W poprzednim numerze pisaliśmy o wizualnej ocenie barw, wskazaliśmy, jak ważną rolę odgrywają nasze oczy podczas kontroli jakości barwnych produktów. Tak, ludzki wzrok charakteryzuje się wyjątkową umiejętnością rozróżniania milionów kolorów. Warto jednak pamiętać, że określanie barw w sposób absolutny i precyzyjny nigdy nie było dla człowieka kwestią życia i śmierci. Z tego powodu nasze oczy nie nabyły umiejętności ilościowego określania kolorów i ich odmian.

Podejrzewam, że większość z nas miała kiedyś do wykonania jakieś ważne zadanie związane z dopasowaniem kolorów, a nasze oczy nie okazały się miarodajne. Aby uniknąć rozczarowań, potrzebujemy pomocy.
Tylko urządzenie dokonujące spójnych pomiarów pozwala na wyraźne określenie parametrów wymaganych barw i utrzymanie ich w sprecyzowanych granicach podczas cyklu produkcyjnego. Konsekwentne stosowanie profesjonalnych aparatów do pomiaru barw w codziennej pracy jest nie tylko koniecznym warunkiem umożliwiającym uzyskiwanie przewidywalnych i powtarzalnych kolorów, otwiera także drzwi do komunikowania barw pomiędzy stronami odpowiedzialnymi za ich definiowanie, producentami i klientami w sposób harmonijny, ekonomiczny i bezstratny. 
Nasz świat jest dziś jedną, gigantyczną, wielobarwną paletą – kolory stanowią wyróżnik współczesności. Oprócz tego, że czynią nasze życie ciekawszym i piękniejszym, są także niezmiernie istotnym elementem marketingowym. Jako środek wyrazu mają olbrzymie znaczenie w sprzedaży. Zwracają uwagę kupujących i wzbudzają szeroką gamę emocji, które ostatecznie wpływają na nasze decyzje. 

Rola koloru we współczesnym świecie
We współczesnym przemyśle projektanci uwalniają swoją kreatywność, intensyfikując i podkreślając wygląd, wrażenia dotykowe, kształt i smak właściwie wszystkich produktów poprzez zdecydowane wykorzystanie kolorów i ich kombinacji. Producenci dobrze wiedzą, że odpowiednio dobrane i odtworzone kolory – stanowiące w oczach kupujących zaletę – mogą podnieść sprzedaż ich artykułów. Dotyczy to praktycznie wszystkich towarów mających kolor – od podstawowych, takich jak opakowania i farby wykończeniowe, do dopasowanych kolorystycznie części plastikowych czy tkanin tekstylnych w złożonych systemach, np. w samochodach.
Duża złożoność – gdy produkty montowane są z różnych części pochodzących od różnych dostawców i są wykonane z różnych materiałów wytworzonych za pomocą odmiennych technologii – stanowi dodatkowe wyzwanie dla inżynierów ds. jakości, którzy muszą szukać spójnych i precyzyjnych środków ilościowego opisu barw w procesie produkcyjnym. W ostatnich latach zapotrzebowanie i oczekiwania względem harmonii kolorystycznej i dokładności odwzorowania barw oraz krótko- i długoterminowej powtarzalności bez widocznych odchyleń kolorystycznych istotnie wzrosły, stając się jednym z głównych kryteriów jakościowych w większości branż. Biorąc pod uwagę ten trend, zdajemy sobie sprawę, że dokonywanie oceny, badania i kontroli barw w sposób wyłącznie wizualny już nie wystarcza.
Barwa nie jest cechą fizyczną, lecz zjawiskiem psychofizycznym zachodzącym w naszych umysłach. Oczy człowieka postrzegają zaledwie mały wycinek całego spektrum elektromagnetycznego, które zwiemy światłem widzialnym. Jego najkrótsze fale, jakie przeciętny człowiek może dostrzec, o długości około 400 nm, odpowiadają kolorowi fioletowemu, natomiast najdłuższe w okolicach 700 nm odpowiadają czerwieni. Pomiędzy tymi dwiema granicami rozpościera się cała tęcza.

Precyzyjny pomiar barw
Pomiar barw wymaga matematycznego modelu imitującego postrzeganie kolorów przez ludzkie oko. Model ten opiera się na trójchromatycznej teorii i na założeniu, że jednoznaczny opis danego odcienia wymaga jednoczesnego oznaczenia trzech wzajemnie zależnych atrybutów. Są to: dystrybucja energii widmowej zastosowanego oświetlenia, widmowa charakterystyka fotoreceptorów znajdujących się w siatkówce oka, interakcja światła i mierzonego obiektu pod względem odbicia spektralnego i krzywej transmisji. Mając ten fakt na uwadze, w 1931 r. Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa (CIE) przeprowadziła eksperyment, w wyniku którego sformułowano pierwsze konwencje normalizujące naukowy system barw CIE XYZ. Rachunek całkowy trzech wymienionych atrybutów widmowych daje trzy bezwymiarowe współrzędne barw. Interpretowane są one jako jasność, nasycenie i odcień danej barwy. Później, w połowie lat 70., koncepcja ta została gruntownie zrewidowana i uzupełniona o elementy teorii barw przeciwstawnych. Według tej teorii istnieją trzy kanały barw przeciwstawnych: czerwony – zielony, żółty – niebieski i biały – czarny. W rezultacie przekształcenia matematycznego dokonanego na pierwotnym modelu CIE XYZ zalecono do globalnego stosowania przestrzeń barw CIE L*a*b*, stanowiącą trójwymiarowy kartezjański układ współrzędnych. Zatem z geometrycznego punktu widzenia każdy odcień można opisać jako punkt w tej trójwymiarowej przestrzeni barw.

Zasada działania spekrofotometru
Na jakiej zasadzie działa urządzenie do pomiaru barw zwane spektrofotometrem? Głowica pomiarowa wysyła określoną wiązkę białego światła do mierzonego obiektu, a czujnik optyczny wychwytuje odbitą lub przekazaną część wiązki i analizuje ją w zakresie widma wizualnego jako funkcję długości fali. W rezultacie otrzymywane jest odbicie spektralne lub krzywa transmisji. Ponieważ krzywa ta jest równie charakterystyczna dla każdego odcienia jak odcisk palca dla każdego człowieka, doskonale nadaje się do określania, identyfikowania i dopasowywania barw. Jednocześnie stanowi podstawę do uzyskiwania wszystkich powszechnie stosowanych parametrów kolorymetrycznych, które spektrofotometr oblicza w mgnieniu oka dzięki wbudowanemu mikroprocesorowi. Są to m.in. współrzędne barw, jak wspomniane już X, Y, i Z czy L* a* i b*, intensywność barw, nieprzezroczystość, wskaźnik metamerii, stopień bieli lub żółci i inne.
W zastosowaniach przemysłowych wartości bezwzględne danej barwy mają mniejsze znaczenie. Do celów kontroli jakości dużo bardziej przydatne jest odchylenie barwy delta E zachodzące pomiędzy dwoma obiektami. Jest to różnica między współrzędnymi barwy wzorcowej mierzonej i zadanej przez klienta a współrzędnymi próbki wytworzonej przez producenta. Różnica ta, rzutowana na przestrzeń barw CIE L*a*b*, stanowi najkrótszą linię łączącą te dwa punkty, a w swojej podstawowej formie jest obliczana przy zastosowaniu twierdzenia Pitagorasa.

Zalety profesjonalnego zarządzania barwami
Profesjonalne zarządzanie barwami prowadzone przy wykorzystaniu wskazanych zasad i narzędzi stanowi praktyczne i rozsądne podejście z doskonałym zwrotem z inwestycji i gwarancją ogólnej wydajności. Stosowane właściwie i konsekwentnie umożliwia wytwórcy artykułów, których kolor odgrywa istotną rolę, szybkie uzyskanie zdecydowanej przewagi nad konkurencją. Główne czynniki pozwalające na osiągnięcie tych korzyści to:
- włączenie spójnej i precyzyjnej kontroli jakości barw do codziennej działalności,
- wyeliminowanie powszechnych błędów wizualnych wynikających z niedokładności ludzkiego oka,
- osiągnięcie doskonałej komunikacji i harmonii barw pomiędzy różnymi zakładami i dostawcami,
- skrócenie czasu i redukcja kosztów produkcji przez wyeliminowanie wyrobów wadliwych i przeróbek wynikających z niewłaściwego dopasowania kolorów,
- gromadzenie danych do analizy jakości i nadzoru produkcji,
- poprawa analizy jakości i kontroli w ogóle.

Stanislav Sulla

Jeżeli chcieliby Państwo dowiedzieć się więcej, proszę skontaktować się z naszym biurem regionalnym we Wrocławiu lub wysłać do nas e-mail. Chętnie odpowiemy na wszystkie pytania.

Konica Minolta Sensing Europe B.V.
Sp. z o.o. oddział w Polsce
ul. Skarbowców 23a, 53-025 Wrocław
tel. 71 734 52 11, fax 71 734 52 10
info.poland@seu.konicaminolta.eu
www.konicaminolta.pl