ارزیابی رنگ‌سنجی مختصات رنگ و تفاوت‌های رنگ مطابق با فضای رنگی همگن CIELAB استاندارد DIN 6174

موسسه استاندارد آلمان (DIN) استاندارد «ارزیابی رنگ‌سنجی DIN 6174 از مختصات رنگ و تفاوت‌های رنگ بر اساس فضای رنگی تقریباً همگن CIELAB» را منتشر کرد که روشی را برای محاسبه رنگ‌سنجی تفاوت‌های رنگ بین رنگ‌های اشیاء (معمولاً رنگ‌های سطحی مانند رنگ‌ها، پلاستیک‌ها و منسوجات) با استفاده از فضای رنگی CIELAB و فرمول تفاوت رنگ L*، a*، b* شرح می‌دهد.

در صنعت رنگ، تفاوت‌های رنگی (رنگ‌سنجی DIN 5033-1 - بخش 1: اصطلاحات پایه رنگ‌سنجی) به طور فزاینده‌ای از طریق مختصات رنگی توصیف می‌شوند. از آنجایی که این مختصات، که میزان تفاوت رنگ درک شده بین دو نمونه (مثلاً بین یک هدف رنگی و یک نمونه منطبق با رنگ) را توصیف می‌کنند، از فواصل اقلیدسی در سیستم رنگ‌سنجی استاندارد مشتق نمی‌شوند، فرمول‌های تجربی مختلفی برای فاصله رنگی در طول سال‌ها توسعه یافته و مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

این استاندارد روشی را برای محاسبه مختصات رنگی L*، a*، b* فضای رنگی تقریباً یکنواخت CIE 1976 (L*a*b*) (فضای رنگی CIELAB) بر اساس مقادیر محرک سه‌گانه X، Y، Z فضای رنگی بصری غیریکنواخت تعریف شده توسط سیستم رنگ‌سنجی استاندارد تعریف می‌کند. همچنین توضیح می‌دهد که چگونه می‌توان تفاوت‌های رنگی، به‌ویژه رنگ‌های اشیاء، را با استفاده از فرمول‌های تفاوت رنگ به صورت کمی شناسایی کرد. چنین تفاوت‌هایی، به عنوان مثال، زمانی که محصولات رنگی تحت تأثیر عوامل شیمیایی یا فیزیکی قرار می‌گیرند، هنگام تطبیق رنگ‌ها یا زمانی که رنگ یک محصول غیریکنواخت است، ایجاد می‌شوند. شناسایی تفاوت‌های رنگی می‌تواند مبنایی برای تلرانس‌های رنگی توافق شده باشد.

مختصات رنگی CIELAB از بسیاری جهات در صنعت به عنوان راهی برای نمایش رنگ‌ها، به ویژه در پردازش تصویر، به طور گسترده پذیرفته شده است.

فرمول‌های اختلاف رنگ ارائه شده در اینجا به طور خاص برای رنگ‌های اشیاء (مانند منسوجات، رنگ، پلاستیک، شیشه و اسناد چاپی) استفاده می‌شوند. با این حال، این فرمول‌ها به طور یکنواخت تفاوت‌های کوچک در نواحی مختلف فضای رنگ را ارزیابی نمی‌کنند؛ یعنی، تفاوت‌های رنگی که از نظر بصری یکسان تلقی می‌شوند، ممکن است تفاوت‌های CIELAB متناظر متفاوتی داشته باشند. فرمول‌های بهبود یافته‌ای که مختصات فضای رنگ CIELAB را به طور یکنواخت‌تری تعریف می‌کنند، به عنوان مثال، در استاندارد DIN 6176 یا رنگ‌سنجی CIE 15 ارائه شده‌اند. این فرمول‌ها برای روشنگر استاندارد D65 توسعه داده شده‌اند.

با توجه به تعاریف ریاضی مختلف، تفاوت‌های رنگی که بر اساس فرمول‌های مختلف تعیین می‌شوند، معمولاً نمی‌توانند به صورت خطی تبدیل شوند و بنابراین فرمول خاص تفاوت رنگ مورد استفاده باید همیشه ارائه شود.

فضای رنگی CIELAB (که رسماً با نام CIE 1976 (L*، a*، b*) شناخته می‌شود) پرکاربردترین فضای رنگی برای اندازه‌گیری و تعیین رنگ اشیاء (مانند رنگ‌های موجود در رنگ‌ها، پلاستیک‌ها، منسوجات و چاپ‌ها) است. این فضا که در سال ۱۹۷۶ توسط کمیسیون بین‌المللی روشنایی (CIE) منتشر شد، به گونه‌ای طراحی شده است که از نظر ادراکی یکنواخت باشد، به این معنی که تغییر عددی در مختصات رنگ تقریباً با همان مقدار تفاوت رنگ درک شده در سراسر فضا مطابقت دارد.

هدف CIELAB این است:

• یکنواختی ادراکی تقریبی (بسیار بهتر از XYZ یا RGB)
• مستقل از دستگاه (مبتنی بر بینایی انسان)
• محاسبه اختلاف رنگ کل با استفاده از یک فرمول ساده اقلیدسی.
• به عنوان یک زمینه مرجع برای اتصال اندازه‌گیری‌های ابزاری به ادراک بصری عمل می‌کند.

سه مختصات به معنای زیر است:

• محدوده محور L*: بازه ۰ تا ۱۰۰. با افزایش مقدار، معنای ادراکی تغییر می‌کند: ۰ = سیاه، ۱۰۰ = سفید کامل.
• محور a* محور قرمز-سبز: محدوده ۱۲۸- تا ۱۲۷+. با افزایش مقدار، معنای ادراکی مثبت = قرمز/بنفش، و منفی = سبز می‌شود.
• محور b* محور زرد-آبی: محدوده از -۱۲۸ تا +۱۲۷. با افزایش مقدار، معنای ادراکی مثبت = زرد، منفی = آبی می‌شود.

شرایط اندازه‌گیری استاندارد به شرح زیر است (رایج‌ترین آنها امروزه):

• منبع نور: انتخاب معمول D65 (نور روز ۶۵۰۴ کلوین) است. مرجع استاندارد: استاندارد CIE 1964 یا ISO 3664.
• ناظر استاندارد: انتخاب معمول، ۱۰ درجه (اضافی). مرجع استاندارد، استاندارد CIE 1964.
• هندسه: انتخاب معمول d/8 درجه یا 45/0 است. مرجع استاندارد: ISO 13655 و استاندارد قدیمی‌تر DIN 6174.

در حالی که دستگاه‌های قدیمی‌تر از رصدگرهای ۲ درجه‌ای و D65 یا C استفاده می‌کردند، کاربردهای مدرن ۱۰ درجه + D65 را ترجیح می‌دهند.

در CIELAB، تفاوت رنگ کل، صرفاً فاصله اقلیدسی است.

استاندارد DIN 6174 در سال ۲۰۱۰ رسماً کنار گذاشته شد و با استاندارد بین‌المللی «EN ISO/CIE 11664-4 Colorimetry - Part 4: CIE 1976 L*a*b* color space» جایگزین شد. این استاندارد جدید نیز از فرمول CIELAB CIE 1976 استفاده می‌کند. با این حال، استاندارد DIN 6174 هنوز هم در قراردادهای صنعتی، مشخصات فنی و متون قدیمی در کشورهای آلمانی زبان (آلمان، اتریش، سوئیس) به طور مکرر مورد ارجاع قرار می‌گیرد.

محتوای اصلی استاندارد DIN 6174 به شرح زیر است:

• فضای رنگی: CIELAB (L*، a*، b*)
• منبع نور: منبع نور استاندارد D65 (نور روز، ۶۵۰۴ کلوین) به طور پیش‌فرض استفاده می‌شود؛ در صورت مشخص بودن، استفاده از سایر منابع نور مجاز است.
• ناظر: ناظر استاندارد ۱۰ درجه (ناظر اضافی).
• فرمول اختلاف رنگ: «E*ab = √[("L*)2 + ("a*)2 + ("b*)2]»
• هندسه اندازه‌گیری: استفاده از اجزای آینه‌ای مجاز است، ترجیحاً 45/0 یا 0/45، شامل d/8 (نورپردازی پراکنده/میدان دید 8 درجه).
• مرجع (استاندارد سفید): پخش‌کننده بازتابنده عالی (L* = 100، a* = 0، b* = 0).
• تفسیر تلرانس: این استاندارد تلرانس‌های عددی تطابق/خرابی را تعریف نمی‌کند؛ بلکه فقط روش محاسبه را ارائه می‌دهد. تلرانس‌ها به طور جداگانه بین مشتری و تأمین‌کننده توافق می‌شوند.

با وجود لغو این استاندارد، این استاندارد همچنان عملاً در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد و عبارات زیر هنوز در مشخصات فنی یافت می‌شوند:

• «تحمل رنگ طبق استاندارد DIN 6174: 'E*ab ≤ 1,0'.»
• "تحمل رنگ مطابق با استاندارد DIN 6174."
• «طبق استاندارد DIN 6174، زیر D65/10 درجه اندازه‌گیری شده است.»

این امر از نظر قانونی معتبر است زیرا آخرین نسخه این استاندارد هنوز به صورت عمومی در دسترس است و روش محاسبه از نظر ریاضی مشابه استانداردهای فعلی ISO/CIE برای "E*ab" است.

در نتیجه، استاندارد DIN 6174 اساساً اقتباسی آلمانی از فرمول اصلی اختلاف رنگ CIELAB 1976 ("E*ab") است. اگرچه از نظر فنی منسوخ شده است، اما دهه‌ها استفاده تاریخی و تداوم قراردادی آن، آن را به مرجعی تبدیل کرده است که هنگام تعریف محدودیت‌های ساده اختلاف رنگ کلی در صنعت اروپای مرکزی، بیشترین استناد را به خود اختصاص می‌دهد.

وقتی عبارت «DIN 6174» در یک مشخصات ظاهر می‌شود، همیشه به این معنی است: «محاسبه فاصله اقلیدسی در فضای CIELAB تحت D65/10 درجه».

سال‌هاست که سازمان ما با کادری متخصص و باتجربه، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی یاری می‌رساند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات تست را مطابق با استاندارد "ارزیابی رنگ‌سنجی DIN 6174 مختصات رنگ و تفاوت‌های رنگ مطابق با فضای رنگی تقریباً همگن CIELAB" به مشاغل ارائه می‌دهیم.