对特殊效果涂层的色彩及外观进行精确测量的重要研究突破(二)

2011-01-06

                                        对特殊效果涂层的色彩及外观进行精确测量的重要研究突破(二)

步骤2：数据转化
  平移、旋转、缩放等线性操作被用来确定谱图的xDNA等效形状。所有的转化操作都是相对于一个标准进行。平移向量、旋转轴、缩放因数都是通过普鲁克法则，用小二乘法将样本xDNA谱图换算成标准xDNA谱图。为了与标准进行比较，平移、旋转操作的中间结果再次被平定位于标准的中心。
 
  平移
  xDNA谱图的平移是在所有波长范围内从标准中心的三维偏移xT表示平移的距离。xDNA表示xDNA谱图定位于标准的中心的平移距离。相同配方下的两个样品的平移距离差异的主要因素在于工艺过程。例如涂装过程中流动和雾化的变化将改变粘附于样品上的液滴的大小与动能以及其粘附方式。
 
  旋转
  xDNAa表示平移变换的xDNAt再经两次旋转后xDNA谱图的排列。旋转是与工艺与配方变化相关的特性。例如，旋转是涂装中工艺变化引起的，它将是导致配方中粒径分布或者粘附于样品上的粒子大小及取向的变化。
 
  缩放
  xDNAs表示xDNAa谱图的缩放结果。这是成分改变与工艺调整的影响，它将显著减弱较重的碎片向样品表面靠近。
  xDNAs可检测出配方差异，但对于漫射灰色系也有其局限性。对于漫射灰色系，即使更大配方差异也只引起很小的xDNAs变化。
  进行生物类比，可以将未变换的xDNA谱图与缩放的xDNAs谱图之间的关系看作生物的表型与基因型的关系。正如生物表型不仅基于其基因组成，而且与周围环境的作用有关，xDNA是xDNAs表征的材料，也与应用工艺条件之类环境因素作用有关。

  通过物理特性分析数据
  数据被转化之后，下一步便是测定谱图轮廓之间的差异。
 
  dDNA
  当评估工艺与配方对结果的影响时，可以采用dDNA——两光谱之间的欧氏距离。由于没有视觉加权，它维持了物质光散射的波长依赖性。除dDNA之外，还有另一些函数可用于变换后的xDNA差异，比如dDNAt、dDNAa、dDNAs。
  DG等进一步的分析参数正处于开发中。

  通过感性特征分析数据
  dF公式
  dF代表两个xDNA谱图的视觉差别。它是将感官与物性配方及工艺变数联系起来的关键。它是与配方及工艺参数直接相关的感观误差。粗糙度差异与相对dF有关。
  正如采用光原与观察者加权函数通过反射率计算出色度数据、CIELAB函数、DE、DE94、DE2000以及其它加权函数，由光谱数据可以衍生出色彩测量数据，由三维xDNA与光谱也可以推算出色彩测量数据dF表示 △E推广运算得到的色差。军是同X、Y、z不同面上的色度数据的平方和的平方根计算而得到的。dF值类似于DE，其通过两个样品的xDNA距离差异计算而出df=1进人眼能够察觉出两个样品间有差异。
  前述xDNA曲线可以是xDNA原始曲线或xDNAt、xDNAa、xDNAs、等转化曲线。dFt、dFs、dFa表示转化曲线之dF。
 
  数据与结果讨论
  下面，我们提出一系列逐渐复杂化的例子。
  由于xDNA实质上反映了能源偏差，我们首先提出一个基本没有偏差的样本
  Soectralon
  Soectralon是半球BRDF的白色散射材料，在可见光谱范围内，其反射是99.1%且在各个角度都发生散射。由于BRDF是规整球形，任何波长下其向量相等。在本实验中，31个波长下的结果重叠在彼此顶部。
 
  结语
  我们提出了一种BRDF（具有平面外几何结构）和一个简单现象模型的新颖组合，可以检测纳米和微米尺度配方以及工艺过程中流动和雾化对外观的影响。我们提出了一个合适的光度法样板几何结构、配方实例、分布变化、工艺变数，以及因素之间的独立性。我们提出了xDNA和相应的度量方式，可以降低数据维度，同时保持粗度和闪光等感观特性与配方、工艺差异之间的关系。