TWI381924B - 用於分級一準寶石之切割之方法 - Google Patents

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Description

用於分級一準寶石之切割之方法
本發明大體上係關於率寶石之分級。更特定言之，本發明係關於一分級鑽石切割之系統及方法。
通常聯繫鑽石之切割(cut)、成色(color)、淨度(clarity)及克拉重量(carat weight)(四個C)來提及鑽石之品質。在該等四個C(成色、淨度、切割及克拉重量)中，切割係鑽石外觀之最不為人所瞭解且最不能達成一致意見的態樣。關於某一圓形明亮型鑽石切割之優越性之當前主張主要集中於三種解決方法：(1)使用特定組之比例(例如，AGS 0、AGA 1A、"一級(class 1)"切割[如先前由GIA Education所教示]、HRD(鑽石高階層議會)"極佳(Very Good)"等級、"理想式(Ideal)"切割及"托考斯基(Tolkowsky)"切割之彼等比例)；(2)使用檢視設備來查看鑽石中特定圖案或圖案要素(例如，FirescopeT N 、SymmetriscopeT N 、IdealScope及各種"Hearts－and－Arrows(八心八箭)"型檢視器)；及(3)使用諸如GemEx BrillianceScopeT N 及ISEE2T N 之專利量測設備，其量測鑽石外觀之以下態樣中之一或多者：亮光(brilliance)、火光、閃光及/或對稱性。
發明家們希望用不同之解決方法來基於以下問題而開始其對鑽石切割之評估的研究：什麼使得圓形明亮型切割(RBC)鑽石看起來如此？切割比例之差異在何種程度上造成可觀測之差別？那些比例組產生大多數有經驗之觀測者認為有美感之結果？
Manson(1991)簡要描述了利用先進電腦建模而進行之早先研究，且隨後Hem phill等人(1998)及Reinitz等人(2001)對其作了詳細描述。許多其它團體已使用某一形式之電腦建模來預測鑽石比例組之外觀態樣，包括：Fey(1975)、Dodson(1978、1979)、Hardy等人(1981)、Harding(1986)、van Zanten(1987)、Long及Steele(1988、1999)、Tognoni (1990)、Strickland(1993)、Shigetomi(1997)、Shannon及Wilson(1999)、Inoue(1999)及Sivovolenko等人(1999)。在下文參考書目部分中所完全引用之論文中發現關於此早先發明之細節，且該等細節係以引用的方式併入本文中。如所瞭解，此等其它研究中之極少數(若存在的話)藉由如在關聯於本發明之研究中所欲進行的方式對真實之鑽石進行觀測測試來驗證其之建模結果。藉由觀測來驗證電腦建模被認為有利於評估鑽石切割外觀，因為若無此驗證則存在產生不適用於對鑽石之真實評價之結果的風險。
經磨光之鑽石的面朝上之外觀通常以其之亮光(或光澤(brilliancy))、火光及閃光而作描述(參見例如，GIA Diamond Dictionary，1993)。然而，歷史上亦已使用其它術語來描述鑽石外觀，甚至將閃光添加至此列單亦係相對新近之發展。
現今，雖然亮光、火光及閃光被廣泛用以描述鑽石外觀，但是在寶石學文獻中所發現的此等術語之定義不盡相同，且不存在用於評估及/或比較鑽石之此等特性的唯一普遍接受之方法。又，當有經驗的鑽石貿易人員(例如)在各種國際鑽石切割中心及在貿易展覽會上評價鑽石之外觀時，其使用額外之術語，或使用一般由零售商及珠寶消費者所使用之術語。除亮光、火光及閃光之外，通常使用諸如"壽命"、"流行"、"豔麗"、"昏暗"、"明亮"或"無生氣"之其它詞彙來描述鑽石之切割外觀。當使用此等術語時，該等鑽石貿易人員一般將不能夠精確解釋其意謂什麼。在某些狀況下，他們可知曉其是否喜歡一鑽石，但是不能夠確切地說明原因。
可考慮解決如何塑造具有最佳外觀之鑽石之問題的若干現有之通用解決方法。一者可從觀測比較開始，諸如，"鑽石A看起來優於鑽石B"。然而，在沒有關於為何一鑽石看起來優於另一鑽石之預測性架構的情況下難以產生該等結果。
當然，傳統係發現具有最佳外觀之鑽石切割之另一途徑：依賴於歷史發明。然而，對於具有優良外觀之鑽石的傳統判定係基於在開發歷史上鑽石切割樣式時已知什麼。新的切割技術使得不同切割變得實用，且新的鑽石來源出產具有不同形狀及成色之粗糙的鑽石。在此等途徑中，切割樣式之經濟性及可能性已改變。諸如下腰棱琢面長度或裝飾有鑽石之照明環境之未陳述之假設尤其可能改變觀測之品質。因此，傳統解決方案可能不是最佳解決方案。
設計或評估鑽石切割之另一途徑係建立模型。數學模型使用光學理論來模擬光如何與鑽石互動。作為材料之鑽石之特性係熟知的，且尤其當使用電腦來執行必要之計算時，計算光穿過透明材料之路徑並不困難。在電腦廣泛可用之前，使用幾何及圖形技術。更近年來，研究者已使用電腦建模(通常為射線跟蹤)來計算光路徑。因此，在切割任何粗糙的鑽石之前，可模擬鑽石切割及其之光學特性來最優化一特定結果。然而，所有模型係基於假設，且在可計算其之前須仔細在數學上定義想要之電腦結果。
預測使得能夠檢查模型(實體的及虛擬的)之適用性。亦可實體地塑造預測模型：例如，一者可建置人工環境用於檢視鑽石。在此情況下，可建構一實體模擬之檢視環境及一數學模擬之檢視環境且將其進行比較以相互達成一致。對任何此模擬環境而言，一重要問題係關聯性：正模擬何種類型之檢視環境，且更重要地，該檢視環境如何與鑽石將被日常檢視之實際環境相關？
儘管檢視設備建立模型以求真實性，但是其並不使其自身易於進行預測。實情為，其允許評價鑽石之外觀之定性方法。需要對該方法進行系統化且與在更自然之環境中進行之觀測相比較以便驗證此等設備。
另一選擇係對外觀態樣之量測。舉例而言，現有之設備及系統可用於量測鑽石之亮光及閃光。此等設備及系統傾向於根據某一任意尺度(例如，低、中等、高及極高)來量測此等特徵。
某些現有之切割系統試圖使用個別比例之狹窄範圍或若干比例之組合之範圍來成文化具有最佳外觀之鑽石。通常，此等系統將一特定組之比例範圍判別為最佳。在某些態樣中，此相當於一"靶心"解決方法：定義比例目標且認為所有其它比例組合係較差的，且隨著該等比例與目標之間的差異增大認為該等所有其它比例組合係逐漸更差的。此解決方法具有若干風險。首先，此等系統通常不為所有琢面指定比例，尤其不為星形、上腰棱及下腰棱琢面指定比例，該等所有琢面約占鑽石表面之50%。另一關注係通常個別地指定此等系統中之比例，但是並非可接受之比例之所有組合可導致相同的外觀或性能。最終，可存在具有優良外觀(及較佳性能)之鑽石，其具有不同於該目標之比例，不能將其區別於距該目標同等遠之具有不佳外觀、較差性能的鑽石。因此，發現某些具有優良外觀之鑽石之對比例之靶心解決方法並不可發現全部鑽石。
儘管鑽石之性能係可計量的，但是"美"保持高度主觀性。外觀量度不是主觀性的，但是個人喜好係主觀性的。切割系統不可保證在所有狀況下每個人喜歡一組比例甚於另一組比例。實情為，隨著該切割等級變壞，每一等級種類中之鑽石從每個人喜歡之鑽石改變為某些人喜歡之鑽石，從而變成無人喜歡的鑽石。的確，研究與貿易之互動確認不同個人將不同地考慮"頂"級種類內之鑽石。不能確認喜好差異之分級系統對鑽石貿易係既非科學的亦非有用的。
一根據本發明之準寶石切割分級系統適用於圓形明亮型切割鑽石。該系統調節電腦建模技術、觀測測試及貿易互動以提供一評價鑽石之外觀及切割品質之綜合性方法。該切割分級系統考慮影響鑽石總體切割品質之許多切割要素。對一給定組之切割比例而言，該系統為不同之切割要素產生計分並處理該等計分以達成一總體切割分級。該等切割要素計分係自不同之計算或判定而得到，其中某些經設計以精確地預測可觀測之外觀品質。在一實例實施例中，該切割分級系統係由電腦實施的。
可由一分級準寶石切割之方法以一形式來實施本發明之上述及其它態樣。該方法為對應於準寶石表示之複數個切割要素獲得許多計分，其中該等切割要素中之每一者影響用於準寶石表示之切割品質，並用一切割分級演算法來處理該等計分以便為準寶石表示產生總體切割分級。該準寶石表示可對應於一真實的切割準寶石，例如，一鑽石或提議之或模擬之準寶石。該等計分包括至少一與外觀相關之計分、至少一與設計相關之計分及至少一與技藝相關之計分。
下文係對較佳切割之鑽石之較佳態樣之論述。藉由在典型貿易環境中對真實之鑽石進行觀測來為亮光及火光描述先前已公開之量度的測試(基於數學模型之數字值)。接著基於該等結果來開發並描述新的量度。亦解釋了如何利用進一步之觀測測試來驗證該等新的量度。開發並測試額外之方法(包括環境及步驟)以用於評估鑽石外觀及切割品質之其它較佳態樣。最終，於此廣泛之測試期間在所收集之資訊的基礎上，建構一用於評價圓形明亮型切割鑽石的切割外觀及品質之綜合性系統。以下描述陳述此系統之一較佳構架。
本文中可以功能區塊組件及各種處理步驟來描述本發明。應瞭解，此等功能區塊可由經組態以執行該等指定之功能之任何數目之硬體、軟體及/或韌體組件而得以實現。舉例而言，本發明可使用例如記憶體元件、數位訊號處理元件、邏輯元件、檢查表及其類似物之各種積體電路組件，該等積體電路組件可在一或多個微處理器或其他控制設備之控制下實施多種功能。此外，熟習此項技術者將瞭解可結合一或多個電腦設備、架構或網路來實施本發明，且本文中所描述之系統僅係本發明之一例示性應用。
應瞭解本文中所展示及描述之特定實施例係用於說明本發明及其之最佳模式，且不希望以任何方式另外限定本發明之範疇。當然，為簡潔起見，本文中可不詳細描述用於資料處理、資料傳輸、射線跟蹤、光學建模及該等系統(及該等系統之個別操作組件)之其它功能態樣之習知技術。此外，本文中所含有之各種圖式中所展示之連接線意欲表示各種元件之間的例示性功能關係及/或實體耦接。應注意的是，許多替代或額外之功能關係或實體連接可存在於一可行之實施例中。
本文中使用關於鑽石外觀及切割分級之以下定義："亮度"：當面朝上進行檢視時，在經磨光之鑽石中所查看到之"白"光之內部及外部反射的外觀或範圍。應注意，儘管亮光已用以描述此特性(參看，例如Hemphill等人，1998；Reinitz等人，2001)，但是在關聯於本發明之研究中發現許多貿易個人及一般公眾在其使用彼術語時包括其它外觀態樣(諸如對比度)。
"亮度組"：在觀測測試期間用以驗證亮度量度之個人組。
"共同檢視環境"(CVE)：如下所述，使用具有等同於日光之螢光燈泡與頭頂白色LED(發光二極體)之組合的一中性灰盒來檢視鑽石之總體切割外觀及品質。
"電腦模型"：一電腦程式，其重新建立一目標之特性及特徵連同在其與其之環境之指定態樣的互動中的關鍵因素。
"技藝"：對在經磨光之鑽石的製作過程中所付出之關心度的描述，可在對鑽石之最終表面(磨光度及對稱性)中看出該關心度。
"切割要素"：可影響準寶石之總體切割分級的該準寶石之特徵、品質或特性。舉例而言，亮度、火光及圖案每一者皆被考慮為一切割要素。
"切割比例"：對準寶石之一或多個物理態樣之線性、角度或相對之量測。
"設計"：對鑽石之物理形狀之描述，可在鑽石之比例、重量比及耐久性中看出該物理形狀。
"耐久性"：對經磨光之鑽石之描述，其說明該鑽石之比例所固有之損壞的風險(意即，在一具有極薄腰棱之鑽石中碎裂之風險)。
"面朝上之外觀"：當在切平面朝上之位置中檢視一經磨光之鑽石時其之總體外觀(亮度、火光及閃光)。此外觀包括當"搖動"或"傾斜"鑽石時所查看到之內容。
"火光"：當面朝上進行檢視時分散至在經磨光之鑽石中所查看到之光譜色彩中之光的外觀或範圍。
"火光組"：在觀測測試期間用以驗證火光量度之個人組。
"準寶石表示"：一真實"現實世界"的或實體準寶石或一經電腦化的或虛擬準寶石之特徵在於外觀、比例或其它資料。
"量度"：經由電腦建模所獲得之經計算之數字結果；在關聯於本發明之鑽石切割研究中，為虛擬及真實之鑽石而計算亮度及火光之量度。
"總體切割外觀及品質"：對經磨光之鑽石之描述，其包括彼鑽石之面朝上之外觀、設計及技藝。
"總體觀測組"：由六個人組成的組(其經組合而具有超過100年的鑽石經驗)，其在觀測測試期間用以發現關於面朝上之外觀之額外之態樣並根據該較佳實施例對切割分級系統的預測進行驗證。
"總體確認鑽石"：在此研究中用以根據較佳實施例驗證鑽石切割分級系統之預測精確度的鑽石。總體觀測組之成員觀測此等鑽石中之每一者的總體切割外觀及品質。
"超重"：一準寶石之描述符，當面朝上進行檢視時該準寶石之比例使得該準寶石之直徑呈現為大大小於其之克拉重量將指示之直徑。
"磨光度"：表面之平滑度或發光度。
"研究(參照)鑽石"(RD)：由45顆經磨光之鑽石(包含較寬範圍之比例組合)組成的核心組，購買且/或製造該等鑽石以在關聯於本發明之研究過程中將其用作主樣本群。
"閃光"：當面朝上進行檢視時在一經磨光之鑽石中所查看到之光點的外觀或範圍，該等光點隨著鑽石、觀測者或光源移動(火花)而閃動；及明亮及昏暗區域之相對尺寸、配置及對比度，該等明亮及昏暗區域產生自當在鑽石靜止或移動(圖案)時當面朝上進行檢視時在一經磨光之鑽石中所查看到的內部及外部反射。
"對稱性"：在一分界線或正中平面或大約一中心或軸之相對側上之部分之大小、形狀及相對位置的一致性。
"重量比"：對鑽石之總體重量相對於其之直徑之描述。
應注意，對火光及閃光之定義不同於GIA Diamond Dictionary(1993)中當前所發現之對類似術語之彼等定義，且不同於先前關於此研究之論文(Hemphill，1998；Reinitz，2001)中所給定之彼等定義。為了此說明及根據較佳之實施例即將展現之鑽石切割分級系統的目的，其替換彼等定義，且亮度(brightness)代替亮光(brilliance)。亦應注意，除亮度、火光及閃光之外，如由鑽石之物理形狀(例如，重量及耐久性之關注)及其之最終表面(磨光度及對稱性)所證實的鑽石之設計及技藝亦可係鑽石之總體切割品質之顯著指示。
本文中所描述之準寶石切割分級系統可部分地或完全由電腦實施。在此方面，可在一或多個電腦設備中實現該系統，該等電腦設備可以電腦網路之形式而連接在一起。熟習相關技術者已知電腦硬體、網路基礎構造及軟體架構之細節，且因此本文中將不描述此等細節。簡要地，一由電腦實施之準寶石切割分級系統利用經組態以執行本文中所描述之任務、過程及程序(及可能之其它任務)之一或多個電腦。
該切割分級系統可利用標準桌上型電腦、膝上型電腦、掌上型電腦、基於伺服器的及/或任何適宜之計算設備或架構。在此方面，該計算配置經適宜地組態以執行關聯於對資料之管理、處理、擷取及/或傳遞之任何數目之功能及操作’且其可經組態以在諸如Unix、Linux、Apple M acintosh OS或Microsoft Windows之任何變體之任何適宜之作業系統上運行。此外，該計算架構可使用任何數目之微處理器，例如，Intel之Pentium家族的處理器或自Advanced Micro Devices、IBM、Sun Microsystems或Motorola可購得之處理器設備。
該等電腦處理器與系統記憶體(例如，適宜數目之隨機存取記憶體)及適宜數目之儲存器或"永久性"記憶體通信。該永久性記憶體可包括一或多個硬碟、軟碟、CD－ROM、DVD－ROM、磁帶、抽取式媒體、固態記憶體裝置或其之組合。根據已知之技術，關聯於該切割分級系統之作業系統程式及應用程式駐於永久性記憶體中，且在運作期間可將其之部分載入系統記憶體中。根據熟習電腦程式設計技術者之實踐，下文中參看可由各種電腦組件、元件或模組執行之操作之符號表示來描述本發明。此等操作有時稱為由電腦執行、經電腦化、由軟體實施或由電腦實施的運作。應瞭解，用符號表示之操作包括由各種微處理器設備對電訊號(其表示系統記憶體中記憶體位置處之資料位元)進行之控制以及對訊號進行之其它處理。其中維護有資料位元之記憶體位置係具有對應於該等資料位元之電、磁、光學或有機特性的實體位置。
當以軟體實施時，本發明之各種元件實質上係執行各種任務之碼段、電腦程式元件或軟體模組。該等程式片段或碼段可儲存於處理器可讀媒體中，或由一包含於一載波中之電腦資料訊號經由任何適宜之傳輸媒體或通信路徑而被傳輸。該"處理器可讀媒體"或"機器可讀媒體"可包括可儲存或轉移資訊之任何媒體。該處理器可讀媒體之實例包括電子電路、半導體記憶體設備、ROM、快閃記憶體、可擦式ROM(EROM)、軟碟、CD－ROM、光碟、硬碟、光纖媒體、射頻(RF)鏈路或其類似物。電腦資料訊號可包括可經由一諸如電子網路通道、光纖、無線、電磁路徑或RF鏈路之傳輸媒體傳播之任何訊號。可經由諸如網際網路、企業內部網路、LAN或其類似物之電腦網路下載該等碼段。
本文中所描述之實例實施例適宜用於分級圓形明亮型切割鑽石。然而，本發明之技術並不受此限定。當然，一可行之實施例可經特定組態以提供對不同類型之寶石、不同切割形狀及不同成色之寶石之準寶石切割分級。視特定應用而定，該切割分級系統可處理不同切割比例參數、不同外觀演算法及量度及不同切割要素。
聯繫本文中所描述之該準寶石切割分級系統之發展，當研究者評估鑽石之亮度、火光、及總體外觀時其觀測有經驗的鑽石製造商、經銷商及零售商。使用此等互動作為基礎，建立一綜合性鑽石切割分級系統，分析許多鑽石外觀量度(例如，亮度量度及火光量度)以發現符合人類觀測之最佳鑽石，將總體外觀結果與許多外觀量度進行比較，且建立一模仿共同貿易環境之標準環境。簡要地，該準寶石切割分級系統考慮亮度、火光、組合之亮度/火光特徵、閃光、超重、耐久性、磨光度及對稱性之要素。實務上，首先藉由該等量度計算來建立一光效能可能性(意即，考慮比例之組合及其以何較佳程度協作以將白色及彩色光傳回至觀測者之最佳等級可能性)，且接著該可能性可進一步由與圖案、設計及技藝有關之推論及計算所限定以說明任何負面影響。
電腦建模、觀測測試及貿易互動確認有美感之鑽石應係"明亮的"，其應將盡可能多的光傳回至觀測者的眼睛。有美感之鑽石亦應係"熱烈的"及"閃爍的"。當其相對於觀測者移動時，其應散發出彩色及白色光之光芒。此外，尤其當在面朝上(切平面對著觀測者)之位置中進行檢視時，鑽石應具有令人愉悅之總體外觀。
一令人愉悅之外觀的某些態樣被看作為正面特徵，諸如均勻、協調尺寸之琢面反射及在各種尺寸之明亮區域與昏暗區域之間的充分對比度，從而使得琢刻之某一最低水平之鮮明性(或清晰度)顯示於面朝上之圖案中。外觀之其它態樣被考慮為負面特性：舉例而言，鑽石不應在其之圖案中顯示魚眼(fisheye)(意即，穿過切平面所查看到之腰棱反射)或大的昏暗區域。因此，該切割分級系統當對鑽石之總體外觀進行計分時考慮圖案。
在本發明中應認識到，當分級準寶石之切割時不應僅考慮面朝上之美感。舉例而言，技藝、耐久性及經濟性亦應係明顯的。詳言之，以下物理屬性係重要的：一準寶石須如其之磨光度及物理對稱性之細節(被評價為鑽石之輪廓之均勻性及其之琢面之形狀及置放)所展示而經精心製作；其之比例不應增加由於將其合併入珠寶中及日常佩帶而導致之損壞的風險(例如，圓形鑽石不應具有極薄之腰棱)；且其不應重於其之外觀許可(例如，在腰棱中含有"隱藏"之重量或當面朝上進行檢視時看起來顯著小於其之克拉重量將指示之重量的圓形鑽石)。
材料及方法
此(第三)階段之研究係由關於鑽石外觀之先前兩篇論文中所介紹之研究發展而來(Hemphill等人，1998；Reinitz等人，2001)。起初，此階段專注於探測性測試，其將對亮度及火光之由電腦模擬的預測與選定之真實之鑽石之有經驗的貿易觀測者的觀測進行比較。據發現，觀測者一般互相達成一致，但是在許多情況下，其並不同意吾人之預測。吾人使用一更廣泛群體之觀測者及鑽石來用此等發現建立並測試額外之亮度量度及火光量度。
需要對鑽石進行廣泛之觀測測試，以便：(1)判定與真實之觀測相比原始及隨後之量度預測以何程度更加優越；(2)建立臨限值，在該等臨限值處有經驗的觀測者並不鑑別出模型所定義之差異；(3)僅用一豐富且各式各樣之鑽石樣本來查看統計上可能變得顯著之較廣範圍的影響；(4)判定當評價鑽石切割外觀及品質時須考慮哪些額外之因素；且(5)供應待被揭示於參與者之各種喜好中之總體偏好的足夠資料。
對該觀測資料之分析的確揭示了哪些量度最佳地適合觀測結果。其亦藉由識別觀測者一貫查看之彼等種類差別來為量度結果概括可鑑別之等級種類。為了判定哪些額外之因素正未由電腦模型所捕獲，返回至貿易並詢問個人其對用新的亮度量度及火光量度進行分類之鑽石的觀點。儘管當將量度結果與貿易觀測進行比較時大部分此等鑽石係適當分類的，但是許多並非經適當分類。藉由詢問貿易觀測者且經由一指定組(總體觀測組)所執行之廣泛觀測，當評價圓形鑽石之切割品質時探索面朝上之外觀(閃光及圖案)之額外區域及被證實係有利之切割品質(設計及技能)。此外，當評價及預測鑽石切割外觀及品質時，此等觀測測試供應強調考慮個人及全局偏好之有用性之資料。
最後，將觀測測試及貿易討論之發現與對亮度量度及火光量度之預測及評價能力組合以便開發一綜合性系統，該綜合性系統包含此最新階段之研究中所識別之全部因素。此提供根據較佳實施例之鑽石切割分級系統之架構。
觀測測試之方法
個人及市場偏好之測試稱為特徵測試(hedonics testing)(參見，例如ohr，2001；Lawless等人，2003)且通常用於食品科學。在該等所使用之類型之測試中有：接受測試(判定產品自身是否係可接受的)、偏好測試(比較產品，通常每次兩個)、差異測試(查看觀測者是否察覺產品係相同的或不同的，意即哪些水平之差異係可察覺的)及描述性分析(其中觀測者被要求描述感知及差異，並描述產品在何種程度上不同)。在貫穿於研究中吾人在各種時刻使用此等測試中之每一者。
該等觀測專注於個別外觀態樣(諸如亮度及火光)以及關注於經磨光之鑽石的總體切割外觀及品質。藉由希望回答之問題(例如，由亮度量度以亮度進行分類之數對鑽石將會以相同次序呈現給觀測者嗎？)，以及藉由先前觀測測試之發現來判定每一組觀測測試之格式及目的。以此方式，隨著吾人之研究不斷發展，改變用於測試之該等特定之鑽石、於其中檢視該等鑽石之環境及所詢問之問題。
自第一次觀測測試以來，吾人已收集由超過300個人所進行的70,000多次對幾乎2,300顆鑽石之觀測。如下文中所描述，大約200個觀測者來自各階層之鑽石貿易或消費者，且約100個來自美國寶石學院(GIA)寶石實驗室及其它GIA部門。
行業刊物已報告使用鑽石觀測來測試外觀模型(例如，Scandinavian Diamond Nomenclature[SCAN DN]1967，由Lenzen所提及，1983；以色列之Weitzmann Institute of Science的Nahum Stern，約1978["Computer used...,"1978])，儘管據吾人所知並未公開任何結果。此外，吾人過去在GIA已使用統計圖形來解釋觀測結果(參見，例如Moses等人，1997)。因此，此發明係先前應用之技術的應用(及擴展)。
鑽石
吾人購買且/或已製造一組具有各種比例之鑽石(某些在貿易中很少看到)，使得相同組之樣本將可用於重複之且正在進行之觀測測試。此等45顆"研究鑽石"組成核心參照組(參見表1)。關於此等鑽石中之28顆鑽石之某些資料係由Reinitz等人提供(2001)。
在電腦模型中，作出關於成色(D)、淨度(無瑕疵的)、螢光(無)、腰棱條件(有琢面)及其類似情況的假設。吾人認識到在該貿易中所看到之真實之鑽石可以若干方式不同於其之虛擬對應物，使得模型更不適用。因此，為了擴展樣本總體，吾人用來自GIA寶石實驗室之大約2,300顆額外之鑽石來擴充該核心參照組(概述於表2中)。此等鑽石提供一較寬範圍之重量、成色、淨度及其它品質及切割特徵。此等鑽石之全部係由GIA寶石實驗室分級並使用光學量測設備來進行量測。此外，吾人開發了量測先前未被捕獲之關鍵參數之新的方法(對於所量測及考慮之比例參數之描述，參見圖1)。
在表2中，"OVD"意謂"總體確認鑽石"，"B&F"意謂"亮度及火光"，在腰棱之最厚點處(意即，斜面與下部主體相遇處)量測腰棱厚度，且將腰棱條件列為"F"(有琢面)或"B"(粗刻尚未完工)。
觀測者
有經驗的鑽石製造商及經紀人基於美學及經濟考慮來進行購買及切割決策。為了開始亮度量度及火光量度之確認過程，當此等個人在其通常作出其關於鑽石切割及外觀之日常決策之環境中，及在多種受控之環境中檢查來自吾人之樣本之鑽石時，吾人對其進行觀察(下文中詳細描述)。一般而言，吾人詢問其簡單之問題："此等鑽石中哪個係最明亮、最熱烈且/或總體上最具美感的？何種差異幫助你做出此等決策？
以兩種方式來使用與貿易觀測者之互動。首先，其為吾人之研究項目之此階段提供一初始方向，補充除亮度及火光之外應考慮切割品質之哪些態樣。隨後，其充當指導；貫穿於吾人之研究，吾人返回至貿易觀測者以與吾人自吾人之內部試驗組所接收之發現進行比較。
在表3中給定觀測者(包括數目及類型)之概述。核心貿易觀測者(表3中之"製造商及經銷商"及"零售商")係來自全世界有經驗的個人，其基於其之職業而例行做出關於鑽石製造品質之判斷。此等男士及女士中許多在鑽石貿易領域具有數十年之經驗，且其大多數每週例行處理數千顆經磨光之鑽石。因為零售商通常在與製造商及經銷商評估鑽石之彼等環境不同之環境中出售鑽石，所以一般分離地對其之觀測進行分析。此等貿易觀測之結果用以定義亮度、火光及總體面朝上之外觀的初始品質範圍，以及用以提供關於鑽石切割品質之其它基本態樣之有用資訊。
為擴展有經驗之鑽石觀測者之群體，吾人亦建立由來自GIA寶石實驗室之個人組成之若干"代理"組來實施所進行的大量觀測。吾人發展了一組"亮度觀測者"，其(在吾人之研究鑽石之一五顆鑽石(RD01－RD05)組內；再次參見表1)查看到與貿易觀測者在一可比較之環境中查看到相同之亮度差異。吾人召集一不同群體之指定之個人以充當"火光觀測者"。最後，自GIA寶石實驗室(總體觀測組)召集六個人組成的組，其經組合具有100多年之檢視鑽石之經驗。此組成員未參與任何其它組，進行專注於判斷鑽石之總體切割外觀及品質之若干組的測試。要求GIA寶石實驗室之觀測者檢查更多數目之選定之鑽石，且要求其回答與對貿易觀測者所提出之彼等問題同類之問題。早先之測試展示此群體之回應與貿易觀測者之回應係一致的。
參與觀測之兩個其它群體係有較少經驗(或更少關注鑽石)的貿易成員及消費者。以此方式，滿足了考慮來自各階層之鑽石貿易人員以及消費者的目的。
檢視環境
為了發現貿易中之個人日常一般如何評估鑽石，吾人詢問其關於其工作環境之詳細問題，且觀測當其在此等環境中評價鑽石時之情況。此揭示其日常觀測實踐，諸如服裝之顏色、其檢視鑽石之背景的顏色、光強度、照明及檢視器幾何形狀、光源規格及當檢視鑽石時其如何固持並移動鑽石。表3提供觀測者及觀測類型之一說明性概述。
觀測者在許多不同環境中檢查鑽石，某些係可變的且某些係受控的，包括：(1)其自身之辦公室及工作場所(使用桌上型螢光燈)；(2)在New York的GIA辦公室之會議室(使用類似桌燈及/或下文中所描述之檢視盒)；(3)零售陳列室(通常由螢光及聚光照明之混合所組成)；(4)在Carlsbad及New York的GIA"等同於零售"之環境，此係根據一鹵素燈具製造商(Solux)推薦而建立；(5)標準化之成色分級盒，包括兩個可購得之盒(Graphic Technology Inc."Executive Show－Off"型PVS/M－"GTI"環境及Macbeth Judge II檢視間，兩者均具有等同於日光之D65螢光)；(6)吾人自行設計之標準化檢視盒之至少三個版本(共同檢視環境或"CVE")；及(7)多種圖案化之半球環境(為了模仿電腦模擬之環境)。
視所使用之照明的類型及位置而定，相同之鑽石看起來可非常不同。一方面，為了切割鑽石且為了評估鑽石切割之亮度及品質，一般而言大多數製造商使用頭頂螢光燈及/或具有等同於日光之螢光燈泡之桌燈；經銷商及經紀人在其之辦公室中一般使用類似之桌燈。然而，此類型之漫射照明抑制火光之外觀。另一方面，零售環境一般提供聚光或點光源，照明(通常亦用某一總體漫射之照明)來增強火光。
因此，當僅想要研究亮度之影響時，吾人使用等同於經銷商之照明，其包括安裝於相當深之中性灰檢視盒(例如，Macbeth Judge II，其用於有色鑽石之成色分級；參見King等人，1994)中的等同於日光之螢光燈。同樣地，當僅想要研究火光之影響時，吾人使用等同於零售之照明，其包括在亦具有頭頂螢光燈之具有中性灰牆的房間中，經安裝成以18英吋(約46 cm)間隔開並距工作台之表面六英尺(1.8 m)的三個鹵素燈系列。
為了觀測總體切割外觀，吾人開發了GIA"共同檢視環境"(CVE[申請專利中])、具有等同於日光之螢光燈泡及頭頂白色LED(發光二極體)之組合的中性灰盒(淺於Macbeth Judge II或GTI環境)。吾人藉由觀測一組參照鑽石何時展示與其在等同於經銷商之照明中所展示之亮度相同的相對亮度量來建立螢光燈泡之最佳強度。藉由識別一水平來判定LED之強度，在該水平處火光在鑽石中係可見的，但是仍易精確觀測到該相對亮度量。以此方式，吾人能夠在一保持經銷商及零售照明之大體品質的單一檢視環境中觀測亮度及火光。
吾人亦調查了背景顏色(即，在其前面觀測鑽石之顏色)之影響。吾人之用於亮度及火光之電腦模型假設一黑色背景；然而吾人發現鑽石貿易中大多數人使用各種類型之白色背景(通常為折疊之白色商務卡片)來評價鑽石外觀。觀測組評價黑色、白色及灰色托盤上之鑽石之亮度及火光以判定托盤顏色是否影響亮度及火光結果。此外，總體觀測組觀測各種顏色托盤上之鑽石以判定其對總體切割外觀之影響。
對於亮度及火光組，有時(尤其在早先之調查階段中)使用額外之檢視設備。為了測試軸向對稱(意即，類似於半球的)之亮度量度，吾人建置了具有各種尺寸(直徑為6、12及16英吋一約15、30及41 cm)之圖案化之半球(圖2及圖3；參見www.gia.edu/gemsandgemoIogy 之Gems&Gemology Data Depository中之表1)，當觀測者評估鑽石之相對亮度時將鑽石置放於該等半球中。圖2中描繪實例半球之內部圖案，而圖3中描繪觀測者可檢視鑽石之方式。亦將此等半球觀測之結果與來自上文中所論述之更典型之貿易環境的結果進行比較(參見下文之表4，"亮度確認")。為了使調查嚴謹，吾人檢查了比吾人認為僅測試亮度量度所必要之半球更廣範圍之半球。此外，吾人建構一"火光訓練台(fire training station)"，即一包括一光源及一長管之環境，該環境使火光組觀測者能夠變得習慣於查看鑽石之散射成色之更細微的差別，且能夠區分具有不同火光量之鑽石。一旦觀測者在該火光訓練台中操作自如，則其在等同於零售之照明(上文中所描述)中，及最終在CVE(下文中參見表4，"火光確認" )中做出對火光之評估。
此外，建構一"火光訓練台"以允許觀測者變得習慣於檢視鑽石之散射成色的細微差別，且允許其區分具有不同火光量之鑽石。該火光訓練台包括一光源及一長管，如圖4中所展示。一旦觀測者在該火光訓練台中操作自如，則其使用等同於零售之照明(上文中描述)，且最終在CVE中進行火光觀測。
亮度量度及火光量度之評估
吾人收集了許多環境中對鑽石之相對亮度及火光的觀測，且檢查了許多可能之亮度量度及火光量度。為了將量度值與觀測結果進行比較，須將兩者轉換成分級次序。
亮度組及火光組之成員分別關於亮度或火光將該等研究鑽石中之每一者與各對中之另一者進行比較。此在每一條件下給出990個二元比較。由於觀測資料係典型的，所以並不是所有的觀測者同意每一結果(儘管某些結果係無異議的)。若將兩顆鑽石之相對等級不僅僅考慮為一量測，而是考慮為具有某一隨附之不定性之量測，意即值之分佈，則此係有意義的。(舉例而言，4始終係一比3更大之數字，3係比2更大之數字；但是一被量測為3±1.2之數字事實上可大於4或小於2。)因此假設每一鑽石之所觀測到之亮度(或火光)等級可由一機率分佈來表示，且接著發現最大化獲得吾人所擁有之觀測資料之機率的相對次序。
有時，資料展示所有觀測者認為一鑽石優於(或遜於)所有其它鑽石。在此一狀況下，自該資料組移除對彼鑽石進行之所有逐對比較；若必要，則重複此過程以判定其餘鑽石之相對次序，自其可接著進行總體分級。
對於所觀測之分級(上文中所描述)及量度分級(基於其之量度值)，吾人使用成比例之分級次序(意即，該等次序不必係整數值，但是最高等級之鑽石排在第一位，且最低等級之鑽石排在第45位。)
使用皮爾森積差相關(Pearson Product Moment Correlation)來比較該等成比例分級之資料組。此方法產生在線性相關中所見之"r"－值(參見，例如Kiess，1996；Lane，2003)。選擇對所觀測之資料具有最高之r－值的量度作為最合適之量度。
接著使用信度係數(Cronbach alpha)(參見，例如Cronbach，1951；Nunnally，1994；Yu，1998，2001)來測試相對於觀測者之該等量度預測的可靠性。信度係數值範圍介於0與1之間，接近零之值表示非相關組之資料。0.70及更高之值被認為是可接受之可靠之相關性。更重要的是，若將來自一預測系統之結果添加至一資料組作為一額外觀測者，且該alpha係數大約保持相同，則彼系統與觀測者強相關(意即，與該等觀測者同等可靠)。
早先之觀測測試：亮度及火光
亮度組檢查一組五顆研究鑽石(RD01－RD05(參見表1))以檢查上文中所描述之圓蓋環境中之亮度差異。吾人確認一特定亮度量度之預測(該等五顆鑽石之相對亮度次序)與亮度組在該環境中對彼量度之觀測匹配。接著在等同於經銷商之照明中使用990對鑽石之相對觀測(核心參照鑽石；參見表1及上文中在標題為亮度量度及火光量度之評估下之描述)以便選擇適當之亮度量度；意即，調整亮度量度的建模條件(例如，照明條件或檢視器幾何形狀)直至發現一亮度量度為止，該亮度量度預測以與觀測結果相同之次序分級之亮度。
接著，訓練火光組以始終查看相對量之火光且要求其在一強調此外觀態樣之等同於零售之環境中比較該等相同的990對鑽石。接著，如對亮度量度之處理一樣，改變Reinitz等人(2001)之火光量度的建模條件(在此種狀況下，為鑑別之臨限值位準)以在此環境中得到與此等觀測之最佳搭配。
作為此早先測試過程之部分，吾人亦選擇大約700顆具有變化之品質特徵之鑽石(意即，具有較寬範圍之淨度、成色、對稱性、光磨光度、螢光等)且使亮度組及火光組在等同於經銷商之環境及等同於零售之環境中觀測其之亮度及火光。將此等觀測與亮度量度及火光量度結果進行比較以判定此等特徵中之任一者是否顯著影響該等兩者之間的相關性。
新近之觀測測試：總體切割外觀及品質
吾人使用若干方法來觀測對總體切割外觀及品質之測試。一方法係要求觀測者每次觀察五顆鑽石且將其分級為自最明亮、最熱烈及/或具有最佳外觀的至最不明亮、最不熱烈及/或具有最差外觀的(亦每次使用三顆鑽石來進行此分級)。吾人以"二元"之方式進行稍後之比較(意即，每次自一組比較兩顆鑽石直至已將每一鑽石與該組中之每一其它鑽石作了比較為止)。吾人亦進行觀測，其中將鑽石與選自核心參照組之研究鑽石的一小批鑽石進行比較。一第四方法係由要求觀測者檢查更大組(10至24顆鑽石)及藉由總體外觀將其排序至如所希望的一樣多的群中組成(對於觀測測試之詳細概述，參見表4)。
在早先時段中，當鑽石處於觀測托盤中時，在沒有放大鏡的情況下要求參與者觀測面朝上之鑽石。然而，並未限制其移動或傾斜鑽石之能力，且在大多數狀況下參與者在檢查期間傾斜或"搖動"鑽石。之後，當對總體切割品質(與僅面朝上之外觀相對照)進行觀測時，允許參與者在已提供其對該等鑽石之第一印象之後檢查鑽石之側面(使用放大鏡及鑷子)。此過程進一步有助於認識到在對總體切割品質之評價中技藝及其它因素之重要性。
在所有此等觀測中，要求參與者僅基於面朝上之外觀或基於每一鑽石之總體切割品質來分級鑽石。亦要求參與者詳述其決策之原因(例如，面朝上之外觀中局部黑暗或"過分厚"之腰棱)。接著使用此等回應連同參與者之分級來開發一精確預測鑽石之總體切割外觀及品質之方法。
電腦建模及計算
用於建模亮度及火光之計算方法與先前兩篇論文(Hemphill等人，1998；Reinitz等人，2001)中所給出之彼等方法大體上相同。儘管吾人之建模軟體係定製且專有的，但是其可用於可執行以C語言所寫入之程式的任何電腦上；為了對幾乎一百萬個比例組合計算量度結果，吾人將該等軟體執行於十六個500 MHz Pentium III處理器(之後更新為十六個2.5 GHz Pentium IV處理器)及兩個2.4GHz Pentium IV處理器上。
量度
吾人產生75個以上之不同但相關之亮度量度及火光量度以與正進行之觀測進行比較(在www.gia.edu/gemsandgemoIogy 之Gems&Gemology Data Depository中參見表2)。為了定義一外觀量度，須作出假設，關於：模擬之鑽石、模擬之觀測者(觀測之位置及角展度)、模擬之環境(包括照明)及被量化之特性。
在用於此發明之量度中(與在Hemphill等人，1998及Reinitz等人，2001中所介紹之彼等量度進行比較)，吾人改變了：(1)為亮度改變觀測者之位置及觀測之角展度(自180°至3°)；(2)為亮度改變昏暗及亮光在環境中之分佈(自全白色至白色，具有一直接位於切平面上之23°半徑之黑環)；(3)為亮度改變正面反射之存在或不存在(鏡面反射或"眩光")；且(4)為火光改變視覺臨限值(光強度之自3,000至18個觀測者鑑別級別)。(此係火光量度中一明確之可變因素，再次參見Reinitz等人，2001。)
如前所述，該等模擬之鑽石之比例係判定量度值之輸入參數，因此該等比例組可變化而不會改變量度之基本性質。亦如先前之論文中所述，電腦模擬之鑽石係無色、非螢光、不含雜質且經完美磨光的。儘管首先吾人假設鑽石係完全對稱的，之後吾人量測了某寫鑽石上所有琢面以將其精確形狀輸入量度計算中。
觀測結果與量度之比較被證實係相當複雜的，且在上文中標題為亮度量度及火光量度之評估下概述了吾人所使用的某些統計方法之細節。此等工具使吾人能夠決定哪些量度最適合於預測亮度及火光之級別(意即，最佳地匹配來自觀測者觀測真實之鑽石之結果的經計算之外觀值)。
吾人之新的量度係基於先前公開之WLR及DCLR量度，且接著藉由改變觀測者及環境條件及眩光之影想而得以進一步發展，直至吾人發現在等同於經銷商之環境及等同於零售之環境中最匹配觀測資料之數組條件。Hemphill等人(1998)之用於亮度之WLR(加權之光反射)量度及Reinitz等人(2001)之用於火光之DCLR(分散之彩色光反射)量度假設一分佈之觀測者位於該整個半球上，在鑽石之上無窮遠處。藉由與半球之最高點之一角度關係來判定對每一可能之觀測角的加權。(直接向下俯視鑽石之切平面，最高點在最終之結果中被最大加權；此如同某人搖動鑽石，但是允許切平面朝上之檢視建立最強之印象。)
為了獲得與鑽石觀測結果之更強的相關性，此次吾人亦模擬一局部觀測者。此虛擬之觀測者僅自面朝上之位置且在一狹小的3°角展度區域內偵測來自鑽石之光(如同一個人自一通常固定之位置及自一合理之近距離來觀察鑽石，在此狀況下，如吾人在大多數貿易觀測中所注意到，該距離約為14－20英吋或粗略地為36－51 cm)。儘管該公開之WLR觀測者未偵測到直接反射自上表面之光(意即，眩光或光亮(luster))，對於此發明，吾人考慮具有及不具有眩光之亮度量度。對於先前之量度，假設觀測者具有正常色覺。
當模擬一火光之觀測者時，另一考慮之因素係個人可容易地偵測到彩色光的視覺臨限值。在先前研究(Reinitz等人，2001)中，藉由使用一半球來判定視覺臨限值，來自一經磨光之鑽石之頂部的彩色閃光(flare)反射於該半球上。對於此半球，吾人斷定可觀測到103 . 5 (約3,000)個彩色光之強度級別。在火光鑑別之觀測測試過程中，發現個人利用此半球可觀測到比直接自經磨光之鑽石的頂部進行觀測時更多級別之強度。因此，對於本發明，吾人在量度中改變此臨限值直至發現與觀測結果之最佳匹配為止。
假設用於WLR量度之環境係一在鑽石之腰棱上方(該鑽石之腰棱下方全部係昏暗的)具有均勻(意即，完全漫射的)照明之半球。藉由對比，吾人正試圖為本發明模擬用於貿易中購買或出售鑽石之環境及照明條件。用於觀測亮度之真實環境係相當更為複雜的。舉例而言，鑽石周圍之光通常被房間中的物體所阻斷，且多數直接在鑽石之切平面上的光被反射離開觀測者。吾人模擬具有各種明亮及昏暗之圖案的半球(再次參見圖2及圖3)直至發現一與來自典型貿易環境之亮度結果緊密相關之模擬之環境。
用於DCLR量度之環境係一均勻之昏暗半球(同樣，在鑽石之腰棱上方，該腰棱平面下方之全部空間亦係昏暗的)，該半球具有來自一點光源之照明的平行射線，該等平行射線集中於切平面上。此係一單一聚光燈(對於一不阻擋光源，且過多搖動鑽石之觀測者而言)或許多任意置放之(包括鑽石上方之一聚光燈，對於一僅稍許搖動該鑽石之觀測者而言)之一合理的模擬。對於當前之研究，吾人調節了量度內之視覺鑑別臨限值以改良與在等同於零售之照明及檢視環境中對火光之真實觀測的相關性。係需要量度臨限值之此改變來建立一與火光觀測較佳相關之新的火光量度。
最終，由WLR(及下文中所論述之新的亮度量度)量化之特性係自鑽石之頂部反射至觀測者之白色光總量(在該新的亮度量度之狀況下，此包括眩光)；對於DCLR而言，其係反射至觀測者的分散之彩色光(意即，火光)量。下文之表5概述此等模型條件。
自標準比例參數得到之計算結果
自描述一具有有琢面之腰棱的完美對稱之圓形明亮型切割鑽石的八個比例參數(切平面尺寸、頂部角度、下部角度、星形長度、下腰棱長度、底面尺寸、腰棱厚度及腰棱琢面之數目；再次參見圖1)，可能計算其它比例及相互關係。此等其它比例及相互關係不僅包括通常引用之比例(諸如頂部高度、下部深度及總深度)而且包括例如：(1)琢面幾何形狀(例如，琢面表面區域及內琢面角度)；(2)當面朝上進行檢視時，切平面中腰棱反射之範圍(意即，若範圍過大則出現"魚眼"效果)；(3)當面朝上進行檢視時，切平面中切平面反射之範圍；(4)當面朝上進行檢視時，與該頂部中之局部黑暗有關之若干參數；及(5)重量對直徑之比率。
吾人對所有研究鑽石及對表2中大多數鑽石進行此等計算；此等計算係用以探索閃光態樣(參見下文)及其它與鑽石之物理形狀(例如，重量關注)有關之因素。
對總體(面朝上)切割外觀之評估
如所預期，初始觀測測試揭示最佳亮度量度及火光量度能夠預測特定之觀測結果(意即，亮度及火光)，但是其不足以預測並評估鑽石之總體切割外觀及品質。可於圖6中參見此之一實例，其顯示由總體觀測組所評估之165顆有代表性之鑽石的亮度量度及火光量度結果以用於其總體面朝上之切割外觀。此曲線之邊界描繪五個可鑑別之外觀種類，該等種類係基於先前所獲得的用於研究鑽石組之亮度及火光之觀測結果。在此等165顆鑽石中，單獨使用亮度量度及火光量度精確地預測了95顆(58%)鑽石。此外，所有該等鑽石係處於該預測之結果之一種類內，該預測之結果係僅基於計算之亮度及火光結果之組合。
顯而易見，在其餘之42%之此等鑽石之觀測結果中額外之因素起了顯著作用。因此，調查之下一階段係關於在不影響已充分"被預測"之鑽石之結果的情況下如何識別並正確地評估鑽石，對彼等鑽石而言單獨之亮度量度及火光量度結果未精確地預測總體切割外觀。
應瞭解，吾人觀察由貿易觀測者及總體觀測組所提供之對其檢查之每一鑽石之視覺外觀的評論。在許多情況下，此等評論支持該等量度結果(舉例而言，一鑽石總體係昏暗的)。在其它情況下，觀測者之評論單獨基於亮度及火光而描述促使鑽石看上去差於預期的外觀影響。當研究此等額外之外觀因素時，吾人將其看作為閃光之各種態樣。
吾人使用由總體觀測組及由鑽石貿易之成員所提供的特定之評論來開發捕獲總體(面朝上)外觀之閃光態樣的方法，該等閃光態樣未由亮度量度及火光量度解釋。使用若干輪觀測測試(一起列於表4中)來建立並測試一方法，該方法係用於識別、量化並分類指示閃光之缺陷之各種影響。
總體觀測組的成員將"總體確認鑽石"(OVD；再次參見表2)，每次一個地與自研究鑽石所收集之一批外觀比較鑽石進行比較。(某些OVD不止一次被觀察，且某些OVD亦由亮度組及火光組觀測。)在CVE環境中於灰色托盤上進行觀測(此時’已判定哪些最適合於評價切割外觀；參見結果)。要求此等觀測者將鑽石分級為1－5個尺度，且提供其給出該等分級之特定原因。使用此等原因(其係以對每一鑽石之外觀之描述的形式)以發現預測特定的與圖案有關之閃光態樣的方式，該等態樣促使一鑽石呈現為比自亮度量度及火光量度所預期的具有較少美感。
此發展為一解釋彼等鑽石比例組之系統，該等比例組導致低於預期之外觀等級(歸因於與圖案有關之閃光)。使用比例範圍限制連同自比例得到之計算結果來預測特定的與圖案有關之影響。
隨著完成每一組觀測，吾人開發並改進了與圖案有關之方法，因此在下一組觀測測試期間可測試其之功效。以此方式，根據需要添加新的預測性計算而適當改進了比例範圍界限。因此，當在之後的測試中評價總體切割外觀時能夠使用早先之測試結果來解釋觀測者(有意或無意地)所考慮之額外的態樣。此外，在此過程中所進行之數萬觀測允許吾人甚至在可能未查看到一具有特定組之比例之鑽石的情況下亦對預測之結果較有自信，從而提供對吾人之預測系統之現實確認。
閃光
最近，閃光已被定義為"當鑽石、光源或觀測者移動時所查看到的自一經磨光之鑽石所反射之白色光的閃動"(參見，例如GIA Diamond Dictionary，1993，p.200)。 此被廣泛認可為與亮度及火光協作以建立鑽石之總體面朝上之外觀的第三基本外觀態樣。
然而，吾人藉由與鑽石貿易成員的互動及總體觀測測試發現閃光不僅包含光之此閃動。當被問及正觀測之鑽石的面朝上之外觀時，許多貿易成員亦提及在鑽石之頂部中所查看到之明亮及昏暗區域之分佈的重要性。此分佈之差異(尤其係當鑽石移動時所引起之改變)被認為成為上述閃光之定義中所描述之光之閃動的原因並影響該等閃動。
因此，已知閃動之光與分佈之互相依賴性，吾人決定使用兩個術語來表示閃光之此等不同態樣。火花描述當面朝上進行檢視時在一隨鑽石、觀測者或光源移動而閃動之經磨光之鑽石中所看到的光點。圖案係明亮及昏暗區域之相對儲存、配置及對比度，該等明亮及昏暗區域產生自當鑽石靜止或移動時面朝上進行檢視時在一經磨光之鑽石中所看到的內部及外部反射。如此，圖案可被看作為正面的(協調及一致的圖案)或負面的(例如，魚眼、暗心或不規則圖案)。
鑽石貿易中有經驗的個人已考慮閃光之許多此等與圖案有關之態樣。通常其係包括於在觀測測試期間所記錄之對鑽石的大體評價中，除魚眼之外，通常亦用諸如暗點或灰心(dead center)之術語進行描述。吾人之主要發現係與圖案有關之影響通常用以描述鑽石為何未表現得如基於其之亮度及火光其應表現的一樣好。
閃光之許多與火花有關之態樣已包括於亮度量度及火光量度中。此等態樣包括來自琢面表面之鏡面反射(現包括於亮度量度中)及分散之光(包括於火光量度中)，該分散之光離開頂部但尚未完全分離因此在一實際觀測者距離處不被看作係分離之顏色。亦發現，火花與火光量度緊密聯繫，因為顯示高或低火光之彼等鑽石被發現分別顯示高或低之火花。因此，斷定無需吾再進一步解釋火花。然而，吾人開發了基於比例之限制及圖案計算來特定地預測並評價閃光之與圖案有關的態樣。
結果：亮度
在早先之觀測實驗中吾人發現，儘管Hemphill等人(1998)之WLR(加權之光反射)量度當在類似於模型之環境中測試一鑽石時係該鑽石之亮度的精確預測器，但是對於預測製造商及有經驗的貿易觀測者在其自身之環境中進行的亮度觀測不是同樣有效的。因此，吾人開發了新的亮度量度，其包括更適當之照明條件、更受限制之觀測者方位及額外之觀測因素(意即，眩光(即，自琢面表面之直接反射)。
吾人首先確認用半球進行之觀測與基於相應之亮度量度而對鑽石之相對次序的預測一致。接著使用在盒A中所描述之統計技術來判定此等量度中哪些量度最佳匹配於在等同於經銷商之環境(例如，GTI、Judge及CVE)中進行之亮度觀測。判定亮度量度之信度係數值僅對觀測者而言為0.74，且對觀測者加亮度量度而言為0.79；該等兩個值之接近展示亮度量度至少與一般觀測者一樣可靠。
最終之亮度量度假設在鑽石之腰棱平面上方有一漫射的白色光半球，一暗環位於此半球之頂點處。圖5係展示用於亮度量度之環境及檢視條件之圖。其假設在鑽石之腰棱平面上方有一漫射的白色光半球，一暗環位於此半球之頂點處，該半球具有藉由與該鑽石之切平面的中心法線成23°角而形成之半徑。在該腰棱平面之下方區域係昏暗的。觀測之總角展度係3°，直接位於鑽石之切平面之中心上。此外，眩光係包括於該等最終量度結果中。
結果：火光
亦如上文中所描述，Reinitz等人(2001)之DCLR(分散之彩色光反射)量度未與所收集之在標準照明及檢視條件中進行之火光觀測較佳相關。此可能係因為假設鑑別火光之能力大於當觀測者觀察鑽石而非投射之分散光之圖案時所展現的鑑別能力(參見材料及方法)。因此，吾人改變可容易觀測之火光的臨限值以發現最佳匹配。再次使用盒A中所提及之統計方法，發現與觀測資料之最佳匹配係用於臨限值101 . 2 5 ，該最佳匹配給出觀測之火光的約18個不同級別之光強度。
判定火光量度之信度係數值僅對觀測者而言為0.72，且對觀測者加火光量度而言為0.75；該等兩個值之接近展示火光量度至少與一般觀測者一樣可靠。由於該最終火光量度與火光觀測資料較佳相關，故吾人未改變任何其它模型假設。
其它鑽石特性及條件對亮度及火光之影響
亮度組及火光組評估688顆鑽石之亮度及火光，該等鑽石具有成色、淨度、磨光度及對稱性等級、腰棱條件(粗刻尚未完工、經磨光或有琢面)及藍色螢光(所有發螢光之鑽石中的不到2%的鑽石不發藍光)強度(自無至強)之一範圍，如表2之第一行中所給定。自此等評估，吾人評價此等特性或條件與表觀亮度及火光之互動(藉由比較此等鑽石的預測之量度值)。吾人發現(如將預期的)表觀亮度隨著鑽石之成色在GIA D至Z範圍(包括棕色)中變得更飽和而減弱。SI2及I淨度等級中之等級判定模糊減弱火光之外觀。較好及較差之磨光度促使表觀亮度及火光兩者減弱；且較好或較差之對稱性消極地影響表觀亮度。螢光或腰棱條件皆不對表觀亮度或火光展示任何影響。此外，吾人判定亮度與火光量度結果之間的差異對"完美"對稱之虛擬鑽石及對具有變化之對稱性特徵的真實鑽石中之亮度及火光的觀測係可以忽略的。
解釋總體切割外觀
下一步驟係將亮度量度及火光量度與觀測者對總體外觀之評價進行比較。對此工作，吾人使用組成總體觀測組之有經驗的觀測者及向各種來源借用之一組937顆鑽石。亦使用核心參照組之研究鑽石對貿易觀測者進行觀測測試。基於將鑽石分為五組之測試，此等兩個觀測者群體區分了五個總體外觀級別。出現許多額外之結果：(1)主體成色之差異不影響觀測者評價總體切割外觀之能力。
(2)為了被觀測者分級為最高級別，一顆鑽石須具有高亮度量度值及高火光量度值。
(3)並非所有具有其中一個或兩個高量度值之鑽石皆可達成最高等級。
對於該組吾人具有其量測、品質資訊、系統預測及一組詳細觀測之937顆總體確認鑽石而言，觀測者之等級約73%對應於單獨基於亮度及火光而預期之等級；其餘大多數鑽石被分級為比單獨基於彼等兩個量度所預期之級別低一級別。一額外之因素(也許一個以上)對總體面朝上之外觀起作用。
結果：閃光
在此方面，吾人不認為開發一特定的"閃光量度"係正確之嘗試。(請回憶在吾人之亮度量度及火光量度中已捕獲閃光之大多數火花態樣。)實情為，需要發現一用於捕獲並預測閃光之與圖案有關之影響之方法。吾人使用一雙重系統，即對於諸如魚眼之基於圖案之特定負面特徵進行基於比例之推論及計算，來實現此方法。(舉例而言，吾人降級具有非常淺或非常深之下部角度的鑽石，因為此等比例一般以若干方式改變鑽石之面朝上之外觀從而使得有經驗的貿易觀測者對其較不滿意。)
基於OVD檢查之結果，吾人發現某些總體切割外觀種類被限定於較廣的但較佳定義之比例範圍。切平面尺寸、頂部角度、頂部高度、下部角度、星形長度、下腰棱長度、底面尺寸、腰棱厚度或總深度之改變可導致較不令人滿意之外觀，因此，基於觀測測試，為每一總體切割品質種類判定對於此等比例中之每一者的限定。吾人亦開發了計算方法以預測閃光之與圖案有關之影響(基於比例組合)，該等影響包括當面朝上檢視鑽石時魚眼影響、切平面反射尺寸及頂部中之局部暗區(對於實例，參見討論部分)。此外，吾人藉由研究判定以一與用於標準圓形鑽石製造之方式不同的方式將上腰棱琢面及下腰棱琢面朝彼此傾斜並傾斜離開彼此(有時在鑽石貿易中稱為"描繪(painting)"且吾人使用鑽石之內琢面角度來評價)亦可對鑽石之面朝上之外觀造成不利的圖案影響。因此吾人為每一總體切割品質種類判定描繪值之限制。一鑽石須在此等與圖案有關之因素中之每一者上均計分較佳才可達成一高等級。
設計及技藝
在與鑽石製造商及零售商交談之後，吾人確認鑽石之物理屬性之許多額外態樣係重要的：鑽石不應重於其之外觀許可(意即，在腰棱中含有"隱藏"重量或當面朝上進行檢視時看起來顯著小於其之克拉重量將指示之重量的鑽石)：其之比例不應增加由於將其合併入珠寶中及日常佩帶而導致之損壞的風險(意即，其不應具有極薄之腰棱)；且其應展現如其之最終表面之細節(磨光度及對稱性)所展示的製作工藝中所付出之關心度。在此等方面顯示較低品質之鑽石將被授予一較低的總體切割品質等級。
將其結合在一起
由於來自此等因素(亮度、火光、閃光、重量比率、耐久性、磨光度及對稱性)中之任何一者之最低等級判定可能的最高總體切割品質等級，故該等因素中之每一者可獨立地限定總體切割品質等級。當將此等因素結合在一起時其在分級系統與總體觀測組結果之間產生超過92%之一致性(作為比較，總體觀測組中之觀測者平均為93%之一致性)。類似於亮度量度及火光量度，此等結果確認吾人之分級系統係與平均觀測者一樣可靠，且在人類科學中被認為係可靠的相關性量測；此在受偏好影響之彼等研究中尤其如此(Keren，1982)。吾人發現在剩餘之百分比中之許多鑽石通常係"臨界線"狀況，某天吾組可觀測其為某一等級，且第二天觀測其為臨界等級。對於"臨界線"樣本之切割之評價中所固有的困難類似與在對其它品質特徵進行評價時所面臨的彼等困難。對零售貿易之成員及消費者的觀測測試亦確認此等發現。
分級環境
當檢視鑽石之總體外觀時，標準化之環境係重要的。因此，吾人開發了GIA共同檢視環境，其包括由製造商及經銷商使用以評價鑽石之切割之品質的漫射之照明，及由許多零售商在一封閉之中性灰色檢視間內使用的直接之照明。吾人之CVE含有螢光的等同於日光之燈泡(以最佳顯示亮度)與LED(以最佳顯示火光)之混合。觀測測試及貿易互動確認此環境對於一致地鑑別總體切割外觀之差異係有用的。
在測試穿著白色或黑色服裝的實驗室觀測者之後，吾人判定當觀測者穿著白色襯衫時其提供更一致之評價亮度之結果(意即，獨立之觀測者更可能達成相同結果)。襯衫顏色不影響火光及總體外觀觀測。
在對貿易成員及總體觀測組進行觀測測試期間，亦發現在許多情況下，背景顏色可影響觀測者區分一鑽石與另一鑽石之面朝上之外觀之難易度。吾人判定白色托盤(其模仿通常用於貿易中之白色折疊卡片及白色顯示墊)有時可藉由隱藏或遮蔽光洩漏區域(光因為離開下部而非返回至觀測者所以不自鑽石反射之區域)來使得鑽石看起來更明亮。或者，展示黑色托盤以展現光洩漏之可能的區域，但在許多情況下該等黑色托盤過分強調洩漏區域，因此鑽石看起來過分昏暗。吾人發現中性灰色托盤(顏色類似於CVE的牆壁)係用於評價圓形鑽石之總體面朝上之外觀的最適當選擇。
討論
藉由研究(電腦建模、觀測測試及貿易互動)，吾人發現為了具有美感，一鑽石須為明亮、熱烈、閃爍的且具有令人愉悅之總體外觀(尤其當面朝上進行檢視時可在明亮及昏暗區域之圖案中查看到)。
被看作正面特徵之總體面朝上之外觀之態樣包括具有均勻、協調尺寸之琢面反射，及在各種尺寸之明亮與昏暗區域之間具有充分之對比度，從而使得琢面之某一最低水平之鮮明性(清晰度)顯示於面朝上之圖案中。亦存在被考慮為負面特性之外觀態樣：舉例而言，鑽石之圖案中不應顯示魚眼或較大的昏暗區域。
以相同之方式，吾人認識到不應僅將面朝上之美感考慮至評估總體鑽石切割品質中。即使面朝上之外觀幾乎不受影響，在鑽石之塑造過程中設計及技藝(如由鑽石之重量比率、耐久性、磨光度及對稱性所證明)亦應係顯然的。
總體切割等級
綜合考慮七個要素(亮度、火光、閃光、重量比率、耐久性、磨光度及對稱性)以達成較佳實施例之該系統中一總體切割等級。由於任一要素之最低結果判定最終的總體切割等級(例如，一鑽石除耐久性之外所有要素均計分於最高類別中，在耐久性方面其計分於第二高之類別中，該鑽石將僅被授予第二高之總體切割等級；對於實例，參見活頁圖)，故在該系統中同等考慮此等七個要素。使用此方法確保每一鑽石之總體切割等級反映所有關鍵因素，包括面朝上之外觀的態樣、設計及技藝。
實務上，根據較佳實施例之鑽石切割分級系統藉由首先經由對亮度及火光進行量度計算建立鑽石之光效能可能性來進行運作(意即，考慮平均比例之組合及其以何較佳程度協作以將白色及彩色光傳回至觀測者之最佳等級可能性)。接著彼可能性受基於計算、比例範圍限制及磨光度及對稱性之與圖案、設計及技藝有關之判定的限定，從而使得該等級考慮任何不利之影響。此等判定與亮度量度及火光量度協作作為一檢查及公正之系統；不可僅藉由量度計算或其它要素中之任一者來預測鑽石之切割等級。
藉由觀測測試，吾人發現大多數有經驗之個人可一致地鑑別五個級別之總體切割外觀及品質。因此，該較佳之鑽石切割分級系統係由五個總體等級類別所組成。
設計及技藝
"超重"之鑽石係具有某些比例之彼等鑽石，當面朝上進行檢視時該等比例促使該鑽石呈現比其之克拉重量將指示之直徑更小的直徑。舉例而言，考慮一顆1 ct之鑽石，其具有使得其之直徑大約為6.5－6.6 mm之比例；此鑽石將具有一相對典型之1 ct圓形鑽石之面朝上之外觀。一具有(例如)僅5.7 mm之直徑的可比較之1 ct鑽石應售價更低。期待購買此等鑽石中之一者之個人可認為後者係"便宜貨"(因為兩顆鑽石均重1 ct，但是後者成本更低)。然而，因為許多重量將"隱藏"於鑽石之總深度中，所以彼人最終將購買當面朝上進行檢視時呈現為更小之鑽石。此等鑽石在貿易中被描述為"厚的"或"重的"。若兩顆鑽石具有大約相同之直徑但一者顯著更重，則將會存在價值之類似差異。
通常，可自鑽石之頂部高度、下部深度、總深度及/或腰棱厚度來推論出對其之超重之評價。吾人開發了一將所有此等因素之影響組合為一值(鑽石之重量比率)的計算方法。此比率將一圓形鑽石之重量及直徑與一具有6.55 mm直徑之1 ct之參照鑽石(其應具有一組相當標準之比例)進行比較(對於實例，參見活頁圖)。
耐久性係總體鑽石切割品質之另一特性，在與鑽石貿易人員的互動中強調了耐久性。以此一方式被塑造從而遭受更大損壞之風險的鑽石(意即，具有極薄之腰棱的彼等鑽石)在該較佳之鑽石切割分級系統中被授予一較低等級。
最終表面(意即，鑽石之磨光度及物理對稱性)亦影響切割外觀及品質。正如重量比率及耐久性，貿易觀測者將磨光度及對稱性突出強調為鑽石塑造過程中所付出之關心及技藝的重要指示，且因此在任何綜合分級系統中考慮磨光度及對稱性係重要的。基於標準寶石實驗室分級方法對其進行評價，且任一者之較低品質可降低鑽石之等級(同樣，對於實例，參見活頁圖)。
其它鑽石品質因素
觀測者之測試使吾人能夠檢查其它鑽石品質因素(例如，成色、淨度、螢光及腰棱條件)對總體切割外觀之影響。儘管發現在非常低之成色或淨度的情況下對總體外觀之某一影響，但是一般而言觀測者能夠自其之評價中區分出此等因素。因此，吾人判定該較佳之鑽石切割分級系統無需在其之最終總體切割品質等級中考慮此等因素；其適用於所有標準圓形明亮型切割鑽石，該等鑽石具有所有淨度，且在如由GIA寶石實驗室所分級之D至Z成色範圍中。
光學對稱性
近年來已獲得更多關注之與圖案有關之閃光之一態樣通常被稱為"光學對稱性"(參見，例如Cowing，2002；Holloway，2004)。貿易中許多人將此術語用於"有商標"之鑽石，當利用特定設計之檢視器進行觀測時，該等鑽石藉由在面朝上之位置中顯示八個"箭頭"(及在切平面朝下之位置中顯示八個"心形")而展示出近乎完美之"八重對稱性"。為了調查光學對稱性之可能的益處，吾人將若干此等鑽石包括於觀測測試中。發現儘管觀測者高度評價許多(但並非所有)具有獨特光學對稱性之鑽石，但是其它鑽石(具有非常不同之比例，且在許多情況下無可鑑別之光學對稱性)亦被分級得同樣高。因此，兩種類型之鑽石可在吾人之系統中被授予高等級。
較佳之鑽石切割分級系統
該較佳之鑽石切割分級系統包括與其之比例及其它等級判定因素有關的五個類別。為達成下文描述之目的，將類別列為"第一"至"第五"，"第一"表示最佳；儘管本文中僅出於方便考慮而提供此命名法。
在第一類別中，存在相對較寬範圍之比例。對於此等三個實例，亮度量度值及火光量度值指示其可歸類於最高類別。又，此等鑽石中沒有一個遭受基於比例值之降級或經計算之與圖案有關的閃光問題。最終，此等鑽石全都具有非常好或極佳的磨光度及對稱性等級。此等因素組合以認定將被授予最高等級之鑽石。
吾人之研究發現最高等級包括甚至比在圖中所展示之比例範圍更寬的比例範圍。舉例而言，已確定此類別之鑽石可具有大約在32.0°至36.0°之間變化的頂部角度及在40.6°到41.8°之間變化的下部角度。然而，應注意的是，並非此等範圍內之所有比例保證一鑽石將被認定為最高等級。如上文中所陳述，不是任何一個比例，而是所有比例之相互關係判定一特定之鑽石是否將表現得足夠好以被授予最高等級。
存在特定之鑽石在該較佳系統中將被授予一較低之切割等級之各種原因。舉例而言，一鑽石可基於其之火光量度結果及閃光結果(例如，64.1%之總深度及17.5%之頂部高度)及其之重量比率而被歸入第二類別。此係鑽石之一良好實例，其中比例值促成較低之光效能及一遜於最佳之面朝上之外觀。
藉由研究已發現，第二類別之比例範圍比其它切割分級系統所考慮之比例範圍寬得多。同樣，儘管貿易觀測者支持吾人之發現，但是當其瞭解到其已分級之鑽石之比例處於此接近最高級別類別中時，其通常感到驚訝。此處，頂部角度可大約在27.0°至38.0°之間變化，且下部角度可大約在39.8°至42.4°之間變化。對於此等級類別，切平面亦可大約在51%至65%之間變化。再次，應注意的是，並非在此等範圍內之所有個別比例均保證一鑽石將歸入第二類別中。
在該較佳之鑽石切割分級系統中另一例示性鑽石可歸入第三類別，其係由於至少以下兩個原因：第一，其可具有9.5%之頂部高度及23.0°之頂部角度。此等因素在此鑽石中組合以產生一淺頂部，其消極地影響總體外觀。此外，此鑽石由於其之閃光中缺少對比度及頂部區域中之局部黑暗而被降級，該對比度之缺少及局部黑暗係起因於該淺頂部與此特定之下部角度之互動。因此，此係一鑽石之較好實例，該鑽石在亮度量度及火光量度方面計分較高，卻基於導致非想要之與圖案有關之閃光影響的個別比例值而被降級。
然而，有趣的是應注意，貿易中許多人將不考慮將鑽石之頂部角度切割得如此淺。吾人之研究已展示具有此等比例之鑽石總體上計分於中等類別中，且在某些情況下可係鑽石切割器之一非常有用之替代。此等級類別之典型範圍對於頂部角度而言大約在23.0°至39.0°之間，對於下部角度而言在38.8°至43.0°之間，且對於切平面尺寸而言在48%至68%之間。
將歸入第四類別中之鑽石的一實例可具有較低之亮度量度及火光量度計分、70%之切平面尺寸及由於當鑽石稍許傾斜時變得更突出之魚眼所造成之降級。此處係一"淺"鑽石之另一實例，但是此一鑽石因為由較大之切平面及淺頂部高度(9.5%)與40.2%之下部角度之組合所產生之魚眼而較不具有美感。
一將被授予最低等級的例示性鑽石可具有亮度量度及火光量度結果，及磨光度及對稱性等級(每一結果或等級皆被評價為良好)，該等結果或等級將把該鑽石列於第二類別中，而對局部黑暗之經計算之預測將把該鑽石列於第三類別中。然而，在該較佳之鑽石切割分級系統中基於一鑽石之總深度(例如，74.0%)及其之重量比率(例如，1.52，即比一具有此直徑之鑽石應有的重量多52%之"隱藏"之重量)其可歸入第五類別中。儘管此等比例看起來係極端的，但是可在市場上購買到此鑽石。在一僅說明亮度、火光及最終表面之較小的綜合系統中此鑽石可被認為係更佳的；然而，吾人認為在吾人之系統中此鑽石之總體切割品質(其包括鑽石過分之重量)得以完全地說明且適當地分級。
個人偏好及其對鑽石分級之影響
儘管鑽石之效能係可計量的，但是"美"保持主觀性。(意即，量度不是主觀的，但是個人喜好是主觀的。)沒有切割系統可保證每個人將喜歡一組比例甚於另一組比例，實情為，隨著向下查看切割等級尺度，等級類別中之鑽石自幾乎每個人都喜歡之類別變化至僅有某些人可能喜歡之彼等類別，至沒有人喜歡之彼等類別。不能確認喜好之差異的分級系統從人類個性及偏好方面而言係既非可行亦非可靠的。
藉由研究及與貿易之廣泛互動吾人已發現甚至對處於相同等級內之鑽石而言，某些個人將喜歡一者之面朝上之外觀甚於另一者。個人偏好在較低之類別中具有更大的影響。個人偏好在鑽石評價中之固有的作用通常將導致一情形，在該情形中某些觀測者將不同意大多數人；因此，沒有切割分級系統應期望為每個人完美地評價所感知之鑽石切割品質。實情為，吾人已利用吾人之分級系統所試圖完成之內容係在每一等級類別內"捕獲"(一般而言)大多數個人將認為在外觀及切割品質方面優於下一較低類別中之鑽石的彼等鑽石。
典型實施例
圖7係根據本發明一準寶石切割分級系統100之一由電腦實施之實施例的示意表示。為了便於說明，切割分級系統100表示一簡化之架構；一實際架構可具有額外及/或替代之實體及邏輯元件。在此方面，可將切割分級系統100佈署於諸如電腦102(為明確起見，未結合切割分級系統100而展示或描述該電腦102之習知元件)之習知計算設備、系統或架構中。
電腦102可包括至少一輸入設備104及至少一輸出設備106且/或與該至少一輸入設備104及該至少一輸出設備106通信。輸入設備104經組態以輸入、接受、讀取或接收由切割分級系統100所利用之資料或資訊。在該可行之實施例中，輸入設備104接收在測試中之準寶石的根據經驗之等級計分108及/或在測試中之準寶石(或模擬之準寶石表示)的切割比例資料。該等根據經驗之等級計分108可由使用者經由一鍵盤或其它使用者介面輸入，由資料讀取設備以電子格式接收，由輸入設備104進行掃描，或經類似之處理。在此方面，輸入設備104係一用於接收準寶石表示之切割比例之構件的一實例。輸出設備106經組態以產生一適宜之輸出以由切割分級系統100之使用者所使用。在此方面，輸出設備106可係顯示器終端、列印設備、記憶體儲存設備或其類似物。在一可行之實施例中，輸出設備106係一經組態以為在測試中之準寶石產生切割等級報告之印表機。
切割分級系統100包括、維護、存取以下特徵或與其通信，該等特徵中之每一者可被實施為作業元件、資料庫、處理組件、軟體模組、韌體或其類似物：切割比例110；切割/計分資料庫112；切割分級演算法114；報告產生器116；及可選擇之建模架構118(其可包括一模擬引擎120及與切割有關之許多量度、演算法及/或計算方法122)。為達成說明之目的，將此等特徵描繪為經由一通信匯流排124而互相連接。下文中結合由切割分級系統100所執行之各種過程及方法或結合該切割分級系統100來更加詳細地描述此等特徵。
圖8係一可結合切割分級系統100而被實施之校準過程200之流程圖。執行校準過程200以校準切割分級系統100從而使得其之輸出與根據經驗之觀測測試相關(如上文中詳細描述)。校準過程200假設切割分級系統100調節一或多個初始外觀量度，該或該等初始外觀量度可用以基於鑽石之切割比例來為一或多個個別外觀特徵計算等級、計分或模擬。因此，校準過程200可藉由接收一準寶石表示之切割比例而開始(任務202)。參看圖7，切割比例110可由輸入設備104或其它構件接收，接著儲存於電腦102中一適宜的記憶體位置中。在此方面，負責維護切割比例110之輸入設備104、軟體或電腦程式元件，及儲存切割比例資料的記憶體係用於接收準寶石表示之切割比例之構件的實例。該等切割比例可包括(但不限於)任何數目之以下資料：頂部角度、頂部高度、下部角度、下部深度、切平面尺寸、總深度、星形琢面尺寸、下腰棱琢面尺寸、腰棱厚度、底面尺寸及描繪值。
接著用許多外觀演算法來處理該等切割比例(任務204)以為準寶石表示及當前組之切割比例產生模擬等級計分(任務208)。該等外觀演算法(在圖7中由參照數字122表示且在圖8中由參照數字206表示)可包括(但不限於)用於任何數目之以下資料之演算法：亮度特徵、火光特徵、組合之亮度/火光特徵、閃光特徵、重量比率特徵、耐久性特徵、磨光度特徵及對稱性特徵。儘管上文中僅詳細描述了亮度量度及火光量度，但是本發明並不限於此。該電腦可包括一模擬引擎120，該模擬引擎120結合演算法122來模擬準寶石表示之外觀特徵或執行演算法122。該(等)模擬等級計分可係一單一之總體等級計分或用於個別切割要素(例如，亮度、火光、閃光火花、閃光圖案、超重、耐久性、磨光度或最終表面)之複數個個別等級計分。
除該(等)模擬等級計分之外，校準過程200為一具有在任務202期間所接收之切割比例之準寶石獲得至少一根據經驗之等級計分(任務210)。實務上，該準寶石之實際切割比例可歸於一適宜之公差範圍內，意即，實際切割比例不必精確等於虛擬之切割比例。如上文中所提及，自人類觀測者獲得根據經驗之等級計分(該等觀測者可係有經驗之寶石學家、寶石商及/或不熟悉準寶石之個人)。任何給定之根據經驗之等級計分可係基於由任何數目之個人所進行之任何數目之觀測。舉例而言，切割要素磨光度之根據經驗之等級計分可來係來自導致第三等級之單一觀測。或者，此一等級計分可係複數個觀測之一平均計分。
若必要，則使用根據經驗之等級計分作為調節外觀演算法之方式。此程序(上文中為亮度量度及火光量度而對其進行了詳細描述)可用於與該切割分級系統關聯之演算法中之任一者。在該典型實施例中，一給定之切割要素的模擬等級計分及相應之根據經驗之等級計分係基於一共同分級尺度。舉例而言，亮度之模擬及根據經驗之等級計分可係基於分級尺度1至5，1係最佳等級且5係最差等級。最終，校準過程200計算根據經驗之等級計分與個別模擬等級計分之間的等級差異(任務212)。此差異表示該切割分級系統相對於實際觀測的精確度。任務212可計算對應於任何數目之個別切割要素及/或一總體切割等級計分的任何數目之等級差異。若該等等級差異係可接受的(查詢任務214)，則校準過程200結束且該切割分級系統可經佈署有某一自信度水平。
若該等等級差異係不可接受的，則校準過程200藉由修改至少一外觀演算法而繼續(任務216)。此修改回應該等等級差異，因為該修改試圖在下一重複中降低該等等級差異。修改該等演算法之特定方式將根據特定之演算法、等級差異量及想要的公差而變化。在修改至少一演算法之後，使用該經修改之組之外觀演算法來再次處理切割比例(任務218)。此處理導致為給定之切割比例更新模擬等級計分(任務220)。其後，校準過程200可重新進入任務212。以此方式，過程200試圖最優化該組外觀演算法。
圖9係根據本發明一準寶石切割分級過程300之流程圖。儘管該切割分級系統之可行之實施例至少部分地經電腦化，但是本發明及過程300並不限於此。過程300藉由接收一準寶石表示之切割比例而開始(任務302)，其中該準寶石表示可係"現實"之切割準寶石、虛擬之準寶石及/或一準寶石之電腦表示。該等切割比例可包括(但不限於)任何數目之以下資料：頂部角度、頂部高度、下部角度、下部深度、切平面尺寸、總深度、星形琢面長度、下腰棱琢面長度、腰棱厚度、底面尺寸及描繪值。回應於該等切割比例，過程300獲得對應於準寶石表示之複數個切割要素306之許多計分(任務304)。該等切割要素中之每一者影響準寶石表示之切割品質，且該等切割要素計分中之至少一者係自該等切割比例而得到。舉例而言，亮度之計分表示切割品質之亮度要素，其中低亮度一般指示較差之品質且高亮度一般指示較佳之品質。
該等計分可係模擬的、由電腦產生的或回應於人類觀測而獲得的。舉例而言，任務304可獲得自至少一外觀演算法(諸如亮度量度、火光量度及/或閃光計算方法)得到之計分、自至少一物理演算法(諸如超重評價及/或耐久性判定)得到之計分及/或自至少一技藝判定(諸如磨光度判定及/或對稱性判定)得到之計分。在此方面，該等各種演算法122、該模擬引擎120及該等個別軟體元件係用於獲得切割要素之計分之構件的實例(參見圖7)。在該典型實施例中，該等計分中之每一者係基於一共同分級尺度。舉例而言，每一切割要素計分可係1與5之間的一整數，其中1係最佳計分且5係最差計分。在此方面，切割分級過程300之一可行之實施例可獲得在1至5之間變化之八個計分(每一切割要素306一個計分)。
切割分級過程300用一適宜的切割分級演算法來處理該等計分(任務308)以便為準寶石表示產生一總體切割等級(任務310)。圖7中示意地描繪此演算法114。在此方面，該切割分級演算法及實施該演算法之軟體元件係一用於產生總體切割等級之構件的實例。該演算法經組態從而使得總體切割等級提供對切割品質之一公正且合理的指示。該典型實施例使用一相對直接之演算法，該演算法產生一單一之總體等級而非一包括複數個要素之"等級"。實務上，該演算法選擇該等個別計分中最差的計分以用作總體切割等級。舉例而言，假設一準寶石表示獲得切割要素之以下計分：亮度＝1；火光＝2；組合之亮度/火光＝2；閃光＝3；超重＝1；耐久性＝2；磨光度＝1；對稱性＝2。對於此特定之樣本，總體切割等級將係最差之計分或3。
該切割分級系統可經組態以適應不同準寶石表示之"並列"比較。因此，若將分級更多之切割(查詢任務312)，則接著切割分級過程300修改至少一切割比例(任務314)以獲得下一準寶石表示。可自動地及/或回應於使用者之輸入來執行任務314。重新進入以下任務314、任務304以為該新的準寶石表示獲得總體切割等級。若無額外之切割剩餘，則接著可執行一可選擇之任務316。任務316比較各種準寶石表示之總體切割等級。任務316可簡單地比較實際數字計分，或在一由電腦實施之實施例中，顯示該等準寶石表示連同其之模擬之外觀。
切割分級過程300較佳產生一等級報告(任務318)，該等級報告至少識別該(等)準寶石表示之總體切割等級計分。實務上，該報告可由一由電腦實施之報告產生器116建立(參見圖7)。該報告可係電子報告及/或實體報告。在該可行之實施例中，該報告含有準寶石表示之圖、切割比例之列表或識別、總體切割等級計分、克拉重量及可能之其它識別資料。在圖7中，輸出設備106(其可係電腦螢幕、印表機設備、傳真設備或其類似物)可經組態以產生該等級報告。
儘管該切割分級系統可包括主觀的人類分級要素，但是本發明之一可行之實施例係完全自動化且由電腦實施的。當然，圖7描繪能夠執行一自動化切割分級過程之切割分級系統100之一電腦化版本。在此方面，圖10係根據本發明之一較佳實施例一自動化準寶石切割分級過程400之流程圖。
自動切割分級過程400藉由接收準寶石表示之切割比例而開始(任務402)，其中該準寶石表示可係"現實"之切割準寶石、模擬之準寶石及/或準寶石之電腦化表示。該等切割比例可包括(但不僅限於)任何數目之以下資料：頂部角度、頂部高度、下部角度、下部深度、切平面尺寸、總深度、星形琢面長度、下腰棱琢面長度、腰棱厚度、底面尺寸及描繪值。回應於該等切割比例，過程400為準寶石表示獲得許多切割要素計分。該等所獲得之計分較佳利用量度、演算法、計算方法或判定來計算，或自量度、演算法、計算方法或判定而得到，該量度、演算法、計算方法或判定為以下態樣中之至少一者提供計分：亮度、火光、組合之亮度/火光特徵、閃光、超重、耐久性、磨光度及對稱性。
根據一可行之實施例，亮度、火光及組合之亮度/火光量度每一者至少部分係基於一預測性射線跟蹤計算方法。上文中描述了此等計算方法及建模且在上文所引用之Hemphill等人及Reinitz等人之論文中描述了典型亮度量度及火光量度。閃光、超重及耐久性計算方法至少部分係基於切割比例中之一或多者。換言之，可自該等切割比例計算此等切割要素之計分而不必執行射線跟蹤。在該典型實施例中，磨光度及對稱性判定至少部分係基於人類觀測。
自動切割分級過程400較佳為給定之切割比例獲得已"預先計算"之切割要素計分。詳言之，過程400可存取一分級資料庫(任務404)，該分級資料庫含有具有不同樣本切割比例之樣本準寶石表示的切割要素計分，且(自彼資料庫)選擇對應於當前輸入之切割比例的樣本切割比例之切割要素計分(任務406)。在圖7中，切割/計分資料庫112係該分級資料庫，且切割比例110表示該當前輸入組之用以查詢資料庫112之比例。值得注意的是，資料庫112可含有任何數目之切割比例的根據經驗及/或虛擬之切割等級計分。該資料庫112較佳含有非常大及綜合數目之準寶石表示從而使得任何實際組之切割比例(在任務402期間所接收的)將在資料庫112中具有相應之切割要素計分。資料庫112之使用避免需要即時地執行複雜且計算密集之射線跟蹤演算法。相反，該切割分級系統可方便地執行一檢查表操作以存取並擷取相關之切割要素計分。若資料庫112係完整的且綜合的，則接著任務406可選擇匹配所接收組之切割比例的樣本切割比例之計分。否則，任務406可選擇僅類似與所接收組之切割比例的樣本切割比例之計分。或者，若不可得到相同匹配，則接著過程500可產生適宜之錯誤訊息或報告。因此，資料庫112及控制資料庫112之存取的軟體元件係用於獲得該等切割要素之計分的構件之實例。
如前所述，磨光度及對稱性切割要素通常由人類觀測者進行分級。因此，該切割分級系統可假設(任務408)此等(及其它根據經驗之切割要素)之計分。或者，可經由一適宜之輸入設備來接收此等計分(參見圖7)。在一可行之實施例中，自動切割分級過程400假設所有準寶石表示之磨光度及對稱性係"良好的"－－此假設排除人類觀測之需要。
如上文中所描述，計分中之每一者可基於一共同分級尺度。舉例而言，每一切割要素計分可係1與5之間的一整數，其中1係最佳計分且5係最差計分。自動切割分級過程400用一適宜的切割分級演算法來處理該等計分(任務410)以便為準寶石表示產生一總體自動切割等級(任務412)。同樣，該典型演算法選擇計分中最差的作為總體切割等級。
自動切割分級過程400亦可產生一至少識別準寶石表示之總體切割等級計分之分級報告(任務414)。該報告可係一顯示於電腦螢幕上之電子報告及/或一由連接至該電腦之印表機設備所列印之硬複製報告。如上文中結合切割分級過程300所描述，該自動切割分級系統可經組態以適應不同準寶石表示之"並列"比較。
結論
在研究比例與總體切割品質之關係期間，吾人已完成了許多工作，包括以下：(1)已開發電腦模型並建立量度以預測亮度及火光；(2)已開發一種使用觀測測試來驗證彼等量度並評價切割外觀及品質之其它態樣的方法；(3)已建立一共同"標準化"檢視環境；且最終組合所有此等元件以建立一用於分級圓形明亮型鑽石之切割外觀及品質之綜合系統。
在此研究(包括在先前之論文(Hemphill等人，1998及Reinitz等人，2001)中所描述之研究)之過程中，吾人得出許多結論。其中：(1)需以一相關之方式考慮比例。比例之組合比任何個別之比例值更為重要。
(2)可以一比由歷史實踐或傳統貿易感知所表明之範圍更廣範圍之比例來製造具有美感之鑽石。
(3)對於鑽石之間的一致之比較，切割分級要求一代表貿易所使用之共同環境的標準化檢視環境。
(4)個人偏好仍然重要。可在每一切割等級內發現具有不同外觀之鑽石，因此個人需要觀察鑽石本身(而不僅觀察其之等級)以選擇其最喜歡之鑽石。
吾人之研究及貿易互動亦使進一步改進吾人用以描述經磨光之鑽石當面朝上被檢視時之外觀的該等術語成為必要。此等定義中包括上文中所提供之亮度、火光及閃光之彼等定義。
較佳鑽石切割分級系統
吾人判定為了最佳服務於公眾及貿易，較佳鑽石切割分級系統應確保精良製作之鑽石因其之設計、技藝及製作受到其應得的讚譽。相反，其應確保適當地分級外觀不令人愉悅或由於重量或耐久性原因而准獲折扣之鑽石。此外，此系統應考慮個人及全局之喜好差異。
廣泛之觀測測試及貿易互動使得顯而易見的是，為了使鑽石切割分級系統係有用的且綜合的，不僅須考慮亮度、火光及閃光(意即，不僅考慮面朝上之外觀)。由於此等原因，吾人決定吾人之系統亦應包括設計及技藝之要素(可分別在鑽石之物理形狀及最終表面中查看到該等要素)。因此，該適用於G1A D至Z之成色尺度上之標準圓形明亮型鑽石的較佳鑽石切割分級系統包含以下七個要素：亮度、火光、閃光、重量比率、耐久性、磨光度及對稱性。
使用已由人類觀測改進並驗證之電腦模擬之計算方法來評價亮度及火光(包括與火花有關之閃光之態樣)。使用判定之一組合，基於比例範圍、描繪值及被開發以預測特定不利之圖案的計算方法來評價閃光之與圖案有關的態樣(兩者均係自觀測測試而得到)。自每一鑽石之比例來計算重量比率(其係用以判定鑽石是否太深使得其之面朝上之直徑小於其之克拉重量通常將指示之直徑)及耐久性(以極薄之腰棱之形式，使得鑽石遭受更大之損壞風險)。使用標準GIA寶石實驗室方法來評價磨光度及對稱性。藉由人類觀測來驗證此等要素中之每一者之分級尺度；當判定一總體切割等級時同等考慮此等個別等級。
綜上所述，吾人之研究已引導吾人斷定存在提供最高等級之鑽石的許多不同之比例組，且甚至存在能夠提供令人愉悅之中上至中等等級之鑽石的更廣範圍之比例。儘管當評價一圓形明亮型鑽石之總體切割外觀及品質時考慮許多要素係重要的，但是不可忽視個體之個人偏好。該較佳切割分級系統提供對鑽石之總體切割品質之有用評價，但是僅個人可告知其更偏好哪一特定外觀。用此切割分級之系統，當鑽石工業及消費者評價並購買圓形明亮型鑽石時其現可使用切割連同成色、淨度及克拉重量來幫助其作出公正之且基於有效信息之決策。
鑽石切割分級參照系統
在吾人之研究及貿易互動期間顯而易見的是，為了使分級系統對所有階層之鑽石貿易(包括製造商、經銷商、零售商及估價者)以及消費者均係有用的，需提供一種方法，以使得個人自一經磨光之鑽石之比例參數而預測該鑽石之切割等級(即使彼鑽石僅處於塑造之"計劃"階段)。為達成此目的，吾人已開發參照軟體。
此軟體自使用者所輸入之比例值來提供一預測之總體切割等級，不同版本允許某些或所有相關比例之變化。最終結果係以由其自身所估算之總體切割等級之形式(在該應用之基本版本中)或呈現於一更大之柵格內的估算之總體切割等級的形式存在，該更大柵格將允許使用者探索可提供改良之最終結果的可能之替代比例組。
儘管此研究項目之主要目的係開發圓形明亮型鑽石之一切割分級系統，但是存在吾人自此發明已獲得之其它益處。也許最重要的是此研究項目已允許建立並驗證一模擬光在經磨光之鑽石中之行為的方法，連同一使用由該領域之專家進行之觀測測試而自彼建模確認該等發現之方法。現可將此等技術及方法應用於鑽石之其它形狀、切割樣式及成色以判定是否可開發類似之分級系統。隨著吾人之研究不斷深入不僅限於標準圓形鑽石，吾人將繼續識別與鑽石切割相關之新的目標及問題。
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上文已參看一較佳實施例描述本發明。然而，已閱讀此本揭示案的熟習此項技術者將認識到可對該較佳實施例進行改變及修改而不背離本發明之範疇。此等及其它改變或修改希望包括於本發明之範疇(如在以下申請專利範圍中所表達)及其之結構性及功能性等價物內。
此外，在可根據本文之本發明及/或較佳或替代實施例而執行之方法，及上文可能已描述及/或下文將論述之方法中，已以選定之排字順序來陳述該等操作。然而，為了排字方便，已選擇並如此排列該等順序，且除對於可清楚地陳述特定次序的操作或一般熟習此項技術者可認為一特定次序係必要的操作之外，不希望暗示執行該等操作之任何特定次序。此外，較佳地將程式指令嵌入於一或多個光學、磁性或其它儲存設備內以用於將指令提供至基於處理器之電子、光學、機械、數位或其它系統及裝置以用來執行本發明之較佳及替代方法，進一步可以其組合提供周邊裝置。舉例而言，諸如檢視螢幕、印表機、電子郵件或可被包括以用於列印計分(包括將計分輸出至各種數位、光學或其它指定之位置)之輸出設備。較佳地亦為每一鑽石提供一線框。較佳地自每一鑽石之比例來建立此等線框。
100．．．準寶石切割分級系統
102．．．電腦
104．．．輸入設備
106．．．輸出設備
108．．．根據經驗之等級計分
110．．．切割比例
112．．．切割/計分資料庫
114．．．切割分級演算法
116．．．報告產生器
118．．．建模架構
120．．．模擬引擎
122．．．與切割有關之量度、演算法及/或計算方法/外觀演算法/演算法
124．．．通信匯流排
圖1說明若干比例參數；圖2係檢視半球之實例之內表面的透視圖；圖3係觀測者在一檢視半球內檢視一準寶石之說明；圖4係一火光訓練台之示意表示；圖5係關聯於較佳亮度量度之照明條件之示意表示；圖6展示對總體切割外觀之觀測之曲線圖；圖7係準寶石切割分級系統之一由電腦實施之實施例之示意表示；圖8係可聯繫一準寶石切割分級系統而進行之校準過程之流程圖；圖9係根據本發明之一較佳實施例一準寶石切割分級過程之流程圖；且圖10係根據本發明之一較佳實施例一自動化準寶石切割分級過程之流程圖。

Claims (10)

  1. 一種用於分級一準寶石之切割之方法，該方法包含：藉由一電腦輸入裝置接收一準寶石表示之切割比例；用植入一電腦系統之許多外觀演算法來處理該等切割比例以便產生該準寶石表示之模擬之等級計分；為一具有該等切割比例之準寶石獲得一根據經驗之等級計分；計算該根據經驗之等級計分與該模擬之等級計分之間之一等級差異；及當該等級差異超過一預定程度，回應於該分級差異，以修改該等植入該電腦系統之外觀演算法中之至少一者。
  2. 如請求項1之方法，其中：該模擬之等級計分與一切割要素相關；且該根據經驗之等級計分與該切割要素相關。
  3. 如請求項2之方法，其中該切割要素係亮度。
  4. 如請求項2之方法，其中該切割要素係火光。
  5. 如請求項2之方法，其中該切割要素係閃光。
  6. 如請求項2之方法，其中該切割要素係超重。
  7. 如請求項2之方法，其中該切割要素係耐久性。
  8. 如請求項1之方法，其中接收切割比例包含接收以下該等切割比例中之至少一者：頂部角度、頂部高度、下部角度、下部深度、切平面尺寸、總深度、星形琢面長度、下腰棱琢面長度、腰棱厚度及底面尺寸。
  9. 如請求項1之方法，其中接收切割比例亦包含接收描繪值。
  10. 如請求項1之方法，其中該模擬之等級計分及該根據經驗之等級計分係基於一共同分級尺度。
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