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對(duì)特殊效果涂層的色彩及外觀進(jìn)行精確測量的重要研究突破(二)

2011-01-06

                                        對(duì)特殊效果涂層的色彩及外觀進(jìn)行精確測量的重要研究突破(二)

步驟2：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化
  平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等線性操作被用來確定譜圖的xDNA等效形狀。所有的轉(zhuǎn)化操作都是相對(duì)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。平移向量、旋轉(zhuǎn)軸、縮放因數(shù)都是通過普魯克法則，用小二乘法將樣本xDNA譜圖換算成標(biāo)準(zhǔn)xDNA譜圖。為了與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，平移、旋轉(zhuǎn)操作的中間結(jié)果再次被平定位于標(biāo)準(zhǔn)的中心。
 
  平移
  xDNA譜圖的平移是在所有波長范圍內(nèi)從標(biāo)準(zhǔn)中心的三維偏移xT表示平移的距離。xDNA表示xDNA譜圖定位于標(biāo)準(zhǔn)的中心的平移距離。相同配方下的兩個(gè)樣品的平移距離差異的主要因素在于工藝過程。例如涂裝過程中流動(dòng)和霧化的變化將改變粘附于樣品上的液滴的大小與動(dòng)能以及其粘附方式。
 
  旋轉(zhuǎn)
  xDNAa表示平移變換的xDNAt再經(jīng)兩次旋轉(zhuǎn)后xDNA譜圖的排列。旋轉(zhuǎn)是與工藝與配方變化相關(guān)的特性。例如，旋轉(zhuǎn)是涂裝中工藝變化引起的，它將是導(dǎo)致配方中粒徑分布或者粘附于樣品上的粒子大小及取向的變化。
 
  縮放
  xDNAs表示xDNAa譜圖的縮放結(jié)果。這是成分改變與工藝調(diào)整的影響，它將顯著減弱較重的碎片向樣品表面靠近。
  xDNAs可檢測出配方差異，但對(duì)于漫射灰色系也有其局限性。對(duì)于漫射灰色系，即使更大配方差異也只引起很小的xDNAs變化。
  進(jìn)行生物類比，可以將未變換的xDNA譜圖與縮放的xDNAs譜圖之間的關(guān)系看作生物的表型與基因型的關(guān)系。正如生物表型不僅基于其基因組成，而且與周圍環(huán)境的作用有關(guān)，xDNA是xDNAs表征的材料，也與應(yīng)用工藝條件之類環(huán)境因素作用有關(guān)。

  通過物理特性分析數(shù)據(jù)
  數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化之后，下一步便是測定譜圖輪廓之間的差異。
 
  dDNA
  當(dāng)評(píng)估工藝與配方對(duì)結(jié)果的影響時(shí)，可以采用dDNA——兩光譜之間的歐氏距離。由于沒有視覺加權(quán)，它維持了物質(zhì)光散射的波長依賴性。除dDNA之外，還有另一些函數(shù)可用于變換后的xDNA差異，比如dDNAt、dDNAa、dDNAs。
  DG等進(jìn)一步的分析參數(shù)正處于開發(fā)中。

  通過感性特征分析數(shù)據(jù)
  dF公式
  dF代表兩個(gè)xDNA譜圖的視覺差別。它是將感官與物性配方及工藝變數(shù)聯(lián)系起來的關(guān)鍵。它是與配方及工藝參數(shù)直接相關(guān)的感觀誤差。粗糙度差異與相對(duì)dF有關(guān)。
  正如采用光原與觀察者加權(quán)函數(shù)通過反射率計(jì)算出色度數(shù)據(jù)、CIELAB函數(shù)、DE、DE94、DE2000以及其它加權(quán)函數(shù)，由光譜數(shù)據(jù)可以衍生出色彩測量數(shù)據(jù)，由三維xDNA與光譜也可以推算出色彩測量數(shù)據(jù)dF表示 △E推廣運(yùn)算得到的色差。軍是同X、Y、z不同面上的色度數(shù)據(jù)的平方和的平方根計(jì)算而得到的。dF值類似于DE，其通過兩個(gè)樣品的xDNA距離差異計(jì)算而出df=1進(jìn)人眼能夠察覺出兩個(gè)樣品間有差異。
  前述xDNA曲線可以是xDNA原始曲線或xDNAt、xDNAa、xDNAs、等轉(zhuǎn)化曲線。dFt、dFs、dFa表示轉(zhuǎn)化曲線之dF。
 
  數(shù)據(jù)與結(jié)果討論
  下面，我們提出一系列逐漸復(fù)雜化的例子。
  由于xDNA實(shí)質(zhì)上反映了能源偏差，我們首先提出一個(gè)基本沒有偏差的樣本
  Soectralon
  Soectralon是半球BRDF的白色散射材料，在可見光譜范圍內(nèi)，其反射是99.1%且在各個(gè)角度都發(fā)生散射。由于BRDF是規(guī)整球形，任何波長下其向量相等。在本實(shí)驗(yàn)中，31個(gè)波長下的結(jié)果重疊在彼此頂部。
 
  結(jié)語
  我們提出了一種BRDF（具有平面外幾何結(jié)構(gòu)）和一個(gè)簡單現(xiàn)象模型的新穎組合，可以檢測納米和微米尺度配方以及工藝過程中流動(dòng)和霧化對(duì)外觀的影響。我們提出了一個(gè)合適的光度法樣板幾何結(jié)構(gòu)、配方實(shí)例、分布變化、工藝變數(shù)，以及因素之間的獨(dú)立性。我們提出了xDNA和相應(yīng)的度量方式，可以降低數(shù)據(jù)維度，同時(shí)保持粗度和閃光等感觀特性與配方、工藝差異之間的關(guān)系。