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對特殊效果涂層的色彩及外觀進行精確測量的重要研究突破(二)

2011-01-06

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

步驟2：數據轉化
  平移、旋轉、縮放等線性操作被用來確定譜圖的xDNA等效形狀。所有的轉化操作都是相對于一個標準進行。平移向量、旋轉軸、縮放因數都是通過普魯克法則，用小二乘法將樣本xDNA譜圖換算成標準xDNA譜圖。為了與標準進行比較，平移、旋轉操作的中間結果再次被平定位于標準的中心。
 
  平移
  xDNA譜圖的平移是在所有波長范圍內從標準中心的三維偏移xT表示平移的距離。xDNA表示xDNA譜圖定位于標準的中心的平移距離。相同配方下的兩個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和霧化的變化將改變粘附于樣品上的液滴的大小與動能以及其粘附方式。
 
  旋轉
  xDNAa表示平移變換的xDNAt再經兩次旋轉后xDNA譜圖的排列。旋轉是與工藝與配方變化相關的特性。例如，旋轉是涂裝中工藝變化引起的，它將是導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譜圖的縮放結果。這是成分改變與工藝調整的影響，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，但對于漫射灰色系也有其局限性。對于漫射灰色系，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譜圖之間的關系看作生物的表型與基因型的關系。正如生物表型不僅基于其基因組成，而且與周圍環境的作用有關，xDNA是xDNAs表征的材料，也與應用工藝條件之類環境因素作用有關。

  通過物理特性分析數據
  數據被轉化之后，下一步便是測定譜圖輪廓之間的差異。
 
  dDNA
  當評估工藝與配方對結果的影響時，可以采用dDNA——兩光譜之間的歐氏距離。由于沒有視覺加權，它維持了物質光散射的波長依賴性。除dDNA之外，還有另一些函數可用于變換后的xDNA差異，比如dDNAt、dDNAa、dDNAs。
  DG等進一步的分析參數正處于開發中。

  通過感性特征分析數據
  dF公式
  dF代表兩個xDNA譜圖的視覺差別。它是將感官與物性配方及工藝變數聯系起來的關鍵。它是與配方及工藝參數直接相關的感觀誤差。粗糙度差異與相對dF有關。
  正如采用光原與觀察者加權函數通過反射率計算出色度數據、CIELAB函數、DE、DE94、DE2000以及其它加權函數，由光譜數據可以衍生出色彩測量數據，由三維xDNA與光譜也可以推算出色彩測量數據dF表示 △E推廣運算得到的色差。軍是同X、Y、z不同面上的色度數據的平方和的平方根計算而得到的。dF值類似于DE，其通過兩個樣品的xDNA距離差異計算而出df=1進人眼能夠察覺出兩個樣品間有差異。
  前述xDNA曲線可以是xDNA原始曲線或xDNAt、xDNAa、xDNAs、等轉化曲線。dFt、dFs、dFa表示轉化曲線之dF。
 
  數據與結果討論
  下面，我們提出一系列逐漸復雜化的例子。
  由于xDNA實質上反映了能源偏差，我們首先提出一個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，其反射是99.1%且在各個角度都發生散射。由于BRDF是規整球形，任何波長下其向量相等。在本實驗中，31個波長下的結果重疊在彼此頂部。
 
  結語
  我們提出了一種BRDF（具有平面外幾何結構）和一個簡單現象模型的新穎組合，可以檢測納米和微米尺度配方以及工藝過程中流動和霧化對外觀的影響。我們提出了一個合適的光度法樣板幾何結構、配方實例、分布變化、工藝變數，以及因素之間的獨立性。我們提出了xDNA和相應的度量方式，可以降低數據維度，同時保持粗度和閃光等感觀特性與配方、工藝差異之間的關系。