nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy phân tích màu sơn ôtô

Đề tài được thực hiện thành công sẽ giúp giải quyết được những khó khăn trong việc pha chỉnh màu, làm đồng đều các màu sơn của các kỹ thuật viên pha sơn không chỉ trong lĩnh vực sơn ô

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY

PHÂN TÍCH MÀU SƠN ÔTÔ

MÃ SỐ: T2011- 12TĐ

Tp Hồ Chí Minh, 2011

S 0 9

S KC 0 0 3 3 5 0

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

PHÂN TÍCH MÀU SƠN ÔTÔ

Tp HCM, Ngày 10 tháng 12 năm 2011

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu, t hiết kế, chế tạo máy phân tích màu sơn ô tô

- Mã số: T2011-12TD

- Chủ nhiệm: Dương Tuấn Tùng

- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM

- Thời gian thực hiện: Từ 08/03/2011 đến 30/11/2011

2 Mục tiêu:

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế, chế tạo ra một thiết bị phân tích màu sơn dưới dạng

kỹ thuật số nhằm hỗ trợ công việc pha màu cho các kỹ thuật viên tại các cơ sở sửa chữa sơn ô tô Ngoài ra, đề tài còn giúp cho người học pha màu kiểm tra được độ chính xác của màu sơn được pha ra trong quá trình thực hành pha màu sơn tại các cơ sở đào tạo ở các trường đại học, cao đẳng và các trường nghề Đề tài được xác định với các mục tiêu

cụ thể như sau:

 Nghiên cứu lý thuyết màu và phương pháp đo màu bằng cảm biến

 Thiết kế được mạch điện, bộ cảm biến nhận biết màu thông qua 3 tín hiệu tiêu chuẩn của cảm biến

 Lập trình chuyển đổi các không gian màu cho phù hợp với người sử dụng

 Giao tiếp với máy tính để phân tích và tra công thức màu sơn ô tô

 Tập luận văn với đầy đủ cơ sở lý thuyết cũng như hướng dẫn sử dụng sản phẩm một cách rõ ràng

3 Tính mới và sáng tạo:

Chưa có đề tài nào làm về vấn đề này tại Việt Nam

4 Kết quả nghiên cứu:

Sau khi thiết kế và lắp đặt linh kiện cũng như lập trình ta được thiết bị phân tích màu cầm tay với các chức năng như sau:

 Một bộ cảm biến màu (Color Sensor Module) có chức năng nhận màu đưa về bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện áp (X, Y, Z)

 Một phần mềm máy tính liên kết với bộ cảm biến màu (Color Sensor Module) Có thể phân tích màu trực tiếp bằng máy tính, hiệu chỉnh cảm biến (Calibration) khi cấn thiết

 Một bộ xử lý trung tâm (Color Analyzer) có các chức năng:

- Nhận tín hiệu từ cảm biến và chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Độ phân giải hiển thị được 10 bít

- Từ các tín hiệu nhận về (X, Y, Z) biến đổi ra các không gian màu RGB, L*a*b cho phù hợp với người sử dụng

- Hiển thị các giá trị đo được ra màn hình LCD để cho người sử dụng thấy

- Tìm ra sai số giữa hai màu được đo

- Giao tiếp với máy tính theo chuẩn RS232 để có thể lựa chọn các không gian màu mong muốn

 Bài báo khoa học đăng tại tạp chí khoa học và công nghệ số 85/2011

5 Sản phẩm:

01 máy phân tích màu, 01 phần mềm máy tính

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

Hiệu quả kinh tế cao, ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực sơn ô tô Chuyển giao công nghệ theo phương thức bán trọn gói sản phẩm

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

Project title:

Code number: T2011-12TD

Coordinator: Dương Tuấn Tùng

Implementing institution: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM

Duration: from March 08, 2011 to November 30, 2011

2 Objective(s):

 Study color theory and color measurement by the sensor

 The circuit design, color recognition sensor signal through three standard sensors

 Programming color space conversion to suit the user

 Communicating with a PC for analysis and investigation automotive paint formulations

 Training with full thesis theoretical basis as well as product manuals clearly

3 Creativeness and innovativeness:

 A central processing unit (Color Analyzer) has the following functions:

- Receive signal from the CSM and converts analog signals into digital signals Display resolution as 10 bits

- Transform X, Y,Z signals into the RGB and L * a * b color spaces

- Display of measured values to the LCD screen

- Find out the error between the measured colors

- Communicated with computer by standard RS232 to select the color spaces

 A journal article is published in scientific journals and technologies No 85/2011

5 Products:

01 Color analyzer, 01 computer software

6 Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:

Economically efficient, widely used in automotive paints Technology transfer by the method of product sales package

Chương 1: DẪN NHẬP

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 03

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 04

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 04

1.4 Phạm vi ứng dụng của đề tài 05

1.5 Phương pháp nghiên cứu 05

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên lý cảm nhận màu 06

2.1.1 Màu của nguồn sáng 06

2.1.2 Màu của vật thể 07

2.2 Các phương pháp phối trộn màu 09

2.3 Các hệ thống phân loại màu và các không gian màu 12

2.3.1 Giá trị XYZ và không gian màu Yxy 15

2.3.2 Không gian màu L*a*b* 17

2.3.3 Không gian màu L*C*h* 18

2.3.4 Không gian màu Hunter Lab 19

2.4 Cơ sở tính toán của các thiết bị đo màu 19

2.4.1 Chức năng phối màu 20

2.4.2 Giá trị trong không gian màu L*a*b* 23

2.4.3 Giá trị trong không gian màu L*C*h* 24

2.4.4 Không gian màu Hunter Lab 24

2.4.5 Không gian màu L*u*v* 25

Chương 3: NGUYÊN LÝ ĐO MÀU BẰNG CẢM BIẾN 3.1 Phương thức cảm nhận màu sắc của mắt người và các thiết bị đo màu 28

3.1.1 Mắt người 28

3.1.2 Máy đo màu 28

3.1.3 Máy đo quang phổ 29

Chương 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 4.1 Thiết kế bộ cảm biến 30

4.2 Thiết kế mạch điều khiển , hiển thị và giao tiếp máy tính 34

4.3 Lưu đồ giải thuật 39

4.4 Chương trình điều khiển 44

4.5 Thực nghiệm hiệu chỉnh chương trình 48

4.6 Hướng dẫn sử dụng máy 52

Chương 5: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết luận 57

Đề nghị 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Hình 2.1: Quang phổ ánh sáng trắng 7

Hình 2.2: Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng 8

Hình 2.3: Khả năng cảm nhận màu của mắt người 9

Hình 2.4: Mô hình màu cộng 10

Hình 2.5: Mô hình màu trừ 10

Hình 2.6: Ứng dụng mô hình màu trừ 11

Hình 2.7: Không gian màu 3 chiều Yxy 12

Hình 2.8: Không gian màu 2 chiều Yxy 13

Hình 2.9: Đồ thị biểu hiện độ nhạy cảm quang phổ đối với mắt người 14

Hình 2.10: Không gian màu 3 chiều L*a*b 15

Hình 2.11: Không gian màu 2 chiều a*b* 16

Hình 2.12: Ứng dụng không gian màu L*a*b để biểu diễn màu của quả táo 16

Hình 2.13: Ứng dụng không gian màu L*C*h để biểu diễn màu của quả táo 17

Hình 2.14: Tiêu chuẩn quan sát 20 và 100 17

Hình 2.15: Chức năng phối màu 18

Hình 3.1: Nguyên lý cảm nhận màu 24

Hình 3.2: Nguyên lý cảm nhận màu của mắt người 25

Hình 3.3: Nguyên lý cảm nhận màu bằng máy đo màu 25

Hình 3.4: Máy đo màu và các không gian màu 26

Hình 3.5: Nguyên lý cảm nhận màu bằng máy phân tích quang phổ 26

Hình 3.6: Máy phân tích màu của hãng Konica Minolta 37

Hình 3.7: Máy phân tích màu của hãng BYK 28

Hình 3.8: Máy phân tích màu của hãng Elektro Physik 29

Hình 4.2: Cảm biến màu tích hợp TIAM2 31

Bảng 1: Các thông số của cảm biến màu TIAM2 32

Bảng 2: Chức năng các chân của cảm biến màu TIAM2 33

Hình 4.4: Mạch điện của cảm biến TIAM2 đã được thiết kế xong 34

Hình 4.5: Sơ đồ chân của Atmega8 35

Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển 36

Hình 4.7: Mạch điện điều khiển 37

Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị LCD 37

Hình 4.9: Mạch hiển thị LCD 37

Hình 4.10: Màn hình hiển thị đã được lập trình 38

Bảng 3: Chức năng các chân của LCD 38

Bảng 4: Lưu đồ giải thuật cho máy phân tích màu cầm tay 39

Hình 4.11: Thử nghiệm so sánh với máy phân tích màu của hãng acquire 49

Hình 4.12: Thử nghiệm phân tích màu đỏ 49

Hình 4.13: Thử nghiệm phân tích màu xanh lá 50

Hình 4.14: Thử nghiệm phân tích màu xanh dương 50

Hình 4.15: Máy phân tích màu đã được lắp đặt và lập trình 51

Hình 4.16: Giao diện của máy khi mới bật nguồn 53

Hình 4.17: Đo giá trị màu của vật mẫu chuẩn bằng không gian màu L*a*b 53

Hình 4.18: Đo giá trị màu của vật cần điều chỉnh bằng không gian màu L*a*b 54

Hình 4.19: Máy phân tích màu được kết nối với máy tính 55

Hình 5.11: Giao diện của phần mềm tra công thức màu bằng máy tính 55

Chương 1

DẪN NHẬP

Màu sắc của sản phẩm đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc thiết kế, sản xuất và tiêu thụ sản phẩm Trong môi trường cạnh tranh như hiện nay để đánh giá một sản phẩm thì ngoài những tiêu chuẩn về kỹ thuật thì tiêu chuẩn về kiểu dáng, mẫu mã và màu sắc của sản phẩm là một trong những tiêu chuẩn hàng đầu Tuy nhiên mẫu mã và màu sắc càng đa dạng bao nhiêu thì việc thiết lập và quản lý các công thức màu cũng như làm đồng đều màu của các sản phẩm càng phức tạp bấy nhiêu Theo thống kê của các hãng sản xuất xe hơi thì hiện nay trên thị trường có hàng ngàn màu xe khác nhau

do đó việc pha chỉnh màu sơn để sửa chữa khi có hư hỏng xảy ra là hết sức phức tạp Hiện nay, tại các cơ sở sửa chữa sơn ô tô việc pha chỉnh màu hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm của người thợ là chính, chưa có những thiết bị, máy móc hỗ trợ nên công việc pha chỉnh màu còn gặp nhiều khó khăn Trong khi màu sắc lại là yếu tố cảm nhận chủ quan của mỗi người thì việc đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi sơn lại càng khó khăn hơn

Như chúng ta đã biết, nguyên lý của việc cảm nhận màu sắc là do hiện tượng phản xạ ánh sáng Nguồn sáng tới là ánh sáng trắng (bao gồm các tia sáng đơn sắc với những bước sóng khác nhau từ đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh dương, tím) hay là các nguồn sáng nhân tạo khác chiếu vào vật thể cần quan sát Tia sáng nào phản xạ lại mắt người quan sát thì người quan sát cảm nhận được vật thể có màu đó Vì vậy, màu sắc là vấn

đề về nhận thức theo cách hiểu chủ quan Khi mô tả với cùng mô ̣t màu sắc , mỗi người khác nhau sẽ diễn đạt theo nhiều ý khác nhau , và họ sẽ tự định nghĩa màu sắc đó theo từ ngữ của riêng mình nên việc đánh giá và phân loại màu sắc sản phẩm chỉ mang tính tương đối Dựa theo quan điểm kỹ thuâ ̣t, mô ̣t màu sắc có thể được mô tả bằng ba thuô ̣c tính sau: Sắc màu, giá trị và sắc độ

 Sắc màu là từ ngữ được sử du ̣ng để phân biê ̣t giữa các màu , ví dụ như đỏ, vàng, xanh…

 Giá trị là độ sáng hay tối của một màu

 Sắc đô ̣ (đôi lúc còn được go ̣i là đô ̣ bão hòa) là việc đo sự khác biê ̣t của mô ̣t màu như thế nào so với màu xám

Cả ba nhân tố của màu sắc này có thể được biểu diễn bằng đồ thị kết hợp trong hệ thống không gian 3 chiều gọi là không gian màu Với không gian màu này thì bất cứ một màu nào cũng được xác định bởi các tọa độ màu cụ thể Vì vậy, việc đánh giá phân loại màu sản phẩm sau khi sơn sẽ trở nên chính xác hơn

Dựa trên cơ sở đó ý tưởng về một thiết bị có thể phân tích và biểu diễn bất cứ màu nào

bằng các giá trị cụ thể được hình thành và đi đến thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo

máy phân tích màu sơn ô tô”

Nguyên lý chung của thiết bị này là sử dụng một nguồn sáng (nguồn sáng tiêu chuẩn) chiếu vào vật thể và sử dụng cảm biến thu các tia phản xạ dưới dạng tín hiệu điện Thông qua các bộ biến đổi, xử lý số hóa các tín hiệu này để biểu thị các thông số màu sắc của vật thể Đề tài được thực hiện thành công sẽ giúp giải quyết được những khó khăn trong việc pha chỉnh màu, làm đồng đều các màu sơn của các kỹ thuật viên pha sơn không chỉ trong lĩnh vực sơn ô tô mà còn trong một số các lĩnh vực ngành nghề khác mà có liên quan tới màu sắc của sản phẩm

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành sơn ô tô là một trong những ngành mới phát triển ở nước ta trong những năm gần đây, do đó, nhân lực cũng như công nghệ vẫn còn trong giai đoạn chuyển giao Trước kia, những người làm trong lĩnh vực sơn sửa chữa ô tô không được đào tạo qua trường lớp mà hầu hết đều là học theo kinh nghiệm của những người đi trước Do đó, công nghệ cũng như chất lượng còn phần nào hạn chế Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và việc ứng dụng tự động hóa vào sản xuất thì những phương pháp sơn cũ sẽ dần dần trở nên lạc hậu

Sơn ô tô hiện nay ngoài việc đòi hỏi về độ bền, tính thẩm mỹ nó còn phải đảm bảo đến các yếu tố khác như khả năng khô nhanh, hàm lượng dung môi bay hơi thấp không gây

ô nhiễm môi trường Để đảm bảo độ bền, đẹp của sản phẩm yêu cầu đối với người thợ sơn là hết sức khắt khe khi tiến hành phun sơn Yêu cầu về khoảng cách từ súng sơn đến bề mặt cần sơn, tốc độ di chuyển súng cũng như độ chồng đè giữa các lớp sơn phải được duy trì một cách đều đặn Thêm vào đó khi sơn các màu Metallic (màu nhũ) hay màu Pearl (màu ngọc trai) do các màu này nó thay đổi theo góc nhìn của người quan sát nên các yêu cầu về kỹ thuật ngày càng cao hơn Ngoài những yếu tố đó thì việc pha chỉnh để tạo ra màu phù hợp với mỗi chiếc xe là hết sức quan trọng Quá trình pha chỉnh màu đòi hỏi rất nhiều thời gian và kinh nghiệm của người kỹ thuật viên Hiện nay, các hãng sửa chữa ô tô chủ yếu sử dụng các phần mềm pha màu của các hãng sơn

để pha màu Tuy nhiên những phần mềm pha màu hay bảng tỷ lệ màu mà hãng sơn cung cấp chỉ có tính chất tương đối mà đòi hỏi phải chỉnh lại cho phù hợp với từng loại xe Ngoài ra, theo khảo sát ở các cơ sở sửa chữa ô tô, do trình độ của người thợ có hạn nên việc sử dụng các phần mềm này cũng chưa thực sự hiệu qủa Mặt khác, như

đã đề cập ở trên thì việc quan sát và cảm nhận màu là mang tính chủ quan và theo kinh nghiệm của người thợ là chính, do đó rất khó khăn và tốn thời gian trong việc pha chỉnh màu đối với các kỹ thuật viên

Để giải quyết vấn đề trên, đề tài “Thiết kế, chế tạo máy phân tích màu sơn ô tô” được chọn thực hiện với mong muốn sẽ giải quyết phần nào những khó khăn trong việc pha chỉnh màu cho người học cũng như những người đang làm việc trong lĩnh vực sơn ô

tô Là một công cụ giúp các kỹ thuật viên pha sơn một cách chính xác và nhanh chóng hơn

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Trên thế giới hiện nay đã có các hãng chuyên chế tạo các máy phân tích màu như hãng BYK-Gardner, hãng ElektroPhysik, hãng Jencorlor Tuy nhiên các máy này chỉ đọc

và phân tích màu ra các không gian màu như RGB, L*a*b, L*u*v và L*C*h chung chung mà không liên kết được tới các công thức màu trong sơn ô tô Mặt khác giá thành của các máy này khá cao nên chưa được sử dụng rộng rãi ở thị trường Việt Nam

Ở nước ta, hiện nay số lượng các nhà máy lắp ráp ô tô ngày càng nhiều, lượng xe sử dụng trên thị trường đã bắt đầu gia tăng Để đáp ứng nhu cầu thị hiếu của khách hàng, màu của các loại xe lại càng phải nhiều hơn và đẹp hơn Chính vì vậy, khi xe bị hư hỏng về phần sơn việc sửa chữa phải tốn thời gian nhiều hơn và tỉ mỉ hơn Hiện nay, ở Việt Nam có rất nhiều hãng sơn cung cấp các sản phẩm sơn cho các hãng sửa chữa ôtô trong đó phải kể tới các hãng như PPG, DuPont, Sikken, Nippon…Tuy nhiên việc pha chỉnh màu vẫn chưa có công cụ nào hỗ trợ mà chủ yếu vẫn chỉ dựa vào kinh nghiệm của người kỹ thuật viên nên đây cũng là một vấn đề khó khăn trong việc pha chỉnh màu Mặt khác cũng chưa có những sản phẩm cũng như công trình khoa học nào nghiên cứu về lĩnh vực máy phân tích màu sơn trên ô tô

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế, chế tạo ra một thiết bị phân tích màu sơn dưới dạng kỹ thuật số nhằm hỗ trợ công việc pha màu cho các kỹ thuật viên tại các cơ sở sửa chữa sơn ô tô Ngoài ra, đề tài còn giúp cho người học pha màu kiểm tra được độ chính xác của màu sơn được pha ra trong quá trình thực hành pha màu sơn tại các cơ

sở đào tạo ở các trường đại học, cao đẳng và các trường nghề Đề tài được xác định với các mục tiêu cụ thể như sau:

 Nghiên cứu lý thuyết màu và phương pháp đo màu bằng cảm biến

 Thiết kế được mạch điện, bộ cảm biến nhận biết màu thông qua 3 tín hiệu tiêu chuẩn của cảm biến

 Lập trình chuyển đổi các không gian màu cho phù hợp với người sử dụng

 Giao tiếp với máy tính để phân tích và tra công thức màu sơn ô tô

 Tập luận văn với đầy đủ cơ sở lý thuyết cũng như hướng dẫn sử dụng sản phẩm một cách rõ ràng

1.4 Phạm vi ứng dụng của đề tài:

 Trong lĩnh vực sơn ô tô: Thiết lập được công thức màu mới theo yêu cầu của khách hàng (sơn trong nhà máy), tìm ra sai số giữa các màu giúp việc pha chỉnh

màu sơn (sơn sửa chữa lại) trở nên nhanh chóng, chính xác và tiện lợi hơn Ứng dụng được trong các công ty sửa chữa ô tô

 Trong giảng dạy: Giúp sinh viên hoc tập pha màu và kiểm tra màu sản phẩm nhanh và chính xác

 Trong lĩnh vực sơn công nghiệp: Nhờ máy phân tích màu có thể thiết lập được công thức màu mới, nhận biết được sự khác biệt về màu sắc để từ đó phân loại sản phẩm sau khi sơn

 Trong ngành in: Thiết lập các công thức và pha màu mực in

 Trong công nghiệp có thể ứng dụng để tìm ra những sản phẩm không đạt về màu sắc trong một lô sản phẩm

1.5 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp tham khảo tài liệu

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Nguyên lý cảm nhận màu

2.1.1 Màu của nguồn sáng

Chúng ta đang sống trong một thế giới đầy màu sắc Với sự trợ giúp của màu sắc chúng ta có thể nhìn nhận rõ ràng mọi vật xung quanh để làm cho cảm giác của chúng

ta tốt hơn Các thiết kế nội thất và sự phối trộn màu ảnh hưởng trực tiếp đến ấn tượng

và cảm giác của chúng ta Các màu có thể dùng chung được với nhau sẽ tạo ra một sự cân bằng hài hòa làm cho chúng ta có cảm nhận tốt Ngành công nghiệp sơn đã sử dụng các màu sắc để tôn thêm vẻ đẹp cũng như sự quý phái của sản phẩm một cách hiệu quả Các yêu cầu về chất lượng từ phía khách hàng đang không ngừng tăng cao

Để đáp ứng các yêu cầu này, các tiêu chuẩn chất lượng mới đã được đặt ra, để đánh giá các màu, trước hết chúng ta phải nhìn thấy chúng Để nhìn thấy chúng ta cần có ánh sáng Mặt trời tỏa ra ánh sáng, đó là nguồn sáng sơ cấp Tuy nhiên, hầu hết đối tượng trong môi trường của chúng ta lại không thể tự tỏa sáng Chúng được gọi là nguồn sáng thứ cấp Chúng ta chỉ cảm nhận được các đối tượng này và màu sắc của chúng khi chúng được chiếu sáng

Ánh sáng là bức xạ lan truyền rất nhanh với tốc độ 300.000 km/giây Nói đúng ra, ánh sáng bao gồm các dao động điện từ được truyền đi từ nguồn sáng dưới dạng sóng Giống như sóng nước, mỗi sóng ánh sáng bao gồm phần lồi lên và phần lõm xuống Các sóng được phân loại theo chiều dài bước sóng hay số do động mà chúng ta thực hiện trong một giây Các bước sóng thường có đơn vị là km, m, cm, mm, nm hay picomet Số do động sóng trong một giây gọi là tần số được đo bằng đơn vị Hz Các bước sóng có chiều dài khác nhau có những đặc tính khác nhau và những ứng dụng khác nhau Thí dụ như tia X được dùng để chẩn đoán trong y khoa, nhiều bà nội trợ được trang bị các lò viba để nấu và hâm nóng thức ăn Các loại sóng khác được dùng trong việc truyền tín hiệu điện thoại, radio và tivi

Chỉ có một khoảng sóng điện từ rất nhỏ được nhìn thầy dưới dạng màu của ánh sáng Phần thấy được của quang phổ sóng trải dài từ 380 nm (tia cực tím) đến 780 nm (tia hồng ngoại) Ánh sáng có thể được tách ra thành các thành phần màu bằng lăng kính

Ánh sáng trắng được phối trộn bởi tất cả các màu trong dải quan phổ và được tách thành các màu trong cầu vồng

Hình 2.1: Quang phổ ánh sáng trắng

2.1.2 Màu của vật thể

Chỉ qua sự liên kết với ánh sáng mà màu sắc của vật thể mới trở nên thấy được – tại sao? Màu sắc không thể được xem là đặc tính riêng của một vật thể, là hình thù của vật thể đó Đặc tính cố hữu của các vật thể là hấp thụ hoặc phản xạ các bước sóng nào đó trong dải ánh sáng trắng Chúng ta chỉ có thể cảm nhận các màu tương ứng với các bước sóng phản xạ Nếu ánh sáng trắng được chiếu vào một vật thể sẽ có một trong các khả năng dưới đây xảy ra:

- Tất cả ánh sáng bị hấp thụ: Trong trường hợp này, chúng ta cảm nhận vật thể có màu đen

- Tất cả ánh sáng được phản xạ: Trong trường hợp này, chúng ta cảm nhận vật thể có màu trắng

- Tất cả ánh sáng đều đi qua vật thể: Trong trường hợp này màu của ánh sáng không đổi

- Một phần ánh sáng bị hấp thụ, phần còn lại được phản xạ Trong trường hợp này ta cảm nhận được màu tùy thuộc vào bước sóng nào của ánh sáng được phản xạ và bước sóng nào được hấp thụ

- Một phần ánh sáng bị hấp thụ, phần còn lại được xuyên qua vật thể.Trong trường hợp

này ta cảm nhận được màu sắc tùy thuộc vào bước sóng nào của ánh sáng bị hấp thụ, bước sóng nào xuyên qua

- Một phần ánh sáng được phản xạ, phần còn lại đi qua vật thể Trong trường hợp này màu sắc của ánh sáng được phản xạ và màu của ánh sáng đi xuyên qua sẽ thay đổi

Những đặc tính của vật thể được chiếu sáng quyết định việc cảm nhận màu sẽ rơi vào một trong các trường hợp trên Ánh sáng phản xạ hay truyền qua vật thể được mắt người ghi nhận và chuyển thành các xung thần kinh kích hoạt cảm nhận màu trong bộ não

Hình 2.2: Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng

Võng mạc của mắt người có vô số tế bào nhạy sáng Có hai loại tế bào: tế bào hình que

và tế bào hình nón Tế bào hình que phân biệt độ sáng tối trong khi tế bào hình nón ghi nhận màu sắc Có 3 loại tế bào hình nón, một loại phản ứng các bước sóng cố định trong dải quang phổ từ 400 đến 500 nm cho cảm giác màu xanh dương(Blue) Một loại phản ứng với bước sóng từ 500 đến 600nm cho cảm giác màu xanh lá (Green) và một loại phản ứng với bước sóng từ 600 đến 700nm cho cảm giác màu đỏ (Red)

Hình 2.3: Khả năng cảm nhận màu của mắt người

Như vậy nguyên lý của việc cảm nhận màu đó là có một nguồn sáng chiếu vào vật thể,

do tính chất của từng loại vật thể khác nhau nên mỗi loại vật thể sẽ hấp thụ hay phản

xạ những tia sáng khác nhau Tia sáng đơn sắc nào được phản xạ từ vật thể thì ta cảm nhận được vật thể có màu đó

2.2 Các phương pháp pha trộn màu (phối màu)

2.2.1 Phương pháp phối màu cộng (sử dụng trong các lĩnh vực như tivi màu, chiếu sáng…)

Hỗn hợp cộng màu là sự phối hợp các bước sóng ánh sáng để tạo ra các màu sắc khác nhau Nếu tất cả các màu của quang phổ được phối hợp lại ta sẽ có màu trắng Màu đỏ (Red), màu xanh lá (Green) và màu xanh dương (Blue) là các màu sơ cấp của hỗn hợp màu cộng Chúng còn được gọi là các màu một phần ba, vì mỗi màu đại diện cho một phần ba dải quang phổ thấy được

Hình 2.4: Mô hình màu cộng

Nguyên lý cơ bản của hỗn hợp màu cộng có thể được mô tả dễ dàng với ba vòng tròn màu, mỗi vòng tròn màu đại diện cho một chùm sáng màu sơ cấp của tổng hợp cộng được chiếu lên màn hình Giao điểm của các màu sơ cấp chính là các màu thứ cấp Tại các vùng giao nhau của ba chùm sáng có các màu thứ cấp được tạo ra:

Đỏ + Xanh lá = Vàng

Xanh lá + xanh dương = Xanh ngọc

Đỏ + Xanh dương = Tím

Đỏ + Xanh lá + Xanh dương = Trắng

Không có nguồn sáng = đen

Nguyên lý của tổng hợp màu cộng được sử dụng trong tivi màu, trong chiếu sáng trên sân khấu để tạo ra toàn các màu trong dãi quang phổ thấy được

2.2.2 Phương pháp phối màu trừ (sử dụng trong ngành sơn)

Hình 2.5: Mô hình màu trừ

Màu xanh ngọc, màu tím và màu vàng là các màu sơ cấp của hỗn hợp màu trừ, chúng còn được gọi là màu hai phần ba vì chúng đại diện cho hai phần ba khoảng quang phổ thấy được Các màu hỗn hợp trừ được tạo ra bằng cách bớt đi (trừ đi) một màu cộng sơ cấp từ ánh sáng trắng (thí dụ như dùng kính lọc) hay bằng cách cộng hai màu sơ cấp của tổng hợp màu cộng Keo nhựa trong sơn là các vật liệu trong suốt đóng vai trò của các kính lọc màu

Hình 2.6: Ứng dụng mô hình màu trừ

Màu xanh dương được loại bỏ từ ánh sáng trắng và các màu quang phổ còn lại của ánh sáng trắng được phản xạ Việc tổng hợp hai thành phần quang phổ còn lại (Đỏ và xanh lá) sẽ tạo ra màu vàng và màu vàng chính là màu mà ta cảm nhận được Keo nhựa trong sơn đã trừ bớt đi một phần ba quang phổ của ánh sáng (màu xanh dương) và cho hai phần ba màu còn lại đi qua (đỏ và xanh lá)

2.3 Các hệ thống phân loại màu và các không gian màu

Mỗi người cảm nhận màu một cách khác nhau Nếu ta hỏi nhiều người về màu của một vật nào đó ta sẽ nhận được những câu trả lời khác nhau Tuy nhiên, những người làm trong các lĩnh vực liên quan đến màu sắc như sơn, in cần có một tiêu chuẩn cho

việc xác định màu Vì mục đích này, nhiều hệ thống phân loại màu khác nhau đã được thiết lập Một vài hãng sản xuất sơn đã cho in các quyển sách mẫu màu và đặt tên cho các màu, thí dụ như: “Novavit 4F 434” Các hãng sản xuất khác sử dụng quạt màu như HKS và Pantone Vòng tròn màu cũng là một công cụ hỗ trợ Nó có thể gồm 6, 12, 24 hay nhiều phần hơn nữa Tất cả các hệ thống này liệt kê các thí dụ về các tông màu riêng biệt rồi đặt tên cho chúng

Năm 1931, Ủy Ban Quốc Tế về Độ Rọi “The Commission Internationale d’Eclairage (CIE)”, đã đươ ̣c thành lâ ̣p để phát triển sự hợp tác quốc tế , cùng sự trao đổi thông tin trong các quốc gia thành viên trên các lĩnh vực liên quan đến khoa ho ̣c hay các đề tài về ánh sáng Ủy Ban này xuất bản các tiêu chuẩn cho cả hai yếu tố : Nguồn sáng và các quy đi ̣nh cho người quan sát v à đưa ra một hệ thống phương pháp cho phép hoàn tất

mô ̣t số đi ̣nh nghĩa về màu sắc Kể từ lúc thành lâ ̣p, CIE đã được chấp nhâ ̣n như mô ̣t tổ chức có uy tín về lĩnh vực này , và cũng được Tổ Chức Chứng Nhận Quốc Tế (ISO) thừa nhâ ̣n như mô ̣t phần tiêu chuẩn quốc tế CIE đưa ra cơ sở đo màu cho phép mỗi màu sắc có thể được định nghĩa bởi bộ 3 giá trị hướng (tristimulus): X, Y và Z Các giá trị này được thay đổi theo phương diện toán học , cung cấp việc đo dựa trên sự phản xạ hoă ̣c đô ̣ sáng Y và đô ̣ kết tủa màu x và y Sự phản xa ̣ hoă ̣c đô ̣ sáng Y thì thẳng góc với biểu đồ đô ̣ kết tủa màu “The CIE 1931 (x,y) chromaticity diagram”

Mă ̣t ha ̣n chế chính của biểu đồ CIE 1931 là nó không đại diện đồng nhất cho mỗi màu riêng biê ̣t Mô ̣t đơn vi ̣ của sự khác biê ̣t mà u trong sắc thái đỏ (red) không giống như đơn vi ̣ của sự khác biê ̣t màu trong sắc thái xanh lá cây (green) hay xanh dương (blue)

Mô ̣t khoảng màu đồng nhất hơn được đề nghi ̣ bởi CIE , và khoảng màu này CIE L *a*b đã trở nên phổ biến nhất trong số các người sử du ̣ng máy so màu Hê ̣ thống L*a*b đa ̣i diê ̣n cho 3 mức tỉ lê ̣ với L đa ̣i diê ̣n cho đô ̣ sáng , giá trị dương a đ ại diện cho màu đỏ (red), giá trị âm a đại diện cho màu xanh lá cây (green), giá trị dương b đại diện cho màu vàng (yellow), và giá trị âm b đại diện cho màu xanh (blue) Phần lớn người sử dụng không gian màu này nhận thấy rằng nó đặc biệt hữu ích trong việc thiết lập các thông số dung sai cho màu sắc

Nhiều người sử du ̣ng khoảng màu CIE L *a*b cần đo màu sắc và sự khác biê ̣t màu sắc

để mô tả sự khác biệt màu sắc trong c ông viê ̣c đo màu hàng ngày Điều này dẫn đến viê ̣c phát triển mô ̣t đi ̣nh nghĩa dễ hơn về hàm lượng giác CIE L *C*H* Trong định nghĩa này, sắc đô ̣ (C*) là khoảng cách so với điểm tọa độ (0,0) trong khoảng màu CIE

L*a*b Các màu sắc rơi vào trên bất cứ vòng tròn có tâm điểm gốc sẽ có cùng giá tri ̣ sắc đô ̣ màu Màu sắc (H) liên quan đến vectơ (vector) được đi ̣nh nghĩa bởi a * và b* Tất cả màu sắc rơi vào bất cứ đường thẳng nổi lên từ tâm điểm gốc sẽ có cùng góc độ màu, và do vậy sẽ có cùng màu

Như chúng ta đã biết, cảm giác về màu của chúng ta phụ thuộc vào việc kích thích các

tế bào thu nhận tín hiệu của mắt, các tế bào này nhạy cảm với các màu đỏ (Red), xanh

lá (Green) và xanh dương (Blue) Vì vậy, việc phân loại màu một cách rõ ràng dựa trên cơ sở 3 giá trị màu này là cần thiết

Với sự hỗ trợ của một hệ thống như thế, màu xanh lá (Green) có thể được tính như sau: Green = 0xRed + 1xGreen + 0xBlue, hoặc gọn hơn: G = 0 x R + 1 x G + 0 x B Nếu ta vẽ các màu cơ bản theo các trục của một hệ trục tọa độ ta sẽ có được không gian màu Nhiều chuyên gia đã thảo luận về các hệ thống phân loại màu và thiết lập nên các khái niệm khác nhau về cách thiết kế một không gian màu Tất cả các không gian màu này đều có những ưu điểm và nhược điểm

Một số không gian màu quan trọng nhất đã được tiêu chuẩn hóa trên phạm vi toàn cầu Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, thí dụ như trong công nghiệp nhuộm và sơn, trong ngành công nghiệp dệt, thực phẩm và y tế Biểu đồ màu tiêu chuẩn của ủy ban quốc tế về độ rọi CIE cho đến nay đã được chấp nhận ở mọi nơi

Hình 2.7: Không gian màu 3 chiều Yxy

Hệ thống này sử dụng các biến số X, Y và Z là các giá trị định lượng màu thay vì R,

G, B Vì các lý do thực tế các tọa độ màu x, y và hệ số độ sáng Y được quyết định từ các tọa độ này (Hệ số độ sáng Y được dùng để đo độ sáng của một vật thể màu) Vị trí của mỗi màu có thể được xác định chính xác bằng cách sử dụng 3 trục tọa độ này Các màu có cùng độ sáng có thể được vẽ trong không gian 2 chiều dưới dạng mặt phẳng

hơn Phần cắt ngang vuông góc với trục độ sáng Y trong không gian màu CIE là biểu

đồ màu CIE Các màu phổ là các màu có độ bão hòa tối đa có thể phục chế được cho một tông màu (bước sóng) Chúng nằm trên đường biên của biểu đồ màu CIE Hình minh họa nhằm chỉ vị trí của màu phổ tương ứng với bước sóng của nó tính bằng đơn

vị nm Đường thẳng nối bước sóng 380 nm và 780nm được gọi là đường màu đỏ tía Tất cả các màu được tổng hợp cộng giữa các màu phổ nằm trong khu vực được bao bởi các điểm màu phổ và đường màu đỏ tía

Điểm trung tâm của hệ trục tọa độ x = 0.333 và y = 0.333 được gọi tắt là điểm E (Equi – Energy Spectrum – Điểm cân bằng năng lượng phổ) và đôi khi còn gọi là điểm A (Achromatic – điểm không màu)

Hình 2.8: Không gian màu 2 chiều Yxy

Các màu thấy được trong mặt phẳng màu cắt ngang trục độ áng sáng của không gian màu CIE (Biểu đồ màu tiêu chuẩn) Độ bão hòa của các màu tăng dần từ tâm ra ngoài biên

Thang màu Châu Âu DIN16 539 cũng như khoảng màu có thể phục chế được khi sơn hoặc in Sự phân bổ này rất tương đồng với tất cảc các giá trị độ sáng Các tông màu nằm trong hình lục giác ở có thể phục chế được

2.3.1 Giá trị XYZ và không gian màu Yxy

Giá trị của ba bước sóng phản hồi XYZ kết hợp không gian màu Yxy tạo nên nền tảng của không gian màu hiện tại CIE Khái niệm cho giá trị XYZ được dựa trên lý thuyết

ba bước sóng phản hồi của sự quan sát màu, nó nói rõ rằng mắt sở hữu những cơ quan cảm nhận cho 3 màu chính (đỏ, xanh lá và xanh dương) và tất cả màu sắc được thấy là

sự pha trộn của 3 màu chủ yếu đó Vào năm 1931, CIE đã định ra tiêu chuẩn quan sát

để có được hàm số màu tương ứng x(λ), y(λ) và z(λ) được trình bày ở hình 2.9 phía dưới Giá trị ba bước sóng phản hồi được tính bằng cách sử dụng những chức năng màu tương ứng của tiêu chuẩn quan sát Giá trị của ba bước sóng phản hồi XYZ thì rất hữu dụng để xác định một màu, nhưng kết quả thì không dễ dàng để hình dung được

Vì lý do này, CIE cũng đã định ra một không gian màu vào năm 1931 để minh họa màu sắc bằng đồ thị theo 2 chiều không phụ thuộc vào giá trị màu, đó là không gian màu Yxy, trong đó Y là giá trị màu, x và y là những tọa độ kết tủa màu được tính theo giá trị ba bước sóng phản hồi XYZ Đồ thị độ kết tủa màu x, y của CIE được trình bày

ở hình 2.8 Trong đồ thị này, những màu tiêu sắc hướng về tâm của biểu đồ và độ kết tủa màu tăng theo chiều hướng về các rìa Nếu ta đo quả táo bằng cách sử dụng không gian màu Yxy, chúng ta sẽ được giá trị x=0.4832, y=0.3045, cái mà tương ứng với điểm A trên đồ thị ở hình 2.9 Giá trị của Y là 13.37 chỉ ra rằng quả táo có 1 hệ số phản xạ là 13.37% (so sánh với một máy khuếch tán phản xạ lý tưởng với hệ số phản

xạ 100%)

Hình 2.9: Đồ thị biểu hiện độ nhạy cảm quang phổ đối với mắt người

2.3.2 Không gian màu L*a*b*

Hình 2.10: Không gian màu 3 chiều L*a*b

Không gian màu L*a*b* (còn được gọi là CIE L*a*b) hiện nay là một trong những không gian màu phổ biến nhất để đo màu sắc vật thể và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực Nó là một hình thức không gian màu được định ra bởi CIE vào năm 1976 để làm giảm đi một trong những vấn đề chính của không gian màu Yxy nguyên thủy: đó là khoảng cách bằng nhau trên biểu đồ độ kết tủa màu x, y không phù hợp với sự sai khác về màu tương ứng Trong không gian màu này, L* chỉ thị giá trị màu và a*, b* là những tọa độ kết tủa màu Hình 2.11 trình bày biểu đồ màu a*, b* Trong biểu đồ này, a* và b* chỉ thị phương hướng của màu: +a* là hướng của màu đỏ, –a* là hướng của màu xanh, +b* là hướng của màu vàng, và –b* là hướng của màu xanh dương Tâm của biểu đồ thì tiêu sắc (không có sắc) Khi giá trị của a* và b* tăng

và các điểm dịch chuyển ra khỏi tâm thì sắc độ sẽ tăng Hình 2.10 là sự trình bày khối màu cho không gian màu L*a*b* Nếu ta đo quả táo bằng cách sử dụng không gian màu L*a*b*, chúng ta sẽ có được những giá trị kèm theo Để thấy được màu nào do những giá trị này thể hiện, đầu tiên chúng ta hãy đánh dấu những giá trị a* và b*(a* = +47,63; b* = +14,12) trên biểu đồ a*, b* để được điểm A, đó chính là điểm thể hiện độ kết tủa màu của quả táo

Hình 2.11: Không gian màu 2 chiều a*b*

Hình 2.12: Ứng dụng không gian màu L*a*b để biểu diễn màu của quả táo 2.3.3 Không gian màu L*C*h*

Không gian màu L*C*h* cũng sử dụng cùng đồ thị giống như không gian màu L*a*b*, nhưng nó sử dụng tọa độ trụ thay vì sử dụng tọa độ vuông Trong không gian màu này, L*chỉ giá trị màu giống như L* của không gian màu L*a*b* C* là sắc độ và

h là sắc màu Giá trị của sắc độ C* bằng 0 tại tâm và tăng dần theo chiều hướng ra ngoài tâm Góc của sắc màu h được xác định bằng trục a* và góc độ được trình bày 0° sẽ là +a* (đỏ), 90° sẽ là +b* (vàng), 180° sẽ là –a* (xanh lá), 270° sẽ là –b*(xanh dương) Nếu chúng ta đo quả táo bằng cách sử dụng không gian màu L*C*h* chúng ta sẽ được kết quả như sau Nếu chúng ta đánh dấu những giá trị đó trên hình 2.13, chúng

ta sẽ được điểm A

Hình 2.13: Ứng dụng không gian màu L*C*h để biểu diễn màu của quả táo 2.3.4 Không gian màu Hunter Lab

Không gian màu Hunter Lab được phát triển bởi R.S.Hunter như là một không gian màu không đổi về cách nhìn tốt hơn không gian màu Yxy CIE 1931 Giống như không gian màu CIE L*a*b*, nó hiện diện trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả công nghiệp sơn của Mỹ

2.4 Cơ sở tính toán của các thiết bị đo màu

Sự nhạy cảm với màu sắc của mắt người thay đổi theo góc nhìn (kích thước của vật thể) CIE đã xác định tiêu chuẩn quan sát đầu tiên vào năm 1931 bằng cách sử dụng phạm vi nhìn 2°, từ đó nó có tên là tiêu chuẩn quan sát 2° Năm 1964, CIE đã xác định một tiêu chuẩn quan sát bổ sung, lần này dựa trên phạm vi quan sát 10° nó cũng được biết đến với cái tên là tiêu chuẩn quan sát bổ sung 10°

Ở khỏang cách nhìn 50 cm, phạm vi nhìn 2° sẽ là một vòng tròn đường kính 1,7 cm, trong khi phạm vi nhìn 10° ở cùng khoảng cách đó là một vòng tròn 8,8 cm Phần lớn các thiết bị đo màu đều dựa trên tiêu chuẩn quan sát 2° Tiêu chuẩn quan sát 2° nên được sử dụng với góc nhìn 1° đến 4° Tiêu chuẩn quan sát bổ sung 10° nên được sử dụng cho góc nhìn lớn hơn 4°

Hình 2.14: Tiêu chuẩn quan sát 2 0

và 10 0

2.4.1 Chức năng phối màu

Chức năng phối màu là những giá trị ba bước sóng phản hồi của quang phổ đồng năng lượng như là một chức năng của bước sóng Những chức năng này được mong đợi sẽ tương tự với sự nhạy cảm của mắt người Tách rời bộ ba chức năng phối màu sẽ là cơ

sở lý thuyết cho tiêu chuẩn quan sát 2° và tiêu chuẩn quan sát bổ sung 10°

Hình 2.15: Chức năng phối màu

Tiêu chuẩn quan sát 2 (CIE 1931)

 Tiêu chuẩn quan sát bổ xung 10 (CIE 1964)

Những giá trị của ba bước sóng phản hồi xác định dựa trên những chức năng phối màu

X(),Y() vàZ() được quy định vào năm 1931 bởi CIE còn được biết đến là những giá trị của ba bước sóng phản hồi XYZ 2° Chúng thích hợp cho góc nhìn 4° hoặc thấp hơn và được quy định để phản ảnh màu của vật thể bằng những công thức sau:

Trong đó:

S(): sự phân bố năng lượng quang phổ tương đối của vật chiếu sáng

X 20 (),Y20(),Z20(): chức năng phối màu cho tiêu chuẩn quan sát bổ sung 2 R(): hệ số phản xạ của vật mẫu

Giá trị của ba bước sóng phản hồi X100 Y100 Z100

S(): sự phân bố năng lượng quang phổ tương đối của vật chiếu sáng

Tọa độ sắc độ xyz được tính từ giá trị 3 tác nhân kích thích XYZ theo công thức sau:

2.4.2 Giá trị trong không gian màu L*a*b*

Giá trị của L*,a*,b* được tính theo công thức sau:

Nếu X/Xn, Y/Yn hoặc Z/Zn nhỏ hơn 0.008856, những biểu thức trên sẽ thay đổi như

2.4.3 Giá trị trong không gian màu L*C*h*

Không gian màu L*C*h* sử dụng cùng độ thị với không gian màu L*a*b*, nhưng nó

sử dụng tọa độ trụ Giá trị màu L* thì giống giá trị màu L* của không gian màu L*a*b*, sắc độ C* và góc độ sắc màu h được xác địng bằng công thức:

a*,b*: tọa độ sắc độ trong không gian màu L*a*b* Với những cách đo khác, người ta không tính độ sai lệch của góc độ sắc màu thay vào đó độ sai lệch sắc màu ΔH* được tính theo công thức sau:

Sự sai khác sắc màu thì tích cực nếu góc độ sắc màu h của vật mẫu lớn hơn của màu muốn đạt được và tiêu cực nếu góc độ sắc màu (h) của vật mẫu nhỏ hơn của màu muốn đạt đến

2.4.4 Không gian màu Hunter Lab

Không gian màu Hunter Lab được phát triển vào năm 1948 bởi R.S.Hunter như là một không gian màu không đổi Nó có thể được đọc trực tiếp từ một máy đo màu bằng quang điện (phương pháp ba bước sóng phản hồi) Giá trị trong không gian màu này được xác định bằng những công thức sau:

X,Y,Z: Giá trị 3 tác nhân kích thích của vật mẫu (cũng có thể sử dụng giá trị X100

Y100 Z100

)

X0,Y0,Z0: Giá trị 3 tác nhân kích thích của máy khuếch tán phản xạ lý tưởng

Đối với tiêu chuẩn quan sát 2° và tiêu chuẩn chiếu sáng C, những đẳng thức trên sẽ trở thành:

Sự sai khác màu sắc ΔEH trong không gian màu Hunter Lab được xác định bằng công thức sau:

ΔL, Δa, Δb: sự sai khác về giá trị L,a,b giữa vật mẫu và màu muốn đạt được

2.4.5 Không gian màu L*u*v*

Ghi chú: Không gian màu không đổi là một không gian màu mà trong đó những

khoảng cách bằng nhau trên đồ thị tọa độ tương ứng với những sai khác màu sắc bằng nhau Không gian màu L*u*v* là một trong những không gian màu không đổi được qui định bởi CIE vào năm 1976 Giá trị của L*, u* và v* được tính theo những công thức dưới đây:

Y: Giá trị của ba bước sóng phản hồi(cũng có thể sử dụng Y10)

u’,v’:Tọa độ sắc độ từ đồ thị UCS của CIE 1976

Y 0 ,u’ 0 ,v’ 0: Giá trị của ba bước sóng phản hồi(hoặc Y10)và tọa độ sắc độ u’,v’:

của máy khuếch tán phản xạ lý tưởng

Sự sai khác màu sắc ΔE*uv trong không gian màu L*u*v* được xác định bằng công thức sau:

ΔL*,Δu*,Δv*: sự sai khác về giá trị L*, u*, v* giữa màu vật mẫu và màu màu muốn đạt được

Chương 3

NGUYÊN LÝ ĐO MÀU BẰNG CẢM BIẾN

Quá trình ánh sáng đi vào mắt của chúng ta cho chúng ta sự cảm nhận về màu sắc Đó cũng chính là quá trình đo đạc của một thiết bị đo màu Mắt người có thể nhìn thấy ánh sáng trong vùng nhìn thấy được Tuy nhiên, ánh sáng không giống như màu sắc Ánh sáng được định nghĩa là: “sự bức xạ kích thích lên võng mạc của mắt và làm cho mắt nhìn thấy được” Sự kích thích của mắt được truyền đến não Và tại đây, khái niệm của sắc xuất hiện lần đầu tiên, điều đó như là sự phản xạ của não bộ về những thông tin nhận được từ mắt Quan sát hình dưới đây, ta thấy được nguyên lý mà con người nhận thức được màu sắc và nguyên lý mà một thiết bị đo màu nhận biết màu sắc

Hình 3.1: Nguyên lý cảm nhận màu

3.1 Phương thức cảm nhận màu sắc của mắt người và các thiết bị đo màu

Hình 3.2: Nguyên lý cảm nhận màu của mắt người

Mắt người có khả năng tuyệt vời để so sánh màu, nhưng có những vấn đề đối với mỗi người và kinh nghiệm của họ khi nói về màu sắc

Hình 3.3: Nguyên lý cảm nhận màu bằng máy đo màu