Używanie mikroskopu cyfrowego 4K do pomiarów kolorów RGB

Czym jest kolorymetr?

W ludzkim oku siatkówka rozdziela światło odbite od oglądanego obiektu (światło widzialne o długości fali od 400 do 700 nm) na czerwone (R), zielone (G) i niebieskie (B) i przekazuje te bodźce do mózgu, gdzie są one oceniane jako kolor. W ten sam sposób kolorymetr mierzy te trzy rodzaje bodźców świetlnych i określa je jako trzy wartości koloru X, Y i Z.
Ta metoda pomiaru jest nazywana bezpośrednim odczytywaniem wartości bodźców. Kolorymetr tego typu jest stosunkowo niedrogi, kompaktowy i łatwy w obsłudze, dlatego jest powszechnie stosowany podczas kontroli barwy i podobnych operacji w zakładach produkcyjnych. Z drugiej strony, wartości liczbowe zmieniają się w zależności od źródła światła, więc to urządzenie nie nadaje się do zaawansowanych analiz wykonywanych za pomocą spektrofotometrów, o których będzie mowa dalej.

Czym jest spektrofotometr?

Spektrofotometr mierzy współczynnik odbicia światła za pomocą czujnika z wieloma odbiornikami. Odbiorniki te rozpraszają światło emitowane przez źródło światła i odbite od obiektu na wielu długościach fal. Oprócz obliczania wartości trójchromatycznych X, Y i Z, urządzenie to może również analizować kolory (długości fal) na podstawie odbicia spektralnego, korzystając z wykresu lub podobnej pomocy.
W przeciwieństwie do kolorymetru, który bezpośrednio odczytuje wartości bodźców, spektrofotometr może wykorzystywać dane z różnych źródeł światła do badania różnic pomiędzy wzorcami obserwacyjnymi związanymi ze źródłem światła (oddawanie barw) (dzieje się tak, gdy dwa kolory wydają się takie same w pewnych warunkach oświetleniowych (metameryzm)) oraz różnic pomiędzy właściwościami powierzchni obiektu. Chociaż spektrofotometry są droższe od kolorymetrów, umożliwiają bardziej zaawansowaną analizę koloru i dlatego są używane głównie w pracach badawczo-rozwojowych.

System kolorów RGB

Jest to pierwszy system kolorów ustanowiony przez CIE. System ten wyraża kolor jako stosunek mieszania (addytywne mieszanie kolorów) trzech kolorów podstawowych (znanych jako wartości trójchromatyczne, wartości koloru odniesienia lub wartości koloru). Są to kolory: czerwony (R), zielony (G) i niebieski (B), które istnieją w rzeczywistości. Widmo trzech głównych kolorów to R = 700 nm, G= 546,1 nm, and B = 453,8 nm. Istnieją jednak kolory, które nie mogą być wyrażone jako addytywna mieszanka kolorów w systemie kolorów RGB. Na przykład jasnego cyjanu nie da się stworzyć za pomocą żadnej kombinacji trzech kolorów podstawowych.

Ponieważ kombinacje kolorów w systemie kolorów RGB są również używane do wyświetlania kolorów na monitorach LCD, system ten jest również znany jako system kolorów monitora.
Każdy z trzech kolorów podstawowych jest wyrażany jako gradacja intensywności w zakresie od 0 do 255. Łącząc te gradacje, można wyrazić 256 do potęgi 3 = 16 777 216 różnych kolorów. Kolor biały jest widoczny tam, gdzie nakładają się na siebie trzy kolory podstawowe.

System kolorów XYZ

System kolorów XYZ jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach przemysłu. Ten system wykorzystuje wartości X, Y i Z do wyrażania kolorów. Został on zaprojektowany, aby matematycznie uniknąć problemu polegającego na tym, że system kolorów RGB nie jest w stanie dokładnie odwzorować gamy barw światła monochromatycznego.
Składniki R, G i B tworzą spektrum, które rzeczywiście istnieje i są określane jako prawdziwe kolory. Z drugiej strony X, Y i Z w tym systemie kolorów to kolory matematycznie przekształconego światła. Ponieważ niektóre z tych kolorów nie istnieją w rzeczywistości, X, Y i Z są określane jako fałszywe kolory. Zamiast systematyzować kolory postrzegane przez ludzi, możemy użyć fałszywych kolorów, aby wyrazić wszystkie kolory jako wartości X, Y i Z, reprezentując w ten sposób kolory w sposób ilościowy.

Poniżej przedstawiamy znaczenie trzech osi systemu kolorów XYZ.
X: ilość koloru czerwonego (bez uwzględnienia jasności)
Y: ilość koloru zielonego (pojedyncza wartość uwzględniająca jasność)
Z: ilość koloru niebieskiego (bez uwzględnienia jasności)
Osie X, Y i Z tworzą razem trójwymiarową przestrzeń. Rysunek po prawej stronie jest jednak wykresem dwuwymiarowym, w którym oś Z została celowo pominięta. Ten wykres nazywamy diagramem chromatyczności xy. Wartość X jest wykreślona na osi poziomej, a wartość Y na osi pionowej. Wykres ma kształt podkowy i podaje tylko podstawową długość fali odpowiadającą odcieniowi oraz współrzędną czystości odpowiadającą nasyceniu. Jasność nie jest określona.
Punkt znajdujący się blisko środka nazywamy punktem białym, co wskazuje, że właśnie tam kolor jest biały. Dodatkowo, z pozycji cyjanu (C), magenty (M) i żółtego (Y) wynika, że nasycenie kolorów takich jak farba drukarska i farba do powlekania jest niskie na wykresie chromatyczności xy. To pokazuje, jak szeroki zakres obejmuje system kolorów XYZ.

System kolorów L*a*b*

Ten system kolorów został zdefiniowany przez CIE w 1976 r. L*a*b* czyta się jako L gwiazdka, a gwiazdka, b gwiazdka.
W tej sekcji wyjaśniono, co oznaczają dodatnie i ujemne wartości na każdej osi na poniższym rysunku.

Oś L*: oś wskazująca jasność. Wartości dodatnie wskazują na bielszy (jaśniejszy) kolor, a ujemne na bardziej czarny (ciemniejszy).
Oś a*: oś wskazuje odcienie od zielonego do czerwonego. Wartości ujemne wskazują na mocniejszy odcień zielony, a ujemne na mocniejszy odcień czerwony.
Oś b*: oś wskazuje odcienie od niebieskiego do żółtego. Wartości ujemne wskazują na mocniejszy odcień niebieski, a ujemne na mocniejszy odcień żółty.

Różnicę kolorów (ΔE) można znaleźć, podstawiając do wzoru na różnicę kolorów wartości uzyskane z tych trzech osi. Ta metoda, szeroko używana podczas kontroli jakości, jest także wykorzystywana do obliczania różnic kolorów przez kolorymetry.
Wyznaczenie wartości ΔE jako wskaźnika kontrolnego jest przydatne do poprawy jakości, ponieważ umożliwia pomiar ilościowy w zarządzaniu różnicami kolorystycznymi i w ocenach porównawczych z kolorami referencyjnymi w przemyśle.

Ocena różnic kolorystycznych folii na podstawie pomiarów kolorów RGB

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX jest wyposażony w zaawansowany system optyczny, który łączy wysoką rozdzielczość z dużą głębią ostrości, matrycę 4K CMOS oraz system obserwacji, który zapewnia różne funkcje dzięki prostym operacjom.
Seria VHX może łatwo i szybko pobierać czyste, powiększone obrazy folii o różnym stanie powierzchni. Jeśli na przykład powierzchnia jest szorstka, duża głębia ostrości umożliwia automatyczne jej ustawianie w całym polu widzenia. Wyznaczenie warunków oświetleniowych dla błyszczących filmów jest trudne, ale ułatwia to funkcja multioświetlenia. Wystarczy nacisnąć przycisk, aby automatycznie pobrać wiele obrazów z wielokierunkowym oświetleniem.
Obrazy 4K o wysokiej rozdzielczości przechwycone dzięki tym prostym operacjom mogą być wykorzystane do precyzyjnych pomiarów kolorów RGB i oceny różnic kolorów. Dodatkowo, jeśli wybrane zostanie starsze zdjęcie, odtworzone zostaną warunki, w jakich zostało ono zrobione. Pozwala to na szybkie pomiary kolorów RGB i ilościową ocenę różnic kolorystycznych w tych samych warunkach, nawet dla różnych próbek tego samego rodzaju produktu.

• Pobierz
• Kontakt / Zapytania

Identyfikacja różnych typów folii na podstawie pomiarów kolorów RGB

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX może rejestrować wyraźne obrazy 4K i wykonywać wysoce dokładne pomiary kolorów RGB. Te cechy czynią go użytecznym w rozpoznawaniu różnych typów folii, które są trudne do rozpoznania wizualnie.
Mikroskop serii VHX może dokładnie określić różnice między zmierzonymi wartościami kolorów RGB, a dodatkowo może wyraźnie wychwycić subtelne różnice w fakturze. Inspekcja tych struktur jest zwykle trudna ze względu na ich niski kontrast, który wynika z różnic w materiałach i obróbce.
Ponadto łatwo jest rozpoznać rodzaje produktów foliowych, porównując ich obrazy obok siebie na dużym, 27-calowym kolorowym monitorze LCD, który został specjalnie zaprojektowany, by wiernie wyświetlać obrazy przedmiotów.
Te zaawansowane funkcje nie tylko upraszczają pomiar wartości kolorów RGB na folii, badanie różnic kolorystycznych i rozróżnianie typów produktów, ale także ułatwiają zaawansowaną obserwację i analizę mikroskopijnych wad i defektów na powierzchni folii, co jest bardzo ważne.

• Pobierz
• Kontakt / Zapytania

Konwersje wartości kolorów RGB i XYZ, i automatyczne tworzenie raportów

Poniższa tabela pokazuje przykłady konwersji pomiędzy wartościami XYZ a wartościami RGB zgodnymi ze standardem sRGB. W.P. to skrót nazwy punkt biały.

Program Excel można zainstalować bezpośrednio w mikroskopie cyfrowym 4K serii VHX, dzięki czemu można łatwo konwertować wartości i automatycznie tworzyć raporty za pomocą tego jednego urządzenia.

Pomiar kolorów RGB, konwersja do wartości XYZ i automatyczne tworzenie raportu za pomocą urządzenia serii VHX

• Starsze zdjęcia można odtworzyć na podstawie ustawień fotografowania, co ułatwia robienie zdjęć w tych samych warunkach oświetleniowych i fotografowania.
• Dokładne wartości sRGB można uzyskać, po prostu minimalizując światło otoczenia i prawidłowo ustawiając balans bieli.

• Program Excel można zainstalować bezpośrednio w mikroskopie cyfrowym 4K serii VHX, dzięki czemu za pomocą tego jednego urządzenia można przeprowadzać pomiary kolorów sRGB, konwersje do wartości XYZ i tworzyć automatycznie raporty.

• Pobierz
• Kontakt / Zapytania