通過視覺和/或儀器技術(shù)對涂料表面進行多角度的顏色、不透明度、顏料表征和紋理分析的制作方法【專利說明】通過視覺和/或儀器技術(shù)對涂料表面進行多角度的顏色、不透明度、顏料表征和紋理分析[0001]對相關(guān)申請的交叉引用[0002]本申請要求享有2012年9月19日提交的美國臨時專利申請No.61/702,959的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]在各實施例中，本發(fā)明總體上涉及一種用于評估固化復(fù)雜涂層（例如，涂料）混合物的比色（colorimetric)和物理性質(zhì)屬性的方法和設(shè)備。【
背景技術(shù)：
】[0004]用于評估復(fù)雜涂層（例如涂料）混合物性質(zhì)的各種技術(shù)（例如，SAE?J361)通常包括常與樣品的微觀評估結(jié)合的多種面內(nèi)觀察條件（inplaneviewingcondition)。不過，這樣的技術(shù)通常不能充分地解決復(fù)雜涂料混合物中的新效果著色（neweffectpigmentation)。此外，它們大多專注于紡織品并且使用模糊識別的面外觀察角度，該面外觀察角度需要至少兩個光源來正確地觀察效果著色。其他技術(shù)涉及使用通常對分析著色有效的分光光度計（spectrophotometer)(即，用于效果樣品的面內(nèi)多角度器件和用于純色（straightshade)樣品的球形器件）。不過，因為觀察有色（colored)錯的粗糙度非常困難，所以由于例如包括珍珠、有色鋁等的Co丨orstream?顏料的特有性質(zhì)，這樣的技術(shù)通常不能充分表征新顏料。于是，需要用顯微鏡來充分地判斷特殊效果顏料，于是增加了時間和復(fù)雜性，同時不能令人滿意地解決改變樣品特性和特殊顏料效果的涂布問題(applicationissue)〇[0005]由于諸如尺寸、成本、性能和測量時間的約束，實驗室的測角分光光度計（goniospectrophotometer)不能有效地用于現(xiàn)場或?qū)嶒炇抑?。便攜式測角分光光度計儀器包括(XD相機（例如來自Byk-Gardner的BykMac?.器件），或欠采樣雙向反射器件（例如來自X-Rite，Inc的MA98器件）。盡管這些器件相對于現(xiàn)有的便攜式設(shè)備展示出了改進，這些器件能夠提供粗糙度、閃耀以及其他先前不能獲得的信息，但這些器件不能提供簡單的數(shù)據(jù)流或結(jié)論性的紋理和不透明度信息。產(chǎn)生閃耀和粒度值的CCD相機是不準(zhǔn)確的且提供一般值，使得即使結(jié)合紋理尺度（texturescale)和光譜數(shù)據(jù)使用時，顏料識別/表征和紋理信息也是不準(zhǔn)確的。欠采樣雙向反射器件使用復(fù)雜量的數(shù)據(jù)流，且依賴于顏料的過度復(fù)雜的散射性質(zhì)，以對顏料"取指紋"或?qū)θ毕葸M行采樣。[0006]上述任何器件都不能提供充分信息來對效果著色（例如有色鋁）進行識別以及性質(zhì)分析，這部分因為，基于以下的假設(shè)該器件提供不充分的結(jié)果：粗糙度不是可歸因(attributable)的特性，且僅閃耀（sparkle)是適當(dāng)?shù)亩攘?。不過，不同的錯（著色的或其他的）在準(zhǔn)直光中清晰展現(xiàn)出粗糙度品質(zhì)，于是對于器件來說看起來相同但在視覺上卻是不同的鋁顏料以及那些器件的建議用法是有混淆的（confusion)。此外，器件通常需要傳統(tǒng)的、高級的或復(fù)雜專有（proprietary)的比色函數(shù)，該比色函數(shù)使用加權(quán)函數(shù)來產(chǎn)生適中的結(jié)果。[0007]已經(jīng)利用代表各種紋理并與未知樣品比較的涂料或虛擬樣品來開發(fā)其他策略。這些技術(shù)需要大量的用戶干預(yù)，且本質(zhì)上是主觀的，并且因此根據(jù)用戶的技能，可能會產(chǎn)生不一致的結(jié)果。[0008]于是，需要一種簡化的方法，其使用有限的多角度、多平面光譜和/或視覺數(shù)據(jù)(帶有或不帶有彩色相機），該簡化的方法可以為顏料表征和樣品性質(zhì)產(chǎn)生改善和簡化的結(jié)果，從而可以快速清晰地識別涂布（不透明度）問題和紋理問題，以實現(xiàn)更快更好的顏色匹配?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0009]在各實施例中，本發(fā)明涉及一種計算機實施的方法。該方法包括：對目標(biāo)樣品上的目標(biāo)涂層進行視覺評估和儀器測量中的至少一種以產(chǎn)生比色信息；以及利用處理器，通過在相對于所述目標(biāo)樣品的不同觀察角度處判斷顏色和顏色強度，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的體調(diào)色劑。該方法還包括：利用所述處理器，通過檢測所述目標(biāo)涂層中存在的有色和/或非有色著色效果的存在和取向，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的至少一種具體調(diào)色劑；以及利用所述處理器輸出至少包括所述至少一種具體調(diào)色劑的所述目標(biāo)涂層的配方。[0010]在各實施例中，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：用戶界面，以及與所述用戶界面通信的處理器，所述處理器被編程以從對目標(biāo)樣品上的目標(biāo)涂層進行的視覺評估和儀器測量中的至少一種接收數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生比色信息。該處理器還被編程以通過在相對于所述目標(biāo)樣品的不同觀察角度處判斷顏色和顏色強度，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的體調(diào)色劑；以及通過檢測所述目標(biāo)涂層中存在的有色和/或非有色著色效果的存在和取向，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的至少一種具體調(diào)色劑。該處理器還被編程以輸出至少包括所述至少一種具體調(diào)色劑的所述目標(biāo)涂層的配方。[0011]在各實施例中，本發(fā)明涉及一種設(shè)備。該設(shè)備包括用于從對目標(biāo)樣品上的目標(biāo)涂層進行的視覺評估和儀器測量中的至少一種接收數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生比色信息的裝置；以及用于通過在相對于所述目標(biāo)樣品的不同觀察角度處判斷顏色和顏色強度，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的體調(diào)色劑的裝置。該設(shè)備還包括通過檢測所述目標(biāo)涂層中存在的有色和/或非有色著色效果的存在和取向，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的至少一種具體調(diào)色劑的裝置；以及用于輸出至少包括所述至少一種具體調(diào)色劑的所述目標(biāo)涂層的配方的裝置。[0012]在各實施例中，本發(fā)明涉及一種包括軟件的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，所述軟件用于令處理器：[0013]從對目標(biāo)樣品上的目標(biāo)涂層進行的視覺評估和儀器測量中的至少一種接收數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生比色信息；[0014]通過在相對于所述目標(biāo)樣品的不同觀察角度處判斷顏色和顏色強度，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的體調(diào)色劑；[0015]通過檢測所述目標(biāo)涂層中存在的有色和/或非有色著色效果的存在和取向，來識別所述目標(biāo)涂層中存在的至少一種具體調(diào)色劑；以及[0016]輸出至少包括所述至少一種具體調(diào)色劑的所述目標(biāo)涂層的配方?！靖綀D說明】[0017]圖1示出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)術(shù)語所標(biāo)記的角度。[0018]圖2示出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)多角度分光光度計術(shù)語所標(biāo)記的圖1的角度。[0019]圖3示出了可以捕獲視覺和/或光譜信息以表征調(diào)色劑（toner)的具體角度。[0020]圖4示出了可以捕獲視覺和/或光譜信息以表征調(diào)色劑的最大數(shù)量的角度。[0021]圖5示出了相對于涂料樣品的各種角度以及光與典型透明或半透明效果薄片的交互。[0022]圖6示出了漫射光源如何提供非聚焦光以提供隨機化信息。[0023]圖7示出了用于識別用于匹配目標(biāo)樣品涂層的調(diào)色劑的過程的實施例的流程圖。[0024]圖8示出了用于識別用于匹配目標(biāo)樣品涂層的調(diào)色劑的過程的實施例的流程圖。[0025]圖9示出了用于識別用于匹配目標(biāo)樣品涂層的調(diào)色劑的系統(tǒng)的實施例?！揪唧w實施方式】[0026]在各方面中，本發(fā)明的實施例包括一種分光光度計和一種方法，其可用于獲得目標(biāo)樣品的目標(biāo)光譜和視覺信息；表征調(diào)色劑以識別多種可用于產(chǎn)生具有類似于目標(biāo)樣品的顏色、紋理（即，不均勻形貌（topographical)外觀）和不透明度的涂層的體調(diào)色劑類型(即，具有相似的物理分層和性質(zhì)的調(diào)色劑類型（例如珍珠、鋁、有色鋁等）的組）；并且判斷涂層組分是否符合用戶指定的接受標(biāo)準(zhǔn)。[0027]本發(fā)明的各實施例包括識別"最佳配合"的個體/具體調(diào)色劑，該"最佳配合"的個體/具體調(diào)色劑可用于產(chǎn)生顏色、紋理、不透明度和效果性質(zhì)與目標(biāo)樣品的顏色、紋理、不透明度和效果性質(zhì)接近或基本相同的涂料。實施例還可以識別調(diào)色劑的不足，從而識別出滿足用戶指定的接受標(biāo)準(zhǔn)的涂料配方匹配所需的具體缺失調(diào)色劑。[0028]本發(fā)明的各實施例包括一種設(shè)備，其具有用于為目標(biāo)樣品捕獲信息的器件，以及用于識別可用于產(chǎn)生顏色類似于目標(biāo)樣品的涂料的體調(diào)色劑類型和具體調(diào)色劑。處理器還判斷修改的涂料組分或配方是否滿足用戶指定的接受標(biāo)準(zhǔn)。可以使用輸出器件向用戶傳達(dá)涂料配方信息，以對涂層在一個或多個表面上看起來如何進行可視化。在各實施例中，本發(fā)明為用戶提供了一種方法和設(shè)備，以對物體（例如結(jié)構(gòu)（例如墻、汽車等）的一部分）的內(nèi)表面或外表面在表面被例如一種或者多種涂料顏色涂覆之后看起來如何進行可視化。[0029]盡管本文的描述一般是指涂料，但應(yīng)當(dāng)理解，器件、系統(tǒng)和方法適用于其他類型的涂層，包括著色劑和工業(yè)涂層。本發(fā)明的所述實施例不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的?？梢栽诙鄠€領(lǐng)域（例如服裝和流行產(chǎn)品的匹配和/或協(xié)調(diào)）中實踐符合本發(fā)明的方法。[0030]可以將本發(fā)明的實施例用于或并入計算機系統(tǒng)中，該計算機系統(tǒng)可以是獨立單元或包括一個或多個經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如因特網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)）與中央計算機通信的遠(yuǎn)程終端或器件。這樣一來，計算機或"處理器"以及本文所述的相關(guān)部件可以是遠(yuǎn)程計算機或在線系統(tǒng)或本地計算機系統(tǒng)的一部分或其組合。本文描述的數(shù)據(jù)庫和軟件可以存儲于計算機內(nèi)部存儲器或非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)中。[0031]傳統(tǒng)分光光度計和視覺觀察條件考慮圖1和2所示的角度和光源。圖1和2示出了相同的角度，但圖2在論述多角度分光光度計時使用了普遍接受的術(shù)語來描述相對于鏡面角度（即，入射光源的鏡面反射的角度）的角度。不過，為了清晰起見，本文使用圖1中所示的角度標(biāo)記系統(tǒng)。在各實施例中，可以使用采用漫射或準(zhǔn)直顏色校正光的傳統(tǒng)光源。[0032]在各實施例中，為了正確地識別涂布到未知或目標(biāo)樣品表面的涂層中所使用的調(diào)色劑類型，在適當(dāng)角度進行觀測，并將所觀測到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的已知調(diào)色劑進行比較。數(shù)據(jù)庫可以包括當(dāng)前第1頁1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