Способ измерения и количественного выражения оптических характеристик стекла, способ подбора стекла с необходимыми оптическими свойствами
Владельцы патента RU 2381462:
Общество с ограниченной ответственностью "Эй Джи Си Флэт Гласс Восток" (RU)
Изобретение относится к строительной промышленности и архитектуре, а именно к способам определения формулы цвета для подбора выбранного цвета фасадного стекла и сопоставления выбранного цвета с цветовой палитрой стекла. Для этого измеряют количество цвета исследуемого образца в диапазоне спектра видимого излучения методом спектрофотометрического анализа и дополнительно измеряют коэффициент отражения и коэффициент светлоты образца, выражают количество цвета через координаты в четырех основных цветовых областях и преобразуют результаты измерений в буквенно-цифровые коды с использованием математической модели. Затем, используя банк данных кодов для каждого цвета, можно определить формулу того цвета выпускаемого стекла, оптические характеристики которого наиболее близко соответствуют рассчитанным и желаемым данным образца. Данный способ может быть универсальным инструментом для количественного измерения цветовых характеристик любого прозрачного объекта и превращения этой информации в цифровые коды. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл.
Область техники
Изобретение относится к строительной промышленности и архитектуре и к области контроля и измерения цвета объектов, а именно к способу измерения и количественного выражения цвета стекла или иных аналогичных материалов. Изобретение может быть использовано в различных областях, где необходимо точно определить и синтезировать цвет прозрачных объектов, например, в производстве архитектурного стекла. Более конкретно изобретение относится к способу определения формулы цвета для подбора выбранного цвета фасадного стекла и сопоставления выбранного цвета с цветовой палитрой стекла.
Уровень техники
При анализе достижений российской и зарубежной архитектурно-строительной практики нетрудно заметить тенденцию к увеличению объемов потребления строительного стекла. Стекло сегодня, помимо простого заполнения оконных проемов, выполняет функции стенового материала. Следовательно, так как функциональное назначение стекла изменилось, то изменились и требования, предъявляемые к стеклянным конструктивным элементам. Поскольку стеновой материал принимает участие в формировании художественного образа объекта, крайне важными являются его декоративные качества, и придается большое значение таким характеристикам, как цвет, зеркальность, фактура поверхности, пропускающая способность и т.д.
Гармоничное сочетание цвета, прозрачности и степени отражения фасадного стекла с окружающей средой очень важно. На сегодняшний день существует проблема точного подбора визуальных характеристик стекла, поскольку малейшие отличия в цветовой гамме или других параметрах будет значительно выделяться и существенно влиять на внешний облик здания.
Известен способ измерения и/или количественного выражения качества цвета в кодах и/или цифровых сигналах и система измерения и/или количественного выражения качества цвета окрашенных объектов (патент RU 2075772, опубл. 20.03.1997), согласно которому для измерения цвета объекта измеряют количество трех основных цветов и преобразуют эти показатели в коды или цифровые сигналы с использованием определенной математической модели.
Также известен способ измерения цвета кожи или иных аналогичных материалов (патент RU 2059211, опубл. 27.04.1996), который заключается в том, что при измерении количеств основных цветов эталонного образца или образца сравнения регулируют чувствительность средств измерения каждого из трех основных цветов до получения одного и того же базового значения, преобразуют результаты измерений в коды или цифровые сигналы путем деления измеренных значений количеств цвета исследуемого образца на базовое.
В патенте RU 2251084, опубл. 10.02.2004, раскрыт способ подбора цвета посредством устройства формирования электронного отображения, в котором измеренные цветовые сигналы калибровочных цветов и измеренных цветов преобразовывают в известные цветометрические данные и, используя банк данных, определяют формулу цвета, данные которой наиболее близко соответствуют рассчитанным данным измеренного выбранного цвета.
Недостатками указанных способов с точки зрения поставленной задачи является его неприменимость в отношении прозрачных объектов.
Кроме того, в колориметрии известны различные, различающиеся по принципу реализации способы и методы измерения и цветовой индексации, в частности способы зрительного сравнения цвета измеряемого объекта и цвета эталонных объектов, способы математического описания спектральных характеристик цвета, методы определения цветовых координат и построения цветовой координатной системы (ЦКС), фотоэлектрические способы измерения цвета. Все эти способы и методы позволяют с различной степенью точности и полноты определять качественные и количественные характеристики цвета, однако каждому из них присущи определенные недостатки, ограничивающие их широкое практическое использование.
Наиболее широко распространен в практике метод сравнительной оценки цвета исследуемого объекта с цветом широко известных предметов или веществ или с использованием цветовых атласов, например, цветового атласа Манселла или цветовой палитры "Пантон". Известны также несколько цветовых моделей, использующих различные принципы и по которым издаются различные каталоги.
Также одной из наиболее распространенных моделей является модель NCS (Natural Color System, естественная система цвета) - цветовая модель, предложенная Скандинавским институтом цвета в Швеции. В этой системе любой цвет можно выразить графически трехмерной геометрической моделью в виде сдвоенных конусов с общим основанием. В качестве основных приняты шесть простых цветов (таких, которые нельзя описать сочетанием двух других) - белый, черный, красный, желтый, зеленый и голубой. Черный и белый цвета расположены в вершинах конусов, а остальные четыре цвета находятся на общем основании конусов и постепенно переходят от одного к другому. В описании цвета учитывается темнота цвета, насыщенность и процентное соотношение между двумя основными цветами. Для описания насыщенности и светлоты используется вертикальное сечение модели, представляющее собой равносторонний треугольник. Левая его часть образует вертикальную шкалу и через оттенки серого демонстрирует постепенный переход от белого к черному. Насыщенность цвета возрастает по мере удаления вправо от вертикальной шкалы. Для описания цвета используется буквенно-цифровой код, пример кодированной записи цвета в этой системе: NCS 0580-Y10R (5% черного цвета, 80% насыщенности (цветные части), 90% желтого и 10% красного).
Система NCS может быть представлена в виде атласа, блока, картотеки, альбома, стандартных листов разного формата, а также колерной книжки, отпечатанной типографским способом на бумаге.
Модель RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, голубой) - аддитивная цветовая модель, описывающая способ синтеза цвета. Аддитивной эта модель называется потому, что цвета образуются путем смешения основных цветов - красного, голубого и зеленого, а при смешении всех трех цветовых компонентов образуется белый цвет. Эта модель была разработана для описания цвета на цветном мониторе, комбинируя эти цвета, монитор способен создавать миллионы оттенков. Для численного представления цветовой характеристики используют трехмерную систему координат: в начале координат точка черного цвета, на каждой из осей - количественная характеристика трех основных цветов, пространство между осями содержит двойные смешения исходных цветов. Эта модель широко используется, например, в способе распознавания цвета с получением цветового кода, описанного в патентной заявке UK 2413024A (опубл. 12.10.2005).
Модель CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, black - голубой, пурпурный, желтый, черный) - четырехцветная автотипия, субтрактивная схема формирования цвета (субтрактивными называют цвета, получаемые вычитанием определенного цвета из белого), используемая прежде всего в полиграфии для стандартной триадной печати и обладает сравнительно небольшим цветовым охватом. При печати три основные цвета поглощают красную, зеленую и синюю составляющие белого света таким образом, что большая часть видимого цветового спектра может быть репродуцирована на бумаге.
Модели CMYK и RGB, хотя и связаны друг с другом, однако их взаимные переходы не проходят без потерь, так как цветовой охват у них разный.
Модель HSB (Hue, Saturation, Brightness - оттенок, насыщенность, яркость) - цветовая модель, основанная на физическом восприятии цветовой информации человеческим глазом и является нелинейным преобразованием модели RGB. Задание цвета в этой модели производится с помощью трех каналов. Первый параметр (оттенок) задает цвет, отражающийся от объекта или излучаемый объектом. Конкретный цвет задается в градусах, что определяет расположение этого цвета на стандартном цветовом круге. Значения этого параметра могут изменяться от 0 до 360°. Второй параметр (насыщенность) определяет активность данного оттенка, изменяется от 0 до 100%. Чем больше этот параметр, тем «чище» цвет, поэтому этот параметр иногда называют чистотой цвета. При нулевом значении параметра любой оттенок представляет собой серый нейтральный цвет. Третий параметр (яркость) - относительное значение яркости, измеряющееся в процентах от 0 (черный цвет) до 100 (белый цвет). Эта модель ближе к человеческому восприятию цветов, так как ее параметры отражают информацию о цвете в более привычной человеку форме.
Для визуализации этой модели в трехмерное пространство используется цилиндрическая или коническая системы координат. В цилиндрической системе оттенок изменяется при движении вдоль окружности цилиндра, насыщенность - вдоль радиуса, а яркость - вдоль высоты. В конической системе насыщенность цвета возрастает с отдалением от оси конуса, а яркость - с приближением к основанию.
Модель HSV часто используется в программах компьютерной графики, так как удобна для человека («разворачивание» трехмерного пространства HSV на двухмерный экран компьютера.)
CIE XYZ - линейная 3-компонентная цветовая модель, основанная на результатах измерения характеристик человеческого глаза. Построена на основе зрительных возможностей так называемого «стандартного наблюдателя», то есть гипотетического зрителя, возможности которого были тщательно изучены и зафиксированы в ходе длительных исследований человеческого зрения, проведенных комитетом CIE (фр. Commission Internationale de l'Eclairage). Основное свойство, присущее этой системе, - положительная определенность - любой физически ощутимый цвет представляется в системе XYZ только положительными величинами. С другой стороны, не всем точкам в пространстве XYZ соответствуют реальные цвета в силу неортогональности функций соответствия цветов.
Таким образом, известно большое количество цветовых систем и моделей для характеристики, преобразования и обозначения цветовых параметров. Однако для определения и измерения цветовых и других оптических характеристик прозрачных объектов вышеописанные системы не могут быть применены, так как в них в основном указываются только параметры цвета. Следовательно, эти модели не могут быть использованы для таких объектов, как стекло, для которых важны также и другие оптические характеристики.
Модель LAB (L*a*b*) была создана Международной комиссией по освещению (CIE) с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей, в частности, она призвана стать аппаратно независимой моделью и определять цвета независимо от особенности устройства (монитора, принтера и т.п.). В цветовом пространстве L*a*b* значение светлоты (яркости) отделено от значения хроматической составляющей цвета (тон, насыщенность). Яркость задана координатой L (изменяется от 0 до 100, то есть от самого темного до самого светлого), а хроматическая составляющая - двумя полярными координатами а и b. Первая обозначает положение цвета в диапазоне от темно-зеленого (низкая яркость) через серый (средняя яркость) до ярко-розового (высокая яркость), а вторая - от светло-синего (низкая яркость) до ярко-желтого (высокая яркость).
Эта система является наиболее приспособленной для решения поставленной задачи, однако, также как и другие описанные системы, не позволяет в том виде, в каком она существует, применить ее для измерения таких прозрачных объектов, как фасадное стекло.
Известно, что тонированное стекло обладает определенными оптическими характеристиками, поэтому произвести идентификацию его цвета очень сложно. Например, достаточно прозрачное на просвет стекло, имеющее желтоватый с серым оттенок, будучи положенным на лист белой бумаги, приобретает темно-коричневый оттенок. Изначально голубое стекло при изменении угла зрения может приобрести совершенно неожиданный оттенок. Внутри же здания оно, как правило, дает теплый оттенок. Таким образом, цвет тонированного стекла может изменяться в зависимости от условий освещения и точки восприятия объекта, поэтому обычно его нужно согласовывать с автором проекта на натурных образцах, представляющих собой достаточно большие по площади фрагменты остекления, смонтированные на различных фасадных плоскостях строящегося объекта. Это, очевидно, достаточно сложная и зачастую нереализуемая задача.
Кроме того, важной оптической характеристикой стекла является светопропускание. Основная проблема заключается в том, что трудно предсказать, какую часть спектра будет пропускать стекло того или иного оттенка в условиях естественного освещения. Ранее для того, чтобы это определить, необходимо было проводить значительную работу, сравнивать внешний вид одинакового стекла в различных зданиях в различное время. Очевидно, что архитектор должен иметь возможность подбирать стеклоизделие нужного оттенка не эмпирическим путем, как это делается сегодня, а опираясь на результаты научных разработок.
Таким образом, необходимо адаптировать авторское видение цветового решения всего объекта к реальным материалам и разработать методику, которая поможет архитектору подобрать тонированное стекло с учетом его натурного восприятия.
Практическая изобретательская проблема (задача) связана с тем, что необходимо установить те параметры, которые дают исчерпывающую (необходимую и достаточную) информацию об оптических свойствах стекла и выразить эти параметры в кодированной универсальной форме, доступной для использования различными архитекторами, а также при помощи средств программного обеспечения путем преобразования в цифровые сигналы. При этом такие параметры должны быть легко идентифицируемыми с цветовыми характеристиками стекла.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности и достоверности измерения и/или количественного выражения цвета окрашенных прозрачных объектов и практического осуществления измерения и количественного выражения цвета в кодах или цифровых параметрах.
Сущность изобретения заключается в том, что измерение и количественное выражение оптических характеристик стекла осуществляют путем спектрофотометрического анализа количества цвета исследуемого образца в диапазоне спектра видимого излучения с длиной волны 380-770 нм (в который входят все семь цветов, находящихся в закономерной связи цветов солнечного спектра: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового). Кроме того, измеряют коэффициент отражения и коэффициент светлоты образца и преобразуют результаты измерений в буквенно-цифровые коды с использованием определенной математической модели, которая использует количество цвета в четырех основных цветовых областях: красной, желтой, зеленой и синей.
На основании полученной формулы, характеризующей оптические характеристики образца, осуществляют подбор стекла с необходимыми оптическими свойствами. Для этого, используя банк данных и основываясь на требованиях к новому разрабатываемому стеклу, определяют формулу цвета, оптические характеристики которого наиболее близко соответствуют этим требованиям. Таким образом, используя способ по настоящему изобретению, можно точно идентифицировать определенный образец стекла, имеющийся в наличии, а также разрабатывать новые образцы стекла, соответствующие требованиям (светлее, темнее, зеленее, прозрачнее и т.п.).
Также полученные путем измерения или теоретически рассчитанные буквенно-цифровые коды, отражающие цветовые характеристики стекол, можно использовать при идентификации стекла в различных базах данных, электронных системах и приборах, используемых при подборе фасадного остекления.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - диаграмма, иллюстрирующая цветовое пространство L*a*b*.
Фиг.2 - схема измерения термоизоляционных и светоотражающих характеристик стекла.
Фиг.3 - схема проведения измерений с использованием спектрофотометра.
Осуществление изобретения
Стекло имеет ряд существенных отличий по своим свето-физическим свойствам по сравнению с непрозрачными материалами. Спектро-фотометрические характеристики архитектурного стекла следующие: цвет, светопропускание, отражение света, пропускание солнечного излучения, поглощение солнечного излучения, солнечный фактор (полное пропускание солнечного излучения), коэффициент затенения, коэффициент теплопередачи, термическое сопротивление теплопередаче, коэффициент эмиссии (эмиссивитет).
Так как из всех существующих систем L*a*b* дает наиболее точное и полное математическое описание видимого человеческим глазом цветового пространства, именно эта модель и была взята за основу при разработке новой системы индексации архитектурного стекла.
Благодаря характеру определения цвета в L*a*b* появляется возможность отдельно воздействовать на яркость, контраст изображения и на его цвет, возможность избирательного воздействия на отдельные цвета в изображении, усиления цветового контраста, борьба с «шумом» на цифровых фотографиях. Во многих случаях это позволяет ускорить обработку изображений.
В системе L*a*b* одинаковое изменение значений координат цвета в разных областях цветового пространства производит одинаковое ощущение изменения цвета. Таким образом математически корректируется нелинейность восприятия цвета человеком. Иллюстрация цветового пространства L*a*b* приводится на чертежах.
Модель L*a*b* в принципе применима для цветовой индексации прозрачных материалов, в частности стекла, однако при ее использовании для таких объектов выявляются такие недостатки, как низкая эффективность, большая погрешность в оценке цвета стекла, субъективность его восприятия и невозможность управления цветом стекла.
Для того чтобы изменить систему L*a*b* для целей изобретения, необходимо было определить, какие оптические параметры стекла необходимы и достаточны для наиболее полного отражения визуальных параметров. Для этого использовали известные методики.
В частности, наиболее часто используемым способом измерения оптических параметров является способ спектрофотометрического измерения цветовых координат и измерение коэффициента отражения объектов.
Спектрофотометр позволяет делать измерения цветовых координат, имитируя различные виды освещения и различные условия восприятия. Колориметрический спектрофотометр использует источник света, чтобы освещать измеряемый образец, свет отражается от объекта, затем проходит через дифракционную решетку, которая делит его на спектр. Спектр попадает на диодную решетку, где измеряется количество света на каждой длине волны. Эти спектральные данные затем передаются на процессор, где обрабатываются вместе с табличными данными для выбранных CIE осветителя и/или стандартного наблюдателя, чтобы получить значения X, Y, Z. Данная схема проиллюстрирована на фиг.2.
При этом как LT обозначено светопропускание - отношение светового потока, проходящего сквозь стекло, к падающему световому потоку, а как LR обозначено светоотражение - отношение светового потока, отраженного от стекла, к падающему световому потоку.
Обычно направленная геометрия прибора имеет облучение при 45° и измерение при 0°. Это называется 45°/0° геометрией. 0°/45° имеет излучение под углом 0° и измерение при 45°. Оба типа исключают зеркальное отражение при измерениях (блеск исключен). Это обеспечивает измерения, которые соответствуют визуальным оценкам изменения внешнего вида образца, обусловленным как разницей в цвете пигмента, так и блеском или структурой поверхности. Схема проведения измерений образцов на спектрофотометре приведена на фиг.3.
Спектрофотометр подключают к компьютеру, обработка и вывод данных осуществляется с помощью специализированного программного обеспечения. Перед началом работы выполняют следующие операции:
- выбирают параметры условий измерения, наиболее приближенные к реальным условиям восприятия цвета. Это источник света D65 (дневной свет) и «стандартный наблюдатель» с углом обзора 10 градусов (для лучшего согласования с усредненными визуальными оценками, проведенными при больших площадях обзора);
- для более точных и «ровных» результатов прогревают спектрофотометр не менее 20 минут и устанавливают количество измерений - 5 по каждому параметру;
- юстируют спектрофотометр с помощью световой ловушки (абсолютно черный цвет - отсутствие света) и эталона белого цвета, который входит в комплект поставки аппарата.
Перед проведением измерений были определены наиболее оптимальные условия для проведения экспериментов по замеру цветности стекла. В результате были выбраны стекла толщиной 6, 8, 10 мм как наиболее часто употребляемые в формировании стеклопакетов фасадных систем.
Согласно вышеприведенной методике были произведены измерения основных световых параметров стекла: коэффициенты внешнего и внутреннего отражения, светопропускание различных по цвету, толщине и свето-теплотехнических свойств архитектурного стекла (см. таблицу 1).
| Таблица 1 Спектрофотометрические характеристики рабочих образцов стекол |
|||
| Название | Обозначе- ние |
Единицы измерения | Физический смысл |
| Светопропускание | LT | % | Пропускание света в спектральном диапазоне от 380 до 720 нм. |
| Отражение света | LR | % | Отражение света в спектральном диапазоне от 380 до 720 нм. |
| Пропускание солнечного излучения | DET | % | Солнечная энергия, непосредственно проходящая сквозь остекление в спектральном диапазоне от 300 до 2150 нм. |
| Поглощение солнечного излучения | ЕА | % | Солнечная энергия, поглощенная массой стекла, выраженная в процентах от общего количества солнечной энергии, падающего на поверхность стекла. |
| Солнечный фактор (полное пропускание солнечного излучения) | SF | % | Полная энергия, поступающая через остекление. Представляет собой сумму солнечной энергии, непосредственно проходящей через остекление (DET), плюс часть поглощенной энергии (ЕА), излученной остеклением внутрь помещения. |
| Коэффициент затенения | SC | - | Коэффициент получается при делении солнечного фактора на 0,87, что представляет собой солнечный фактор для бесцветного полированного стекла толщиной 3 мм. Определяет способность остекления пропускать солнечное излучение в диапазоне ближних инфракрасных волн - до 2,5 мкм. Чем меньше коэффициент затенения у стекла, тем меньше солнечной энергии оно пропустит. |
| Коэффициент теплопередачи | U | Вт/м2 °С | Коэффициент теплопередачи представляет собой количество тепла, проходящего через 1 м2 поверхности материала за единицу времени при разности температур наружной и внутренней сред в один градус. |
| Термическое сопротивление теплопередаче | R | м2 °С/Вт | Это нормируемый показатель для всех ограждающих конструкций. Является обратной величиной коэффициента теплопередачи. Зависит от теплотехнических свойств материала и толщины конструкции. |
| Коэффициент эмиссии | е | - | Отношение излучательной способности поверхности материала к излучению абсолютно черного тела при той же температуре. Характеризует способность поверхности отражать «тепловые волны» (ИК диапазон). Чем ниже коэффициент эмиссии, тем лучше отражение волн ИК диапазона. Наилучшими отражающими способностями обладают поверхности токопроводящих материалов. Низкоэмиссионные стекла имеют значения от 0,18 (к - стекло) до 0,04 (Double Low Е) |
Для выбора основных параметров, которые влияют на визуальные характеристика фасадного стекла, был проведен анализ требований, предъявляемых к остеклению.
Полученные характеристики исследованных образцов стекол приведены в таблицах 2-6.
| Таблица 3 Зависимость светопропускания и отражения от цвета и толщины стекла |
||||
| Типы стекол | Толщина | Световые характеристики | ||
| Светопропускание, | Отражение | |||
| Внешн. | Внутр. | |||
| % | % | |||
| Стопсол Классик прозрач. | 4 | 38 | 34 | 27 |
| 5 | 38 | 34 | 27 | |
| 6 | 38 | 34 | 27 | |
| S | 37 | 34 | 26 | |
| Стопсол Классик темно-синий | б | 23 | 34 | 13 |
| 8 | 20 | 34 | 11 | |
| Стопсол Классик серый | 4 | 24 | 34 | 13 |
| 5 | 21 | 34 | 11 | |
| 6 | 19 | 34 | 10 | |
| 8 | 14 | 34 | 8 | |
| Стопсол Классик зеленый | 4 | 33 | 34 | 22 |
| 5 | 32 | 34 | 21 | |
| 6 | 31 | 34 | 20 | |
| 8 | 29 | 34 | 18 | |
| Стопсол Классик бронзовый | 4 | 26 | 34 | 15 |
| 5 | 24 | 34 | 13 | |
| 6 | 22 | 34 | 12 | |
| 8 | 17 | 34 | 9 |
| Таблица 4 Зависимость светопропускания и отражения от вида стекла |
||||
| Типы стекол | Толщина | Световые характеристики | ||
| Светопропускание | Отражение | |||
| Внешн.% | Внутр.% | |||
| Стопсол Суперсилвер | 6 | 63 | 35 | 34 |
| 8 | 62 | 35 | 34 | |
| 10 | 62 | 35 | 33 | |
| Стопсол Суперсилвер | 6 | 42 | 30 | 15 |
| 8 | 36 | 30 | 12 | |
| Стопсол Суперсилвер | 6 | 27 | 24 | 8 |
| 8 | 20 | 24 | 6 | |
| Стопсол Суперсилвер | 6 | 29 | 34 | 11 |
| 8 | 23 | 34 | 8 | |
| Стопсол Суперсилвер | 6 | 52 | 34 | 25 |
| 8 | 48 | 34 | 22 |
| Таблица 5 Зависимость светопропускания от вида стекла |
||||||||||
| Светопропускание (LT), % | Отражение внешнее (LR), % | Отражение внутреннее (IRI), % | ||||||||
| Planibel | Стопсол | Стопсол Суперсилвер | Planibel | Стопсол | Стопсол Суперсил- вер |
Planibel | Стопсол | Стопсол Суперсил- вер |
||
| Прозрачное | 6 | 89 | 38 | 63 | 8 | 34 | 35 | 8 | 27 | 34 |
| 8 | 88 | 37 | 62 | 8 | 34 | 35 | 8 | 26 | 34 | |
| Серое | 6 | 44 | 19 | 29 | 5 | 34 | 34 | 5 | 10 | 11 |
| 8 | 34 | 14 | 23 | 5 | 34 | 34 | 5 | 8 | 8 | |
| Зеленое | 6 | 73 | 31 | 52 | 7 | 34 | 34 | 7 | 20 | 25 |
| 8 | 68 | 29 | 48 | 6 | 34 | 34 | 6 | 18 | 22 | |
| Темно-синее | 6 | 57 | 23 | 42 | 6 | 34 | 30 | 6 | 13 | 15 |
| 8 | 48 | 20 | 36 | 5 | 34 | 30 | 5 | 11 | 12 |
| Таблица 6 Результаты измерений количества основных цветов. |
|||
| Стекло | L* | a* | b* |
| PLANIBEL AZUR 6 MM | 76,99 | -11,6 | -6,12 |
| PLANIBEL AZUR 8 MM | 72,82 | -15,13 | -7,49 |
| PLANIBEL BRONZE 6 MM | 57,82 | 5,65 | 8,31 |
| PLANIBEL BRONZE 8 MM | 48,25 | 6,43 | 8,96 |
| PLANIBEL DARK BLUE 6 MM | 64,26 | -10,12 | -18,75 |
| PLANIBEL DARK BLUE 8 MM | 57,13 | -9,88 | -21,46 |
| PLANIBEL GREEN 8 MM | 71,21 | -18,68 | 4,27 |
| PLANIBEL GREY 10 MM | 36,52 | 0,93 | -2,76 |
| PLANIBEL GREY 8 MM | 42,31 | 0,61 | -2,37 |
| PLANIBEL PRIVA BLUE 10 MM | 49,96 | -8,61 | -22,2 |
| PLANIBEL PRIVA BLUE 6 MM | 44,51 | -11,86 | -16,04 |
| PLANIBEL PRIVA BLUE 8 MM | 39,36 | -9,9 | -15.53 |
| SANERGY AZUR 6 MM | 64,41 | -11,16 | -7,5 |
| SANERGY GREEN 6 MM | 64,89 | -13,87 | -0,12 |
| STOPSOL CLASSIC BRONZE 6 MM | 48,25 | 4,91 | 10,32 |
| STOPSOL CLASSIC CLEAR 8 MM | 70,29 | -2,19 | 10,05 |
| STOPSOL CLASSIC GREEN 6 MM | 60,34 | -8,8 | 8.01 |
| STOPSOL CLASSIC GREEN 8 MM | 58,29 | -12,84 | 8,79 |
| STOPSOL SILVERLIGHT PRIVA BLUE 6 MM | 44,74 | -11,5 | -16,12 |
| STOPSOL SILVERLIGHT PRIVA BLUE 8 MM | 39,36 | -9,37 | -16,72 |
| STOPSOL SUPERSILVER CLEAR 6 MM | 90,55 | -3,11 | 0,97 |
| STOPSOL SUPERSILVER DARK BLUE 6 MM | 64,83 | -9,38 | -18,1 |
| STOPSOL SUPERSILVER DARK BLUE 8 MM | 58,73 | -9,81 | -21,93 |
| STOPSOL SUPERSILVER GREEN 6 MM | 77,68 | -15,53 | 2,68 |
| STOPSOL SUPERSILVER GREEN 8 MM | 72,77 | -18,31 | 2,68 |
| STOPSOL SUPERSILVER GREY 6 MM | 52,43 | 1,28 | -3,28 |
| STOPSOL SUPERSILVER GREY 8 MM | 43,96 | 0,97 | -4,67 |
| SUNERGY AZUR 8 MM | 61,99 | -13,82 | -8,2 |
| SUNERGY CLEAR 6 MM | 73,75 | -4,97 | -2,2 |
| SUNERGY GREEN 8 MM | 60,13 | -17,46 | 0,39 |
Проанализировав полученные данные и зависимости световых характеристик стекла от его толщины и свойств, был сделан вывод, что необходимые и достаточные параметры для визуальной идентификации это цвет, светлота и коэффициент отражения (то есть коэффициент отражения и цветовые параметры по системе L*a*b* - светлота и количество основных цветов).
Предварительно была создана палитра основных цветов с расширенным диапазоном в синей и зеленой области (стекла этого цвета наиболее широко применяются в архитектуре). Затем были отобраны те конкретные оттенки цвета, которые наиболее полно отражают возможные архитектурные стекла, и проведены измерения оптических характеристик соответствующих образцов на спектрофотометрах Color Quest XE, Pelkin Elmer и Ultra Scan.
Цвет образца стекла определялся в зависимости от расположения точки в пространстве цветовой области от 0 до 100 единиц (ее координата). Коэффициент отражения определялся с помощью измерений на спектрофотометре. Светлота измерялась в единицах от 0 (самый темный) до 100 (самый светлый).
Для объединения всех этих основных параметров в единую формулу была разработана система кодировки, которая может быть представлена следующим образом.
В зависимости от того, в какой цветовой области находится исследуемый образец, код GVG обозначается последовательным указанием основных параметров: светлоты (L), количества двух основных цветов (голубого В, зеленого G, желтого Y и красного R), а также отражающей способности стекла (LR).
Общая формула выглядит следующим образом:
GVG - LBG (LR) - цвет из области смешения синего и зеленого;
GVG - LGY (LR) - цвет из области смешения зеленого и желтого;
GVG - LYR (LR) - цвет из области смешения желтого и красного;
GVG - LRB (LR) - цвет из области смешения красного и голубого.
Значение составляющих В, G, Y и R определяется по формулам:
В=-b*k,
G=-a*k,
Y=b*k,
R=a*k,
где k=3 - масштабный коэффициент, введен для удобства визуального восприятия числового выражения цвета стекла.
Пример обозначения оптических характеристик стекла с использованием вышеприведенной формулы GVG для зеленой области при координатах цветовой точки L*=28 (численное значение индекса светлоты), а*=3, b*=12:
GVG - 28 GY 09 36 LR07.
Для получения более удобных в использовании чисел результаты оптических измерений образцов стекла преобразуют путем деления измеренных значений количеств цвета исследуемого образца на базовый масштабный коэффициент.
Так как в целом система характеризует цвет цифрами, отражающими количество основных цветов и отражающей способности, то данный способ измерения цвета объектов может быть универсальным инструментом для количественного измерения качества цветовых характеристик любого прозрачного объекта и превращения этой информации в цифровые коды.
Кроме того, предлагаемый способ количественного (цифрового) описания цвета и система для его реализации создают условия для передачи количественной информации (цифрового кода) через различные каналы средств связи и записи на различные носители.
1. Способ измерения и количественного выражения оптических характеристик стекла, включающий в себя операцию измерения количества цвета исследуемого образца в диапазоне спектра видимого излучения методом спектрофотометрического анализа, отличающийся тем, что дополнительно измеряют коэффициент отражения и коэффициент светлоты образца, выражают количество цвета через координаты в четырех основных цветовых областях и преобразуют результаты измерений в буквенно-цифровые коды путем деления измеренных количеств цвета на базовый масштабный коэффициент и объединения полученных параметров количества света, коэффициента отражения и светлоты в единую формулу.
2. Способ подбора стекла с необходимыми оптическими свойствами, при котором измеряют оптические характеристики образца в соответствии со способом по п.1, рассчитывают параметры для преобразования измеренных характеристик в код и затем, используя банк данных, определяют формулу цвета, оптические характеристики которого наиболее близко соответствуют рассчитанным данным исследуемого образца.
