Color-matching using waste plastic: FAST/de
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Farbmischung
Im Bereich der Farbmischung gibt es drei Hauptmethoden: additive , subtraktive und durchschnittliche Farbmischung .
Additive Farbmischung findet statt, wenn sich Lichtstrahlen überlagern, während bei subtraktiver Farbmischung eine Lichtquelle und physikalische Substanzen wie Farbstoffe zum Einsatz kommen , die bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren und den Rest reflektieren, sodass sie für das Auge sichtbar werden. Bei rotem Pigment werden beispielsweise alle sichtbaren Wellenlängen des Lichts absorbiert, mit Ausnahme des roten Anteils , den wir als Farbe Rot wahrnehmen.
Durchschnittliche Farbmischung
Ein Beispiel für die durchschnittliche Farbmischung ist ein sich schnell drehender Farbkreis, bei dem die durchschnittliche Farbe mit einer Helligkeit wahrgenommen wird, die der durchschnittlichen Helligkeit der gemischten Farben entspricht. Die Fähigkeit, die resultierende Farbe beim Mischen von Farben vorherzusagen, war schon immer ein interessantes Thema. Wenn Sie über ein Modell verfügen, das das Ergebnis der Farbmischung vorhersagen kann, können Sie eine gewünschte Farbe durch die Kombination präziser Mengen von Primärfarben nachbilden .
Additive Farbmischung
Additive Farbmischung wird häufig in digitalen Anwendungen wie Displays eingesetzt und verwendet dabei typischerweise Rot, Grün und Blau als Primärfarben. Das Ergebnis der additiven Farbmischung vorherzusagen ist konzeptionell einfacher, da dabei Lichter mit Energie in verschiedenen Teilen des sichtbaren Spektrums kombiniert werden.
Subtraktive Farbmischung
Im Gegensatz dazu ist die subtraktive Farbmischung komplexer und die Vorhersageaufgabe anspruchsvoller. Beim subtraktiven Mischen geht es oft darum, die Verbindung zwischen Farbstoffen , ihren Konzentrationen und der resultierenden Farbe in Kombination aufzudecken . Laut Berns (1997) können verschiedene Farbsysteme in einer zweistufigen Methode modelliert werden. Der erste Schritt besteht darin, ein Modell zu finden, in dem die Verbindung zwischen Komponenten und Spektraldaten einem linearen Muster folgt. Diese lineare Beziehung erfordert zwei Schlüsselbedingungen . Erstens ist Skalierbarkeit unabdingbar, was bedeutet, dass die Spektraldaten für jeden Farbstoff skalierbar sein sollten. Zweitens spielt die Additivität eine entscheidende Rolle, da die Vorhersage einer Mischung auf der Summierung der Beiträge der einzelnen Farbstoffe beruht. Im zweiten Schritt besteht Berns darin, die Beziehung zwischen Benutzersteuerungen und der effektiven Menge der beteiligten Farbstoffe herzustellen. [1]
Kubelka-Munk-Theorie
Die Kubelka-Munk-Theorie wurde bei der Modellierung von Kombinationen deckender Farben angewendet . In diesem Rahmen werden die Absorptions- und Streueigenschaften jedes Farbstoffs genutzt, um ein lineares Modell zu konstruieren. Insbesondere veranschaulicht die folgende Gleichung die Zwei-Konstanten-Kubelka-Munk-Theorie, die zwei separate Streu- und Absorptionseinheiten für jede Farbe beinhaltet:
Dabei sind 𝑘𝜆 und 𝑠𝜆 die Absorptions- und Streueigenschaften eines Farbstoffs bei einer Einheitsmenge und 𝑐𝑒,1 bezeichnet die spezifische Menge jedes Farbstoffs. Außerdem wird die Transformation zwischen dem Reflexionsfaktor und dem (𝐾/𝑆) 𝜆,𝑚𝑖𝑥𝑡𝑢𝑟𝑒 jeder Mischung in der folgenden Gleichung dargestellt:
Durch die Kombination vorbestimmter Mengen jedes Farbstoffs, die Messung des resultierenden Reflexionsgrads und die Anwendung dieser Gleichungen können wir eine erste Basis für ein Optimierungsverfahren schaffen, das auf die Bestimmung der Absorptions- und Streukoeffizienten für jeden Farbstoff abzielt. Anschließend ist es ratsam, einen Gradienten von Farbmischungen zu erstellen, indem die Konzentrationsverhältnisse jeder Farbe und der weißen Farbstoffe variiert werden. [2] Eine Möglichkeit zur Durchführung der Optimierung ist die Verwendung der Methode der linearen kleinsten Quadrate, indem man unterschiedliche Kombinationen jedes Farbstoffs und des weißen Substrats/Farbstoffs verwendet und unabhängige lineare Gleichungen für die Streu- und Absorptionseigenschaften jeder Mischung bildet. Ein Beispiel für diese Matrixgleichung ist unten dargestellt:
Optimierung
Verweise
[1] Roy S Berns, „Billmeyer und Saltzmans Prinzipien der Farbtechnologie, vierte Ausgabe“, Wiley Interscience Publication, 2019
[2] Roy S Berns, Mahnaz Mohammadi, „Evaluating single- and two- constant Kubelka-Munk Turbid Media Theory for Instrumental-based inpainting“, Studies in Conversion, Vol 52, 2007
