Measurement of color and gloss of thermoplastic moldings, Part 1

Složitost hodnocení výsledkù mìøení barvy a lesku vyplývá již z definic v oboru mìøení používaných a v jejich závislosti na subjektivních i objektivních podmínkách mìøení.

MÌØENÍ BARVY A LESKU – KOLOMETRIE – CO JE BARVA

Na jednoduchou otázku: co je barva? je odpovìï pomìrnì složitá – barva je mnohoznaèný psychosenzorický, fyzikální a psychofyzikální pojem:

Psychosenzorické – vjemové – hledisko

Barva vyjadøuje vlastnost lidského zrakového vjemu, kterou se rozlišují dvì bez strukturní èásti zrakového pole stejného tvaru a velikosti.

Je to èást zrakového vjemu, která zùstává, odmyslíme-li si z nìho dojem prostorového rozložení, rozmìrù a èasové promìnlivosti toho, co vidíme.

Barva je zpravidla urèena spektrálním složením svìtelného podnìtu vstupujícího do oka, vnímání barvy tedy závisí na vlastnostech a stavu oka pozorovatele barvy, na podmínkách pozorování, na psychickém stavu pozorovatele a jeho psychologii.

Fyzikální – objektivní – hledisko

Barva je charakterizována spektrálním složením barevného podnìtu, tj. spektrálním složením svìtla emitovaného svìtelným zdrojem, svìtla, které zdrojem prošlo nebo svìtla odraženého od jeho povrchu.

Spektrální složení barevného svìtla, které urèuje, z jakých jednobarevných složek se dané svìtlo skládá, je objektivnì zjistitelná a mìøitelná fyzikální velièina, velièina nezávislá na našem oku.

Psychofyzikální hledisko

Z pohledu psychofyzikálního se pøihlíží k vyhodnocování barevného podnìtu barvocitlivými buòkami našeho oka.

Pøi tomto pøístupu se vyhodnocuje barevný podnìt o urèitém spektrálním složení podle citlivosti zrakového orgánu na barvy.

Barva svìtla, barva primárních svìtelných záøièù je psychosenzorický pojem, jemuž odpovídá psychofyzikální pojem barevnost – chromatiènost.

Barva svìtla, barva sekundárních svìtelných záøièù se vystihuje fyzikálním pojmem kolorita.

Z uvedeného vyplývá, že každou barvu mùžeme objektivnì a fyzikálnì jednoznaènì popsat, ale vnímat ji mùžeme rozdílnì v závislosti napøíklad na náladì, únavì, apod.

Z fyzikálního hlediska je barevnost urèena spektrálním složením svìtla vysílaného jeho zdrojem.

Fyzikální popis kolority je založen na barevnosti a relativní intenzitì svìtla odraženého od povrchu tìlesa nebo z tìlesa vystupujícího.

Barva svìtla a barva tìlesa se obvykle posuzuje na základì tìchto vlastností:

Tón barvy – urèuje barevnost podle vlnové délky dominantního monochromatického svìtla, které je v barvì zastoupené, a které dává svìtlu nejvìtší energetický pøíspìvek.

Tón barvy je dán vlnovou délkou daného svìtla.

Sytost barvy – èistota barvy – je to vlastnost zrakového vjemu, umožòuje posoudit úèast èisté, pestré barvy na celkovém vjemu.

Sytost je dána pomìrem energií jednotlivých monochromatických svìtel zastoupených v dané barvì.

Sytá barva – úzké pásmo vlnových délek - je tvoøena z mála jednotlivých svìtel, barvu lze dobøe urèit.

Málo sytá barva – širší pásmo vlnových délek – je složena z více svìtel, což pøináší problematické rozeznání jednotlivých barev.

Jas barvy – jas je integrálním energetickým parametrem svìtla a vyjadøuje souèet všech energetických pøíspìvkù jednotlivých monochromatických svìtel, z nichž se barva skládá.

Jas je dán hodnotou maxima køivky vlnových délek dané barvy, menší jas má nižší hodnotu maxima.

obr.: Spektrofotometr - Konica Minolta

MÌØENÍ BARVY A LESKU – ADITIVNÍ A SUBTRAKTIVNÍ MÍSENÍ BAREV

Aditivní – souètové – mísení barev

K jednomu barevnému svìtlu se pøidají další, jiná barevná svìtla. Výsledné svìtlo má bohatší spektrální složení než jednotlivá dílèí svìtla.

Subtraktivní – odeèítací – mísení barev

Pøi subtraktivním mísení barev se z daného mnohobarevného svìtla odebírají – odeèítají – nìkteré jeho spektrální složky. Výsledná barva má chudší spektrální složení a jeví se jako jiná barva než pùvodní barva svìtla.

Lidské oko nemá, ve složeném svìtle, schopnost rozlišovat jednotlivé barvy. Výsledné svìtlo, které oko vidí má vždy jedinou barvu, ale je možno ho pøipravit mnoha kombinacemi jednotlivých barev, což je podstatou koloristiky – míchání barev pro výrobu dané barvy, respektive odstínu.

MÌØENÍ BARVY A LESKU – LESK

Lesk – vnímání lesku – lesk je vizuální vnímání, které vzniká pøi pozorování povrchu daného objektu.

Vysoký lesk odpovídá vysokému odrazu, na objekt, dopadajícího svìtla, což znamená, že dopadající svìtlo se odráží v jednom smìru.

Vnímání pololesku a matu – toto vnímání odpovídá mírnìjšímu odrazu na objekt dopadajícího svìtla a to znamená, že dopadající svìtlo se odráží rozptylovì.

MÌØENÍ BARVY A LESKU

Pro objektivní i subjektivní mìøení barevnosti objektù jsou potøeba tøi elementy:

zdroj svìtla – pozorovaný objekt a pozorovatel

Zdroj svìtla – každý svìtelný zdroj ve viditelné oblasti vyzaøuje v dané vlnové délce rùznì intenzivnì, z èehož vyplývá, že svìtlo z rùzných zdrojù má jinou barevnost.

Svìtlo ze zdroje svìtla dopadá na objekt a v závislosti na vlastnostech povrchu a materiálu objektu se od nìho odráží nebo je jím pohlcováno, obvykle se oba procesy dìjí souèasnì.

Odražené svìtlo dopadá na fotoreceptory lidského oka, oko v závislosti na spektrálním složení záøení tyto zpracuje a mozek je následnì interpretuje jako vjem barvy.

Bílé svìtlo je složeno ze svìtel o vlnových délkách od cca 380 nm do cca 750 nm.

Pomìr intenzity svìtla odraženého od objektu k intenzitì svìtla dopadajícího na objekt se nazývá reflektance.

Reflektance vyjadøuje, jak moc objekt svìtlo o dané vlnové délce odráží. Když reflektanci zjistíme pro všechny vlnové délky v intervalu denního svìtla – 380 až 750 nm – získáme reflexní spektrum charakterizující daný objekt.

MÌØENÍ BARVY A LESKU – SPEKTROFOTOMETR

K mìøení reflexního spektra se používají reflexní spektrofotometry, které pro zjištìní intenzity odraženého svìtla, pro jednotlivé vlnové délky, používají difrakèní møížky.

Na difrakèní møížce rozložené svìtlo dopadá na øadu fotodetektorù, které promìní dopadající svìtlo na elektrický signál.

Spektrofotometr se nejdøíve sám zkalibruje na absolutní bílou, která žádné svìtlo nepohlcuje a následnì dá do pomìru intenzitu odraženého svìtla od mìøeného objektu k intenzitì dopadajícího svìtla a to pro všechny vlnové délky a tak se získá reflexní spektrum daného objektu.  

U ruèních spektrofotometrù je difrakèní møížka fixní a pøístroje mají øadu fotodetektorù pro mìøení s odstupem 10 nm.

Laboratorní pøístroje mají jeden detektor a difrakèní møížka je otoèná, což umožòuje nastavit citlivost intervalu mìøení na jednotky nm.

Jako zdroj svìtla u ruèních spektrometrù se používají halogenové výbojky nebo LED zdroje.

Stolní, laboratorní spektrofotometry jsou osazovány xenonovými výbojkami.

MÌØENÍ BARVY A LESKU – GEOMETRIE MÌØÍCÍ SOUSTAVY

Pro mìøení odrazných ploch hodnocených objektù se, v principu, používají ètyøi geometrická uspoøádání mìøící soustavy.

Geometrické uspoøádání vyjadøuje, pod jakým úhlem dopadá svìtlo a pod jakým úhlem je oražené svìtlo snímáno.

Kromì absorpèních vlastností materiálu hodnoceného objektu, pøi mìøení záleží i na jakosti hodnoceného povrchu. Desény – strukturovaný povrch – odráží dopadající svìtlo do rùzných smìrù, což ovlivòuje mìøení barevnosti. Jakost povrchu výstøiku – matný, lesklý, desénovaný – tedy ovlivní mìøení a namìøíme rùzné hodnoty barevnosti.

Oznaèení geometrie mìøení – 45 / 0 ; 0 / 45 ; 8 / d ; d / 8 – první znak urèuje pod jakým úhlem svìtlo na výstøik dopadá, druhý pod jakým úhlem se odráží, d znamená difuzní osvìtlení.

U uspoøádání 45/0 a 0/45 se vždy snímá paprsek, který je mimo pøímý odraz.

U geometrií s difuzním osvìtlením, s integraèní koulí – 8/d a d/8 – je výstøik osvìtlen buï ze všech stran, nebo je ze všech stran odrazu pøiveden signál do detektoru – tím je mìøení, do jistí míry, nezávislé na struktuøe mìøeného povrchu.

Metody s integraèní koulí umožòují zahrnout složku z pøímého odrazu nebo jí nezahrnout do mìøení. To umožòuje bílá nebo èerná záklopka vložená do prostoru s pøímým odrazem.

Nezahrnout pøímý odraz se doporuèuje u mìøení barevnosti u vysoce lesklých povrchù, u nichž je pøímý odraz nejvìtší.

Z uvedeného, mimo jiné vyplývá, že pro možnost porovnání mìøení na rùzných pracovištích mezi sebou musíme mít stejné mìøící pøístroje se stejnou geometrií uspoøádání mìøící soustavy a mìøit na výstøicích pøedem urèené stejné místo.

2. èást »