312根据其编程将触摸转换成有色涂层的经修改的数字表示。

在另一示例中，交互元件306是鼠标，该鼠标经由通信接口可操作地耦合到处理器312。鼠标可以经由输入/输出(I/O)控制器310被连接到处理器，如前面结合触摸屏所述。(I/O)控制器310向处理器312报告点击，并且处理器312根据其编程将点击转换为有色涂层的经修改的数字表示。

之后，处理器312基于有色涂层的经修改的数字表示生成有色涂层的颜色数据。在该示例中，处理器312基于经修改的数字表示经由通信接口328取得存储在数据库320中的所述颜色数据来生成颜色数据。在另一示例中，处理器312通过使用存储在数据库320中并对历史涂层的颜色数据以及用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方进行参数化的数据驱动模型来生成颜色数据，以基于所述模型和生成的经修改的数字表示计算颜色数据。

在处理器312已经使用在渲染之前存储在数据库318中并由处理器312经由通信接口332取得的所生成的颜色数据和虚拟对象数据执行如上所述的诸如基于图像的照明的渲染过程之后，基于所生成的颜色数据的颜色由显示设备进行显示。

图3b示出用于设计由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色的系统300'的替代实施例。在该示例中，系统300'包括经由通信接口326'、328'耦合到数据库316'、318'的显示设备302'和经由通信接口336'连接到显示设备302'并经由通信接口338'到数据库340'的计算设备332'。在另一示例中，计算设备332'可以经由另外的通信接口(未示出)访问数据库318'。

计算设备330'可以是单个计算设备或位于服务器环境中。在后一种情况下，显示设备302'可以用作客户端设备并且可以经由网络(即通信接口336')(诸如互联网)访问服务器(即计算设备330')。优选地，服务器可以是HTTP服务器并且经由传统的基于互联网的技术来访问。如果向客户或在较大的公司设置中提供由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色设计服务，则基于互联网的系统特别有用。

如图3b中所示，计算机系统300'包括处理器312'，该处理器312'被配置为执行例如从存储器314'取得的指令，并执行与计算机系统300'相关联的操作，即

-经由通信接口接收有色涂层的数字表示；

-经由交互元件检测用户输入；以及

-可选地将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示。

在该示例中，有色涂层的数字表示经由通信接口326'从数据库316'接收。在另一示例中，它由处理器312'从存储器314'中取得。

显示设备302'具有屏幕304'，用于特别经由图形用户界面(GUI)向用户显示所提供的涂层的数字表示和从处理器312'接收的有色涂层的生成的颜色数据。为此，显示设备302'经由通信接口可操作地耦合到处理器312'。在该示例中，显示设备302'经由通信接口322'、324'、感测电路308'和输入/输出(I/O)控制器310'被连接到处理器312'。在另一示例中，显示设备302'经由通信接口直接耦合到处理器312'。在该示例中，显示设备302'与处理器312'和存储器314'集成以形成台式计算机(全部在一台机器中)、膝上型计算机、手持计算机或平板计算机等。在另一示例中，显示设备302'可以是单独的组件(外围设备，未示出)。显示设备302'用于显示与有色涂层的数字表示相关联的颜色和与生成的颜色数据相关联的颜色，如图3a中所述。在该示例中，显示设备302'进一步包含如图3a中所述的交互元件306'，并且显示设备302'的处理器312'用于检测经由交互元件306'的用户输入，如图3a中所述。

在一个示例中，显示设备302'的处理器312'将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示。在另一示例中，处理器332'用于如下概述的这个目的。计算机系统300'进一步包括驻留在计算设备330'内的处理器332'，该处理器332'被配置为执行例如从存储器334'取得的指令，并执行与计算机系统300'相关联的操作，即

-可选地将检测到的用户输入转换成有色涂层的经修改的数字表示；以及

-基于有色涂层的经修改的数字表示生成涂层的颜色数据。

使用执行本发明方法的不同步骤的两个不同的计算机处理器允许将需要高计算能力的步骤转移到单独的计算设备，因此允许使用具有有限计算能力的显示设备而不会对生成颜色数据所需的计算时间产生负面影响，其可包括使用高计算能力在可接受的时间范围内执行计算。因此，如前所述，如果颜色数据的生成通过使用经修改的数字表示和数据驱动模型计算颜色数据来执行，则系统的该实施例是特别优选的。关于合适的计算机处理器314'和334'，参考图3a。计算设备330'的处理器332'取得存储在数据库340'中并对历史涂层的颜色数据以及用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方进行参数化的数据驱动模型，并使用取得的数据驱动模型和经修改的数字表示(由处理器332'生成或从处理器312'经由通信接口336'提供给处理器332')计算颜色数据。

在一个示例中，在处理器312'已经使用在渲染之前存储在数据库318'中并由处理器312'经由通信接口328'取得的所生成的颜色数据和虚拟对象数据执行如上所述的诸如基于图像的照明的渲染过程之后，基于所生成的颜色数据的颜色由显示设备302'进行显示。在另一示例中，在处理器332'已经使用存储在数据库318'中并由处理器336'经由通信接口(未示出)取得并且已经经由通信接口336'将渲染结果提供给处理器312'的所生成的颜色数据和虚拟对象数据执行如上所述的诸如基于图像的照明的渲染过程之后，基于所生成的颜色数据的颜色由显示设备302'进行显示。如果显示设备302'的处理器312'的计算能力不足以在可接受的时间范围内执行渲染，则这可能是优选的。

图4示出系统400，其包括具有屏幕402的显示设备/由具有屏幕402的显示设备组成，在屏幕402上向用户显示示出预先存在的颜色库的图形用户界面404。结合图3a和3b描述合适的系统。图形用户界面404可以例如显示在图1的框102或图2的框202中。在该示例中，图形用户界面404显示在诸如平板计算机的便携式显示设备400上。在另一示例中，图形用户界面404显示在固定显示设备上，诸如固定计算机监视器。图形用户界面404示出预先存在的颜色库，其中有色涂层的颜色显示在具有圆顶形状406的3D虚拟对象上。在该示例中，预先存在的颜色库包含195种颜色，其中48种颜色在显示设备的屏幕上示出。通过经由触摸屏手势滚动浏览预先存在的颜色库，可以查看更多颜色。通过使用预定义照明条件(基于图像的照明)用显示设备400内部存在的处理器渲染与预定义库相关联的颜色数据和虚拟圆顶形状对象的对象数据，并在屏幕402上显示渲染结果，来显示预先存在的颜色库。在该示例中，与预定义库相关联的颜色数据被存储在数据库中并且在渲染之前经由通信接口(优选地无线通信接口)提供给显示设备的处理器。在另一示例中，与预定义颜色库相关联的颜色数据被存储在显示设备400内部存在的存储器中。在该示例中，颜色数据通过如前所述从初始BTF生成优化的BTF来获得。简而言之，该方法包括：

-使用基于相机的测量设备确定对象的初始BTF，

-使用分光光度计，捕获对象的预先给定数量的光谱反射率数据，即有限数量的不同测量几何形状，以及

-通过将公式(1)的初始BTF分割成项和项/>使初始BTF适应捕获的光谱反射率数据以获得优化的BTF

其中

x：样品/对象的表面坐标

样品的底涂层的照明和观察/观看方向

取决于照明和观察方向的颜色表

a：反照率或漫反射率

第k个Cook-Torrance波瓣；Cook-Torrance波瓣是一种常用的BRDF，其描述微表面的光泽度

S_k：第k个Cook-Torrance波瓣的权重

a_k：第k个Cook-Torrance波瓣的贝克曼分布的参数

F_0,k：第k个Cook-Torrance波瓣的菲涅耳反射率

取决于照明和观察方向的空间纹理图像的表

进一步将第一项(F1)划分为第一子项和第二子项，该第一子项对应于取决于照明和观察方向的颜色表并且该第二子项对应于强度函数并通过在第一优化步骤中优化第一子项的参数同时第二子项的参数保持不变，并通过在第二优化步骤中优化第二子项的参数同时第一子项的参数保持不变，将捕获的光谱反射率数据与初始BTF之间的色差最小化。

在另一示例中，颜色数据通过用分光光度计测量有色涂层的颜色获得。

图5示出包括具有屏幕502的显示设备或由具有屏幕502的显示设备组成的系统500，在屏幕502上向用户显示用于修改有色涂层的数字表示的图形用户界面504。该用户界面504可以在用户已经从图4中显示的预先存在的颜色库中选择颜色之后进行显示。在该示例中，用户界面504包括两个调节工具506、514。调节工具506从所提供的数字表示生成并且是具有由线512.1、512.n分隔的视觉上不同的隔室508.1、508.n的盒子。这些线512.1、512.n对应于调节器，该调节器允许相对于盒子中存在的其它隔室调节每个隔室的大小。每个隔室508.1、508.n指示存在于与有色涂层相关联的涂层材料中的成分类型510.1、510.n，诸如颜料(彩色颜料、效果颜料)、粘合剂等。成分的类型在隔室中使用指示成分类型(颜料、粘合剂等)的图形表示(诸如金属片，盒子等)，并且从由用户选择并提供给处理器的有色涂层的数字表示中获得。每个隔室508.1、508.n的大小指示相应成分的量并且可以由用户通过例如用手指触摸触摸屏并移动至少一个线来调节。调节工具514可用于通过移动调节器516来改变由调节工具506中的隔室510表示的效果颜料的颜色。与提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色被显示在汽车车身518的一部分上。通过渲染与所提供的有色涂层的数字表示相关联的颜色数据、虚拟车身的对象数据和预定义照明条件，特别是高动态范围(HDR)环境地图(即使用基于图像的照明执行渲染)，并显示渲染结果来获得彩色汽车车身。

图6示出系统600，其包括具有屏幕602和图形用户界面604的显示设备/由具有屏幕602和图形用户界面604的显示设备构成，其显示修改的涂层材料以及与修改的涂层材料相关联的颜色。该用户界面604可以在用户经由图5中显示的调节工具506和/或514修改涂层材料的配方之后被显示。在该示例中，用户界面604包括两个调节工具606、614。在该示例中，用户通过移动调节工具606的线612.1、612.n以调节用于制备有色涂层的涂层材料的成分的量使得获得所需的颜色，来修改图5中518中所显示的有色涂层的颜色。在另一示例中，存在于用于制备有色涂层的涂层材料中的效果颜料610的颜色通过将调节工具614的调节器616移动到所需颜色而被修改。在另一示例中，成分的量以及成分的颜色/类型通过使用调节工具606、614二者来修改。在该示例中，显示设备的屏幕602包括触摸屏并且修改由用户经由触摸屏手势执行。在另一示例中，修改是由用户经由鼠标的移动和/或鼠标点击使用鼠标来执行的。由用户经由触摸屏手势或计算机鼠标移动调节工具606、614的调节器610.1、610.n、614而对涂层材料进行的修改用计算机处理器检测，如结合图3所述。然后处理器使用检测到的修改将这些检测到的修改转换成有色涂层材料的经修改的数字表示。在该示例中，经修改的数字表示包括反映由用户经由如前所述的调节工具606、614所做的修改的有色涂层材料的修改的配方。在该示例中，用户输入由显示设备的处理器转换成经修改的数字表示。在另一示例中，显示设备的处理器经由通信接口将检测到的用户输入转发到位于另外的计算单元中的显示设备外部的处理器，并且该另外的计算单元的第二处理器将检测到的用户输入转换成经修改的数字表示。在用户输入被转换成经修改的数字表示之后，生成与经修改的数字表示相关联的颜色数据。在该示例中，使用对历史涂层的颜色数据和用于制备历史涂层的有色涂层材料的历史配方进行参数化的数据驱动模型以及用不存在于显示设备内的第二处理器所生成的有色涂层的经修改的数字表示，计算颜色数据。为此，显示设备的处理器经由通信接口向第二处理器提供生成的经修改的数字表示，第二处理器使用数据驱动模型和提供的经修改的数字表示来计算颜色数据，并经由通信接口将计算的颜色数据提供给显示设备的处理器进行颜色数据的显示。数据驱动模型是诸如在US20020184167A1和US20190078936A1中公开的黑盒模型，并且经由计算机可读存储器(诸如数据库)提供给第二计算机处理器。与经由显示设备的处理器可用的计算能力相比，第二处理器的使用允许增加计算能力，从而导致减少的计算时间并且因此允许交互地执行颜色的修改。在另一示例中，使用显示设备的处理器、提供给处理器的数据驱动模型和生成的经修改的数字表示来计算颜色数据。如果显示设备的处理器的计算能力足够高以在短时间跨度内(即在至多几秒内，优选地在一秒内)计算颜色数据，以允许交互式修改颜色，则这是优选的。在另一示例中，通过从经由通信接口连接到显示设备600的处理器的数据库或查找表中取得与经修改的数字表示相关联的颜色数据来生成颜色数据。这允许显著减少生成颜色数据所需的时间，但需要提供预先计算的颜色数据，用于用户可以使用GUI 604上显示的调节工具606、614生成涂层材料的任何配方。生成的颜色数据然后显示在显示设备的屏幕602上。在该示例中，生成的颜色数据显示在汽车车身618的一部分上的GUI 604上。为此，生成的颜色数据、虚拟汽车车身的对象数据和预定义照明条件由显示设备的处理器渲染，并且在显示设备的屏幕602的GUI 604上显示渲染结果，即具有与经由调节工具606和614显示的修改的涂层材料相关联的颜色的彩色汽车车身618。

Claims (15)

1.一种用于设计被涂覆有至少一个有色涂层的对象的外观的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)经由通信接口向计算机处理器提供有色涂层的数字表示以显示在显示设备的屏幕上；

(ii)经由交互元件用所述计算机处理器检测用户输入；

(iii)用所述计算机处理器将所检测到的用户输入转换成所述有色涂层的经修改的数字表示；

(iv)可选地重复步骤(i)至(iii)；

(v)基于所述有色涂层的所述经修改的数字表示，用所述计算机处理器生成所述涂层的颜色数据；

(vi)在所述显示设备的所述屏幕上显示从所述处理器接收的所生成的颜色数据；以及

(vii)可选地重复步骤(i)至(vi)，或步骤(ii)至(vi)，或步骤(v)和(vi)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有色涂层的所述数字表示包括关于用于制备所述有色涂层的涂层材料的配方的数据以及可选地所述有色涂层的颜色数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，提供所述有色涂层的所述数字表示包括：提供涂层标识数据，基于所提供的涂层标识数据获得所述涂层的所述数字表示，以及提供所获得的数字表示。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，提供所述有色涂层的所述数字表示包括：在所述显示设备的所述屏幕上显示预先存在的颜色库，从所显示的预先存在的库中选择颜色，基于所选择的颜色获得所述有色涂层的所述数字表示，以及提供所获得的所述有色涂层的数字表示。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，经由所述交互元件检测用户输入的步骤包括：在所述显示设备的所述屏幕上显示在用于制备所述有色涂层的所述涂层材料中存在的成分的至少部分，经由所述交互元件操纵至少一个所显示的成分，以及检测所述操纵。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述显示设备的所述屏幕上显示在用于制备所述有色涂层的所述涂层配方中存在的所述成分的至少部分的步骤包括：显示包括多个调节器的至少一个调节工具,每个调节器对应于在所述涂层材料中存在的成分的类型和/或量。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，经由所述交互元件操纵至少一个所显示的成分的步骤包括：经由所述交互元件调整至少一个所显示的成分的所述类型和/或量。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所检测到的用户输入转换成所述有色涂层的经修改的数字表示包括：将所检测到的用户输入转换成用于制备所述有色涂层的所述有色涂层材料的经修改的配方数据。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，基于所述有色涂层的所述经修改的数字表示生成颜色数据的步骤包括：基于所述经修改的数字表示，特别地基于所述有色涂层材料的所述经修改的配方数据，获得颜色数据。

10.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，基于所述有色涂层的所述经修改的数字表示生成颜色数据的步骤包括：使用对历史涂层的颜色数据和用于制备所述历史涂层的有色涂层材料的历史配方进行参数化的数据驱动模型，以从所述有色涂层的所述经修改的数字表示，特别是从所述有色涂层材料的经修改的配方数据，计算颜色数据。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述显示设备的所述屏幕上显示从所述处理器接收的所生成的颜色数据的步骤包括：提供虚拟对象的对象数据，可选地提供至少一个其他涂层的其他颜色数据，以及使用预定义照明条件渲染所接收的颜色数据、所提供的对象数据以及可选地所提供的其他颜色数据。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：

(viii)用所述计算机处理器确定所述有色涂层的所述经修改的数字表示是否在至少一个预定义容差内；

(ix)可选地根据确定所述经修改的数字表示在至少一个预定义容差内：经由所述通信接口将所述经修改的数字表示提供给涂层材料制造地点，以及可选地基于所提供的经修改的数字表示来制造所述涂层材料；

(x)可选地根据确定所述经修改的数字表示在至少一个预定义容差之外：在所述显示设备的所述屏幕上显示至少一个推荐；以及

(xi)可选地根据确定所述经修改的数字表示在至少一个预定义容差之外：重复步骤(i)至(vi)，或步骤(ii)至(vi)，或步骤(i)至(xi)，或步骤(ii)至(xi)。

13.一种用于设计由有色涂层材料生产的有色涂层的颜色的系统，所述系统包括：

-通信接口，用于提供有色涂层的数字表示以显示在屏幕上；

-显示设备，其包括屏幕；

-交互元件，用于检测用户输入；

-处理器，其与所述通信接口和所述显示设备通信，所述处理器被编程为：

■经由所述通信接口接收有色涂层的所述数字表示；

■经由所述交互元件检测用户输入；

■将所检测到的用户输入转换成所述有色涂层的经修改的数字表示；

■基于所述有色涂层的所述经修改的数字表示，生成所述涂层的颜色数据，

其中，所述显示设备从所述处理器接收所述有色涂层的所提供的数字表示和所生成的颜色数据，并显示所述涂层的所述数字表示和所述颜色。

14.一种非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，所述指令当由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1至12中的任一项所述的方法的步骤。

15.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法或根据权利要求13所述的系统的用于设计在对象的表面的至少部分上存在的至少一个有色涂层的颜色的用途。