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    基于暗光柱定位的光柱鐳射紙最佳顏色測(cè)量孔徑研究

    2023-01-05 13:01:14俞舒昕方麗麗楊艷紅宋正美
    中國(guó)造紙 2022年12期
    關(guān)鍵詞:光柱色差光柵

    俞舒昕 馮 瑞 方麗麗 單 月 楊艷紅 宋正美

    (1.武漢大學(xué)圖像傳播與印刷包裝研究中心,湖北武漢,430072;2.北京小米移動(dòng)軟件有限公司南京分公司,江蘇南京,210019;3.湖北強(qiáng)大包裝實(shí)業(yè)有限公司,湖北黃岡,438000)

    光柱鐳射紙是一種常用的全息包裝材料,在光照條件下會(huì)出現(xiàn)絢麗多彩的光柱效果,在香煙、化妝品等商品包裝領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[1-3]。由于光柱鐳射紙獨(dú)特的光學(xué)結(jié)構(gòu)與制作工藝,在光照條件下,紙張會(huì)產(chǎn)生散射效果,紙張表面出現(xiàn)衍射圖案,這對(duì)于紙張顏色的穩(wěn)定準(zhǔn)確測(cè)量造成了很大的影響[4-5]。

    由于光柱鐳射紙自身的光學(xué)特性,利用常規(guī)的顏色測(cè)量?jī)x器,在紙張的不同位置,采取不同的角度進(jìn)行顏色測(cè)量[6],所獲得的紙張顏色差距很大,不能保證顏色測(cè)量的重復(fù)性,無法準(zhǔn)確表達(dá)紙張本身顏色[7-8]。目前實(shí)際應(yīng)用中,大多采用主觀評(píng)價(jià)和儀器測(cè)量相結(jié)合的方式,利用測(cè)量?jī)x器測(cè)量紙張固定位置處色度值,并結(jié)合目視評(píng)價(jià)對(duì)紙張進(jìn)行色差評(píng)判。但目視評(píng)價(jià)具有一定的主觀性,導(dǎo)致測(cè)量過程不夠精確,耗時(shí)較多。

    近年來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)一步研究光柱鐳射紙顏色測(cè)量,通過研究鐳射紙的光柵光學(xué)特性,提出有關(guān)鐳射紙的多種顏色測(cè)量方法。黃敏等人[9]使用不同分光光度計(jì)測(cè)量光柱鐳射紙,根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)對(duì)各分光光度計(jì)的測(cè)量精度進(jìn)行比對(duì)。付馬等人[10]發(fā)現(xiàn)在漫射照明的條件下,存在許多因素會(huì)對(duì)鐳射紙顏色測(cè)量精度產(chǎn)生影響,因此為了探究鐳射紙顏色測(cè)量的穩(wěn)定性,通過改變角度進(jìn)行顏色測(cè)量。2016 年,黃敏等人[11-12]提出了針對(duì)光柱鐳射紙進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)判的形式,在鐳射紙印刷品的固定1處位置改變測(cè)量角度,使用顏色測(cè)量?jī)x器進(jìn)行鐳射紙色度信息的采集,將采集到的數(shù)據(jù)計(jì)算算數(shù)平均值,作為鐳射紙的色度值。

    以上的測(cè)量方式均是針對(duì)于全紙進(jìn)行顏色測(cè)量,效率有待提高。位春傲等人[13]和李俊峰等人[14]提出暗光柱定位的顏色測(cè)量方法,該方法舍棄常用的全紙隨機(jī)點(diǎn)測(cè)量的方法,其基于光柵衍射周期變化,獲取較為準(zhǔn)確的適合顏色測(cè)量的區(qū)域。該顏色測(cè)量方法減少了無效測(cè)量,提高了測(cè)量效率,對(duì)于暗光柱定位上的任意點(diǎn)進(jìn)行顏色測(cè)量高效可行。為便捷獲取紙張顏色,李俊峰等人[15-16]在所提出的暗光柱定位的測(cè)量方法基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)自動(dòng)暗光柱定位的鐳射紙顏色檢測(cè)裝置。后期為更加便攜,利用測(cè)量裝置,可在此自動(dòng)定位檢測(cè)裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)顏色檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建[17-18]。但在顏色測(cè)量過程中,測(cè)量孔徑的大小會(huì)影響顏色獲取,因此測(cè)量孔徑的選擇對(duì)于精確穩(wěn)定地獲取顏色信息至關(guān)重要。目前研究主要在于探索更合理測(cè)量方式,但針對(duì)測(cè)量?jī)x器的分析并不全面,探究測(cè)量孔徑對(duì)顏色測(cè)量的影響較少。測(cè)量過程中,不同的孔徑大小存在影響顏色測(cè)量精度的問題。

    為更加準(zhǔn)確進(jìn)行光柱鐳射紙顏色測(cè)量,獲取最佳測(cè)量孔徑,基于暗光柱定位的光柱鐳射紙顏色測(cè)量這一方法,本研究選取2種不同測(cè)量?jī)x器,共7個(gè)測(cè)量孔徑,對(duì)7種不同種類鐳射紙?jiān)诎倒庵庍M(jìn)行顏色測(cè)量。研究不同孔徑下獲取顏色的準(zhǔn)確性,并且對(duì)于確定的最佳孔徑進(jìn)行光譜和色度兩方面的穩(wěn)定性驗(yàn)證,從而為實(shí)際有價(jià)值的孔徑選擇提供參考。

    1 實(shí)驗(yàn)

    1.1 實(shí)驗(yàn)原料和設(shè)備

    本研究選取7 種光柱鐳射紙作為顏色測(cè)量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)材料,紙張信息如表1所示。

    表1 光柱鐳射紙信息Table 1 Information about the holographic paper.

    利用金相顯微鏡將紙張放大200 倍,觀察其微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果如圖1 所示。觀察圖1 可以發(fā)現(xiàn),紙張的微觀結(jié)構(gòu)均由光柵排列組成。7 種紙張中5 種紙張均為圓點(diǎn)光柵結(jié)構(gòu),而2#鉑金光柱紙和6#啞光光柱紙的光柵結(jié)構(gòu)類似于方形。

    圖1 7種光柱鐳射紙微觀結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Microstructure diagram of 7 kinds of the holographic papers

    本研究選用2 種積分球式顏色測(cè)量?jī)x器,分別為手持積分球式分光光度計(jì)X-Rite Ci64 以及臺(tái)式積分球式分光光度計(jì)Ci7800。2 種儀器的測(cè)量幾何條件為d/8°,測(cè)量幾何條件原理圖如圖2 所示。光源發(fā)出的光首先入射到積分球內(nèi)壁上,在球內(nèi)壁漫射,儀器測(cè)量中鏡面反射的“包含”與“去除”由積分球的光阱控制。實(shí)驗(yàn)過程均采用包含鏡面反射測(cè)量模式。利用這2 種儀器的全部測(cè)量孔徑依次對(duì)7 種鐳射紙進(jìn)行顏色測(cè)量,臺(tái)式積分球式分光光度計(jì)Ci7800 共有3.5、6、10、17 和25 mm 5 種孔徑,Ci64 包含2 個(gè)孔徑分別是6 和14 mm。通過實(shí)驗(yàn),可以獲得7 個(gè)孔徑下的7 種鐳射紙顏色測(cè)量數(shù)據(jù)。

    圖2 積分球式測(cè)量幾何條件原理圖Fig.2 Principle of integrating sphere spectrophotometer

    1.2 實(shí)驗(yàn)原理

    1.2.1 衍射光柵光學(xué)性能

    光柱鐳射紙具有絢麗效果的“彩虹”圖樣,表面為常見的反射衍射光柵。首先在紙張表面進(jìn)行鍍膜,后期在該反射膜上利用刻印或腐蝕得到一系列劃痕。在劃痕處不反光,在鍍膜表面未被劃痕的其他地方反射光線[19],通過振幅疊加法得到的一級(jí)光柵衍射光強(qiáng)如式(1)~式(3)所示[20]。不同角度的入射光照射在鐳射紙上會(huì)產(chǎn)生不同的反射圖案,因此鐳射紙呈現(xiàn)五彩斑斕的視覺體驗(yàn)。

    式中,a為劃痕寬度;b為兩劃痕之間不透明部分寬度;a+b=d稱為光柵常數(shù);λ表示波長(zhǎng);θ為衍射角;其中I0為單縫單獨(dú)在衍射場(chǎng)中心產(chǎn)生的強(qiáng)度,為單縫衍射因子,為多縫衍射因子,表示縫隙之間衍射光的干涉。

    1.2.2 暗光柱定位顏色測(cè)量

    光柱鐳射紙彩虹全息效果呈現(xiàn)周期變換,放大觀察其表面微觀結(jié)構(gòu),示意圖如圖3 所示。由圖3 可知,紙張表面由數(shù)個(gè)連續(xù)光柵結(jié)構(gòu)組成,排列整齊,不同紙張的光柵形狀存在差異,本研究所用的7種紙張大多為圓形。在1個(gè)變化周期內(nèi),光柱鐳射紙沿光柱方向的光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)的光柵條紋刻化方向相同,垂直于光柱方向光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)的光柵條紋排列角度呈現(xiàn)逐漸的旋轉(zhuǎn)變化[14]。

    圖3 一個(gè)光柱周期內(nèi)的光柵條紋變化Fig.3 Change of grating fringe over the period of a light column

    當(dāng)光線照射到鐳射紙表面,不同波長(zhǎng)的光波衍射偏移量并不相同,在光柵衍射下就可以看到連續(xù)色彩變化的彩虹效果。當(dāng)線光源照射到與其光線方向平行的小光柵上時(shí),光到每個(gè)條紋的距離都不相等,產(chǎn)生光程差。當(dāng)照射到與其光線方向垂直的光柵時(shí),此時(shí)的光柵條紋方向與線光源照射方向垂直,光照射到每一條光柵距離相等,沒有光程差的產(chǎn)生,因此這一區(qū)域沒有色散產(chǎn)生,光照強(qiáng)度最高。在每個(gè)周期內(nèi)有一組光柵對(duì)于光程差最小,在此位置處沒有反射,李俊鋒等人[14]稱之為暗光柱,暗光柱處的光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)的刻化條紋角度保持一致。

    通過對(duì)于光柱鐳射紙光柵特性研究與分析,基于此,李俊鋒等人[13-14]提出以定位暗光柱為基礎(chǔ)的顏色檢測(cè)方法。利用雙平行線光源垂直照射鐳射紙,在紙張表面形成菱形或類似菱形形狀的衍射圖案,圖4中展示的是實(shí)驗(yàn)中所使用的7種紙張?jiān)陔p平行線光源照射下的衍射圖案圖片。如圖4所示,選取任意菱形的交叉頂點(diǎn),連接2個(gè)頂點(diǎn)形成直線,確定的直線即為暗光柱。在暗光柱進(jìn)行鐳射紙顏色測(cè)量,可穩(wěn)定可靠地獲得紙張的顏色。

    圖4 光柱鐳射紙暗光柱定位衍射圖案Fig.4 Diffraction pattern of the holographic papers

    1.3 實(shí)驗(yàn)過程

    為測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,在前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中,需通過平行線光源垂直照射紙張確定暗光柱位置。本研究首先固定平行光源距離紙張高度與兩平行光源之間的寬度,依次垂直照射鐳射紙,觀察表面的衍射圖案,在紙張邊緣處標(biāo)注暗光柱位置,實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)兩點(diǎn)之間的連線上進(jìn)行多次顏色測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)對(duì)7種不同的光柱鐳射紙進(jìn)行測(cè)量。

    在進(jìn)行顏色測(cè)量實(shí)驗(yàn)前,對(duì)儀器進(jìn)行黑白板校正,所有儀器均使用D65 光源和10°視角進(jìn)行顏色測(cè)量,2 種儀器獲得的光譜反射率曲線均選擇400~700 mm區(qū)間進(jìn)行分析,光譜間隔為10 mm,共31維數(shù)據(jù)。首先使用儀器Ci 7800對(duì)鐳射紙進(jìn)行顏色測(cè)量,在前期確定的暗光柱位置上隨機(jī)選取3 個(gè)測(cè)量點(diǎn),分別使用3.5、6、10、17及25 mm的測(cè)量孔徑板對(duì)準(zhǔn)暗光柱區(qū)域進(jìn)行顏色測(cè)量,獲取光柱鐳射紙的光譜反射率數(shù)值。后繼繼續(xù)使用儀器Ci 64以相同的實(shí)驗(yàn)過程完成紙張顏色測(cè)量,獲取該儀器下6 mm和14 mm 2個(gè)孔徑的光譜反射率,完成實(shí)驗(yàn)后,將2 種儀器所得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與分析。

    1.4 指標(biāo)評(píng)價(jià)

    為了評(píng)價(jià)顏色測(cè)量準(zhǔn)確性,對(duì)鐳射紙的顏色測(cè)量精度主要從光譜精度和色度精度兩方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。光譜精度主要采用光譜均方根誤差(Root Mean Square Error,RMSE)和光譜擬合度系數(shù)(Goodness of Fit Coefficient,GFC)來進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量的差異評(píng)價(jià)。

    均方根誤差為了說明樣本的離散程度,該指標(biāo)主要考慮測(cè)量值與平均值偏差的平方值與測(cè)量次數(shù)之間的比值大小[21]。均方根誤差數(shù)值越小,表示2 條曲線越相近。均方根誤差計(jì)算如式(4)所示。

    式中,S(λi)為單次測(cè)量的原始光譜反射率;為多次測(cè)量后平均光譜,利用測(cè)量?jī)x器采集的光譜反射率為400~700 mm,光譜間隔為10 nm,共31維數(shù)據(jù)。n為數(shù)據(jù)的維度,此處為31。

    光譜擬合度系數(shù)旨在表示任意2 條光譜曲線之間的整體相似程度,擬合度曲線越高,其相似程度越高,2條曲線擬合性更強(qiáng)。GFC計(jì)算如式(5)所示。

    光譜擬合度系數(shù)取值范圍從0到1。在本研究中,GFC數(shù)值越高,則表明多次進(jìn)行鐳射紙顏色測(cè)量的重復(fù)性精度越高。如果GFC≥99.99%,則認(rèn)為平均反射率曲線與原始反射率幾乎完全擬合[22]。

    除考慮光譜信息,還應(yīng)該考慮紙張之間的顏色差異,色差是印刷品顏色控制的重要指標(biāo)。在顏色色度上,采用目前最常用的色差公式CIEDE 2000。該公式改善工業(yè)色差評(píng)價(jià)的視覺一致性,其符合人眼視覺差異,使得色差值與人眼視覺更加接近,色差公式表現(xiàn)出更為準(zhǔn)確的色差預(yù)測(cè)性能,色差公式計(jì)算如式(6)所示[23]。

    式中,ΔL'、ΔC'、ΔH'均可由任意2 個(gè)顏色計(jì)算得出。式中的(KL,KC,KH)為針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的特定校正系數(shù),在CIE規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)條件下,KL,KC,KH=1。權(quán)重函數(shù)SL、SC、SH、RT是在CIE 坐標(biāo)系中假定為直角下操作。ΔE00數(shù)值與2 個(gè)顏色之間視覺感知相一致,色差值越小,所計(jì)算二者顏色越相似,表明2個(gè)顏色的視覺感知越接近。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 最佳孔徑的確定

    繪制7 種紙張?jiān)诓煌讖较聹y(cè)量的光譜反射率,結(jié)果如圖5 所示。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)7 種鐳射紙中的1#和7#在采用不同孔徑進(jìn)行顏色測(cè)量時(shí),其光譜反射率變化基本一致,表明受到孔徑的測(cè)量影響不大,在顏色測(cè)量中需保證不同孔徑下顏色測(cè)量的重復(fù)性精度。對(duì)比觀察其他5種紙張,可以明顯看出在不同孔徑下不同的光譜反射率存在一定差異。

    由圖5 可知,發(fā)現(xiàn)在2#和6#紙張上,2 種儀器測(cè)量獲取的光譜反射率存在較為明顯的差異,在其他5 種紙張下獲取的反射率有重合部分,表明2 種儀器測(cè)量具有一致性。由圖4 的紙張衍射圖可知,2#和6#紙張衍射圖案類似于菱形,但邊界不明顯,而其他紙張的菱形邊界更明顯。對(duì)比圖1 中2 種紙張微觀結(jié)構(gòu)可知,2#和6#紙張形狀為方形,此與紙張本身的光柵有關(guān)。

    在顏色測(cè)量過程中,需要首先尋找衍射周期內(nèi)的暗光柱位置。根據(jù)圖5中的曲線可知,觀察其他紙張不同孔徑的光譜反射率,針對(duì)于儀器Ci7800,大體上其孔徑為3.5 mm 所獲得反射率均更高,而相對(duì)于儀器Ci64而言,其只有2個(gè)孔徑,變化趨勢(shì)并不顯著,對(duì)比2個(gè)孔徑的光譜反射率,在大多數(shù)的紙張上,6 mm所獲得的光譜反射率更高。為更加確定具體孔徑下光譜反射率的大小之分,確定3.5 mm 與6 mm 孔徑下所獲得光譜反射率最為準(zhǔn)確,以單個(gè)孔徑下所獲得的光譜反射率平均值作為基礎(chǔ),分別對(duì)比其他孔徑下的反射率平均值,相減后求平均,從而通過數(shù)學(xué)計(jì)算得出不同孔徑的反射率曲線。即對(duì)于實(shí)驗(yàn)中7 種紙張,依次計(jì)算不同紙張下使用2 種儀器在不同孔徑下測(cè)量的光譜反射率差值,如以鉑金光柱紙(2#紙張)為例,分別計(jì)算3.5 mm 孔徑下的光譜反射率與其他孔徑下獲得光譜反射率差值。若差值均為正,即可證明3.5 mm 孔徑所獲得的光譜反射率數(shù)值都高于其他孔徑。表2列出了當(dāng)前孔徑與其他孔徑測(cè)量的光譜反射率差值的平均值。從表2 的第2 列中可以明顯看出,針對(duì)于用Ci7800 中孔徑為3.5 mm 下的光譜反射率減去其他孔徑下反射率的差值平均值在6種紙張上均為正值,可以證明3.5 mm 下孔徑的反射率普遍高于其他孔徑。而Ci64 中的2 個(gè)孔徑,通過表2 中第7 列可以得出,在5 種紙張中,6 mm 的孔徑獲得的光譜反射率較高。

    表2 不同孔徑下光譜反射率曲線相減結(jié)果Table 2 Subtraction results of spectral reflectance under different apertures

    圖5 7種光柱鐳射紙所獲取的光反射率Fig.5 Spectral reflectance about 7 types of holographic papers

    由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的局限性,針對(duì)于Ci64儀器2個(gè)孔徑而言,并不能直接得出其光譜反射率變化趨勢(shì),但可以對(duì)比得知,仍是小孔徑所獲得的反射率整體較高。根據(jù)暗光柱處的光柵結(jié)構(gòu)可知,在暗光柱處沒有色散產(chǎn)生,光照強(qiáng)度大,不受衍射現(xiàn)象的干擾。通過分析可知,利用小孔徑測(cè)量獲取的顏色更貼近于暗光柱處所獲取的顏色信息,所以利用小孔徑能夠避免衍射現(xiàn)象的干擾,更加真實(shí)地表達(dá)紙張顏色。

    通過不同儀器的不同孔徑對(duì)比分析,可以得出在暗光柱位置進(jìn)行顏色測(cè)量能夠獲取較為準(zhǔn)確的顏色信息。同時(shí),不同孔徑下的反射率有所不同,綜合2種儀器的7種孔徑而言,在光柱鐳射紙顏色測(cè)量中,使用較小的孔徑能夠更為準(zhǔn)確地表達(dá)紙張的真實(shí)色彩信息。

    2.2 重復(fù)性精度驗(yàn)證

    目前市面上并沒有公認(rèn)的光柱鐳射紙測(cè)量方式,通過對(duì)比不同儀器的不同孔徑下獲得的光譜反射率,結(jié)合暗光柱區(qū)域的光柵刻化角度與光線相垂直的特性,可以得出選擇較小孔徑進(jìn)行測(cè)量較為準(zhǔn)確與真實(shí),但合適正確鐳射紙顏色測(cè)量需要保證多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)一?;诖耍枰M(jìn)一步驗(yàn)證光柱鐳射紙顏色測(cè)量重復(fù)性,檢驗(yàn)以暗光柱為最佳位置的Ci7800 儀器下3.5 mm 孔徑和Ci64儀器下6 mm 孔徑所獲取的反射率的穩(wěn)定性。

    為驗(yàn)證孔徑選擇的正確,確保該孔徑下的測(cè)量精度,進(jìn)行光柱鐳射紙顏色測(cè)量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程與上文1.3中描述的實(shí)驗(yàn)過程相同,對(duì)每種紙張的暗光柱位置上隨機(jī)選擇9個(gè)點(diǎn)進(jìn)行顏色測(cè)量,獲取每個(gè)點(diǎn)的光譜與色度值,計(jì)算RMSE、GFC、CIEDE 2000指標(biāo)結(jié)果,如表3和表4所示。

    通過表3 內(nèi)容可以明顯看出,在顏色測(cè)量光譜精度方面,所有紙張顏色多次測(cè)量的均方根誤差較為穩(wěn)定,其數(shù)值平均值均小于1,說明每次顏色測(cè)量與平均值之間差異很小,其最大值也大多在1.2 左右。由表3 中的GFC 結(jié)果可知,由2 種孔徑下的光譜反射率平均值均可達(dá)99%以上。

    表3 重復(fù)測(cè)量下2種孔徑的光譜精度Table 3 Spectral accuracy of the two apertures by repeated measurement

    色差是評(píng)價(jià)顏色差異重要的指標(biāo),通過色差數(shù)值對(duì)印刷品顏色復(fù)制差異有直觀感受,小于1可以達(dá)到高精度復(fù)制產(chǎn)品的要求。本研究通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)獲取2 種儀器最小孔徑下紙張的光譜反射率,并通過計(jì)算得到紙張的Lab 顏色屬性值,利用色差公式2000 即式(6)進(jìn)行多次測(cè)量與平均值之間的色差。在色度精度方面,通過表4 可以對(duì)比得出,在2 種孔徑下多次測(cè)量的色差整體較小。通過表4數(shù)據(jù)可知,最大色差值為1.379,平均色差約在0.2~0.7 范圍內(nèi)。從7 種紙張的測(cè)量結(jié)果可知,3.5 mm 和6 mm 的孔徑均能保持平均色差在較低的范圍,說明多次測(cè)量后,紙張顏色保持統(tǒng)一,并未出現(xiàn)色差較大的情況,顏色基本一致。通過對(duì)比2 種儀器在7 種紙張下的平均色差,可以看出其相同紙張之間色差值差距不大,均是3#紙張色差最大,7#紙張色差最小,表明相同孔徑的不同紙張顏色測(cè)量色差值有所區(qū)別。

    表4 重復(fù)測(cè)量2種孔徑下的色差分析Table 4 Analysis of chromatic aberration at two apertures by repeated measurements

    本研究所用2 種儀器測(cè)量原理相同,但儀器本身存在差異。為橫向?qū)Ρ?種儀器之間的區(qū)別,將不同孔徑下獲得的色度值繪制散點(diǎn)圖,圖6 為2 種儀器下的色度散點(diǎn)圖。由圖6可知,所獲得的色度信息有所差異,但整體趨勢(shì)相符,結(jié)果具有一定的合理性。在亮度信息上,如圖6(a)與圖6(d)的縱坐標(biāo)所示,儀器Ci64獲得的亮度值偏高,但2種儀器所獲得的亮度值大體相似。在色度值中,除1#紙張光柱鐳射金外,其余色度值均在5以內(nèi),此與紙張本身屬性相同,整體彩度較低。通過圖6(c)與圖6(f)可以看出,以橫坐標(biāo)為a,以縱坐標(biāo)為b,在ab色度平面上,其中紙張的色度屬性值也大多在0附近。可見,上述結(jié)果與常見鐳射紙的紙張?zhí)匦韵嗤瑐?cè)面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)可靠。

    圖6 2種儀器的色度值散點(diǎn)圖Fig.6 Scatter diagram of chromaticity values of 2 mstruments

    3 結(jié)論

    本研究基于光柱鐳射紙暗光柱定位的顏色測(cè)量方式,利用手持積分球式分光光度計(jì)X-Rite Ci64 和臺(tái)式積分球式分光光度儀Ci 7800 兩種顏色測(cè)量?jī)x器對(duì)7 種光柱鐳射紙的顏色進(jìn)行測(cè)量,對(duì)光柱鐳射紙顏色測(cè)量最佳孔徑進(jìn)行研究。

    3.1 在雙平行線光源照射下,不同紙張的衍射圖存在差異。利用金相顯微鏡觀察紙張微觀結(jié)構(gòu),微觀結(jié)構(gòu)表明,衍射圖案形狀與紙張自身光柵結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

    3.2 在顏色測(cè)量?jī)x器孔徑選擇中,較小孔徑所獲得的光譜反射率更接近紙張本身的反射率,譜差和色差均重復(fù)性精度較高,能夠更準(zhǔn)確地表達(dá)出紙張信息。

    3.3 繪制2 種測(cè)量?jī)x器不同孔徑下紙張顏色色度值散點(diǎn)圖,不同測(cè)量?jī)x器獲取的色度信息存在差異,但整體趨勢(shì)一致。2 種儀器獲取亮度值大體相似,獲取的紙張彩度值整體偏低。

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