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你不可不知的计算机辅助配色技术秘诀


当今信息时代,颜色的数字化管理已呈必然趋势,在先进的工业发达国家中,与着色有关的行业如纺织印染、涂料、塑料着色加工及油墨等行业普遍采用计算机辅助配色技术作为产品开发、生产、质量控制、销售的有力工具,普及率很高。它给使用者带来了生产科学化、高效率和经济效益。

今天,讲的主题是

计算机辅助配色技术原理和优点


计算机辅助配色技术是基于材料的反射率(或者透射率)进行配方计算的,所以可以实现所需配色产品的反射率的准确匹配。

颜色是材料对光的吸收和散射产生的,每种材料对于光的吸收和散射是有规律可循的。材料的混和对于颜色的表现可以通过每种材料的特性进行计算。

众所周知,反射率是颜色的本质属性,是颜色的“指纹”, 基于颜色数据化和科学计算的,使得配色产品有效避免同色异谱现象的产生,就像配色人员首先要对所用的材料的颜色表现有足够的认识,才能选择合适的材料进行配色,计算机辅助配色首先要对每种材料的颜色特性进行测量,建成有足够信息的数据库,然后才能依据这些数据库,配制目标颜色。

下面我们重点讲述计算机配色的计算模型:

计算机配色基本原理是根据颜色的产生是材料的吸收和反射产生的

Kubelka-Munk 理论是配色的重要理论基础,于1931年被Paul Kubelka和Franz Munk 提出,由于颜色是可以由其反射率光谱表示,为了研究物体颜色混合配色的原理,两位科学家进行深入研究发表了Kubelka-Munk 理论。简单来说Kubelka-Munk理论表明了物体的反射率基于颜料的散射和吸收系数,物体的厚度和基材的反射的影响。并提出K/S概念,指出其具有加和性见图:


Kubelka-Munk 理论虽然早在1931年就已提出,但是直到1958年才开始成功地用于纺织印染行业,印刷行业应用该理论则始于20世纪70年代。目前美国、日本等国家开发的计算机配色系统,基本上仍采用这个理论。


计算机辅助配色技术系统配制需要有计算机,计算机配色软件,分光光度仪。其辅助配置包括打样设备,称量设备等。

计算机用来安装配色软件,配色软件用来收集颜色数据和计算新颜色配方,爱色丽分光光度仪Ci7800用来测量样品颜色数据。


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但是目前在中国除了极少数跨国企业外绝大多数企业的塑料配色还在使用人工配色,所谓人工配色就是目前绝大多数企业长期使用的一种传统配色法,配色人员基于目视和自己的配色经验来推算颜色配方的方法。

但是人工配色以配色人员从实践中积累的经验作为指导工作的依据,常常受到配色者生理、心理因素及其它客观条件的影响,产品质量难以保持稳定。另外,依靠经验和感觉配色,只能定性,无法定量,技术的传播与交流比较困难。

所以塑料配色一直是色母粒和改性塑料行业的一大痛点。优秀配色师少,优秀配色师贵,优秀配色师流动大,更是塑料配色痛点中痛点。而且这一痛点将在今后若干年还会继续干扰行业进步。

计算机辅助配色技术与人工配色相比较有如下的优点

(1)操作简便,可以减少配色时间,将以往所有配过的颜色存入数据库,需要时可立即调出使用。能在较短的时间内计算出修正配方,提高配色效率,降低配色人员和材料成本。

(2)计算机辅助配色技术系统可以连接ERP管理系统(如SAP),将其整合在一起,通过一些应用程序接口,将SAP的采购和物流仓储模块和配色软件中的原料价格数据库动态地连接在一起。这样来自采购部门的最新原料价格变化,重要原料出现供应问题可以实时地更新进入系统,计算机辅助配色技术系统也可以用报表的方式反馈回SAP系统,自动检测库存情况或是提醒采购和物流部门及时跟进处理。总之,使用现代化的数据交互和信息管理系统,能够将传统的配色工作提升到更加高效的水平上来,对配色人员和公司管理人员都是强有力的工具。


(3)解决同色异谱现象。由于人眼只能基于颜色的三个属性进行颜色分辨,很难避免同色异谱现象的产生。同色异谱是塑料配色领域常见的现象。同样的颜色经常会出现某种光源下相似,但其它光源下不匹配的情况,这些是同色异谱带给塑料配色的难点,尤其是在汽车行业相关的塑料制品配色领域更为常见。经验丰富的配色人员,往往很容易实现某个光源下的颜色匹配,但是要做到三种光源下都足够相似,要求配色人员对所有能实现这种颜色的颜料组合都有充分的考虑,在实际操作中很难做到,更多时候靠的是运气或是大量的试错,一点点比对摸索。而计算机辅助配色技术在同色异谱的计算和预测方面,提供了无可比拟的优势。


(4)塑料配色是个复杂的系统工程。在塑料配色中常用的有机、无机颜料,溶剂染料等不下200余种。对着色剂性能和各种应用建立关联对配色人员是很大的挑战,这也是塑料配色行业培养一个优秀人才需要五年甚至更长的时间的原因。计算机辅助配色技术对着色剂性能数据库创建,可以提供快速查询和比对,还提供配色任务指令单模板管理工作,对不同类型的配色工作提供帮助。所以计算机辅助配色技术最大优点是对配色人员经短时间培训就可以工作,大大节约人员成本。


计算机辅助配色技术优点很多,特别是对配色人员经短时间培训就可以工作,为解决行业痛点有帮助,将成为推动行业进步的动力。当然计算机辅助配色技术需一笔不菲投资用于硬件和软件的建立,特别是核心数据库的建立。

课程小结

(1) 计算机辅助配色技术是基于材料的反射率(或者透射率)进行配方计算的,所以可以实现所需配色产品的反射率的准确匹配。

(2)计算机辅助配色技术与人工配色相比较有很多的优点

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左图为多角度分光光度仪MA-T12,右图为配色软件ColoriMatch