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【干货】CMF设计师的重要课题：色差管控

主编 Diudi CMF设计军团号
2024-09-27
产业的发展离不开CMF（色彩、材料、工艺）



如今的消费者对于产品外观色彩的品质要求越来越高，特别是对色泽、珠粉颗粒等色彩视觉感知中的色差特别敏感。如何“管控色差”成为了CMF设计师的重要课题。本文来学习一下~~



目前CMF设计军团成立了产品色彩交流微信群，诚邀设计师及对色彩爱好者们加入，长按如下二维码或加群主微信18927421646，备注“色彩”，加入产品色彩交流微信群，与行业人士一同交流。

“管控色差”是规范产品用材料、成型工艺、表面处理与颜色效果吻合度判定的硬性条件，同时也是保证产品外观色彩标准在批量生产过程中，在客户、供应商和本公司之间保持一致的重要措施。


目前企业常用“管控色差”的方法是采用仪器测量和目测比对相结合的方式。具体地说，一般由CMF设计师提供一块标准签样色板，要求各零部件供应商生产的成品与该标准签样板相比，无论是目测比对，还是仪器测量都应控制在上下限容差范围内，针对部分金属零部件，有的设计师还会给出九宫格容差标准。其目的就是控制色差在可接受的范围。




 色差检测方法 


目前国内对于“色差”的常规评价一般都是以目视为主，仪器为辅的判定方式。


1. 目视比对


作为目视色差评定的最基本的条件，光是必不可少的，而自然光无疑是最符合客户实际使用状态的色差评定条件。1983年，国际摄影组织对摄影日光作出规定，标准日光指：太阳光在无云的大气中，在水平线上方呈40°角照射时，色温为5500K的阳光。实际上，人眼就是最高级的摄像头，因此这一规则同样适用于色差的评定过程。


色差评定的自然光的国标标准为：一般最好是北半球多云的北空昼光（从日出3h后到日落3h前，避开太阳光直射的北窗看到的天空光）或南半球多云的南空昼光，并且应没有彩色物体的反射光。同时，应该避免阳光直射。


但是由于自然光不可控，同时受自然因素（阴雨天气等）和环境因素（场地等环境）影响太大。有时设计师反馈有色差，其实是因为观察条件不同造成的。所以，要管控色差，首先要建立统一的观察条件。工程上，我们一般较多的采用人造光源来代替自然光源，即我们所说的“标准光源箱”。


图 标准光源箱


因此，目视比对指的是将产品置于灯箱光源下，以正常裸视（1.0以上）目视检验，要求被检测产品与样品无明显色差。目视比对常用的标准光源箱是一种能提供模拟多种环境灯光的照明箱，一般可以提供：D65、TL84、CWF、F、UV五种光源。除非特殊情况，我们一般使用的是上述五种光源中最接近自然光的D65光源。


图 目视色差评定灯箱及使用状态图


选择标准光源箱的重要参数有显色指数、色温、光照强度和同色异谱四个方面：



具体选购光源箱的时候，需要注意以下几点：


1）误差范围


所谓标准光源，关键就是要这种光源达到标准的要求，必须符合国际照明学会CIE的标准。当然CIE的要求往往是一个很宽的范围，如照度范围宽达750Lx-3200Lx，对某些光源的色温范围也允许有±500K的误差。而一些大型企业的标准要高过CIE的标准，特别是知名的标准光源箱生产厂家，采用了更加严厉的生产标准，如光源的色温范围控制在±200K以内，以保证灯光在使用一段时间后，仍然在国际标准的范围之内。


2）光源环境


标准光源箱的内壁环境对标准光源的影响很大，一般应该为深灰色的亚光面。因为亚光面有利于吸光，而不是反射光来干扰标准光源的效果，这样才能确保检测的时候不会受环境反射光的影响。当然，也有要求背景颜色反光率必须低于入射光之三分之一。


3）灯光的使用寿命


灯光在使用一段时间后，都要老化，为了避免出现系统误差，要求标准光源箱能分开记录每一种光源的实际使用时间，不允许超过2000 小时的上限。


4）减少操作误差和劳动强度


新型的带声音播报功能的声控标准光源箱T-5、T-6，能用中、英文语言发出使用光源的名称，避免了选择光源的错误。同时，操作员的目光不用离开观察物就可以进行盲操作，即降低了工作强度，又确保了观测同色异谱的效果。


5）快速点亮


准光源不能像某些家庭或办公室灯光一闪一闪才点亮，快速瞬间点亮是标准光源箱的一项重要指标，而且点亮后不能有任何的闪烁，以免影响光线效果。



2. 测色仪检测


以测色仪等色彩工具测试产品色差数据，产品色差规格均须在设计师所给的允收范围内。


在大规模工业化生产中，目视比对样品来管控色差有其不足之处，首先，目视比对过于依赖于人眼的色彩识别能力，同时也存在许多意外波动的因素；其次，目视对色比较花时间，且不适合长时间观察比对色差。为此，在色差检测中会利用测量仪器来辅助工业生产中的色差管理，这就是测色仪。


测色仪主要用于在以下情况的需要：a/需要满足更精确的颜色要求。b/生产线对出货速度有要求。c/需要数据支持来进行工厂质量水平改进、管控。d/需要更稳定的色差控制（排除观察条件、人工水平的干扰）。


图 分光测色仪


CMF设计师所接触到的测色仪通常分为台式光谱仪（体积大最精准最昂贵）、台式分光光度仪（比较精准价格中等）、便携式色差仪（最便宜最便携）。


1）台式光谱仪


台式光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线的每一个波长的亮度值，得到一个细致的光谱曲线。所谓的光谱曲线，就是把物体发射、或者反射出来的光，按波长一一拆解开，测得每一个波长的亮度值，经过数据换算，得到Yxy坐标系中的x,y值，于是可以进一步算出Lab值，Lch值，色差值ΔE等等~。这个办法精确、稳定、适用范围广，适用汽车、色度计量、印刷、颜色混合及匹配、荧光测量、颜色测量等很多领域。这种仪器测样时间比较长，价格也比较昂贵。


图 德国布鲁克直读光谱仪


2）台式分光光度仪


分光光度仪是也是根据分光测量光谱原理设计的，相对于台式光谱仪可以测量所有波段，分光光度仪仅限于测量可见光，但对于CMF设计师已经足够用了，尺寸比台式光谱仪要小很多，甚至可以做到手持尺寸。分光光度仪具有相对高精度性和不断增加的多功能性。由于它可以测得每一波长下的反射率曲线，因此适用于相对复杂的色彩分析，价格相对适中。分光测色仪的研发和生产完全符合国际照明委员会（CIE）规定的标准，能相对准确地测出颜色的绝对值，不仅适合企业内部的品质管控，还可以进行企业内外部的颜色数据交流。


图 爱色丽color i7600台式分光光度仪


3）便携色差仪


便携色差仪与前两者的原理区别在于，它不是按单波长拆分光谱，而是模拟人眼设计的红、绿、蓝三基色滤光片+三基色传感器的结构，其原始数据只有3个，而光谱仪却有三四百个，所以精度上要弱很多。另外，对于光谱中有窄带能量分布的情况（如荧光灯、LED 灯源），会容易有测量误差。


色差仪，尺寸小、重量轻、价格最便宜，属于对色差要求精度不高的入门级别，可以测量样品的反射色度、吸收率、亮度及各种色值等，满足内部管控色差。测色仪搭配专业色彩管理软件，则可大大降低废品率，缩短上市时间。CMF设计师运用好测色仪，能通过控制色差值的数据偏差辅助目测比对，准确地指导调色工作


图 爱色丽便携式分光测色仪


3. 色卡


色卡是CMF设计师选色、配色、对色的理想工具，同时也是色彩领域不可或缺的交流工具，色卡形成了统一的色彩标准，便于在工作中、生产中使用。通过色卡可以减少沟通成本，控制生产成本。市面上色卡种类繁多，常见的有Pantone、RAL、NCS、DIC、CNCS、Munsell、建筑色卡、Scotdic棉布色卡、Coloro等。我们主要介绍CMF常用的三个色卡品牌：Pantone、RAL、NCS，并介绍其常用色卡类型。


（1）PANTONE色卡


PANTONE色卡来自美国，应用最为广泛，根据色卡基材类型可分为纸质色卡、塑料色卡、纺织色卡。纸质色卡中C色卡（1867色）；U色卡（1867色）；金属色卡（301色）；高级金属色卡（300色）；粉彩色&霓虹色色卡（210色）；RGB&CMYK色卡（2868色）。TPG色卡（2310 色）；塑料色卡中透明色卡（735色），不透明色卡（大片1755色、小片1005色）；纺织色卡中TCX色卡（棉布、2310色），TSX色卡（涤纶、203色）。


图 具备2139色，专色四色CU卡一套


（2）RAL色卡：


RAL色卡来自德国，在国际上广泛通用，又称RAL国际色卡或欧标色卡，主要有K、E、D三大系列，另有P系列的塑胶色卡。其中K系列：K1、K5、K6、K7、F9、840-HR、841-GL（213 色）；D系列：D2、D3、D4、D6、D8、D9（1825色）；E系列：E1、E3、E4（490色）；P系列：P1、P2（300色）。


RAL的K、D、E、P的含义：K=Classic经典系列；D=Design设计体系；E=Effect实效系列；P=Plastic塑料色卡。


图 劳尔D9色卡


（3）NCS色卡：


NCS色卡来自瑞典，主要色卡有NCS index低光泽（1095色）；NCS index glossy高光泽（1095色）；NCS Album色谱集（1095色）；NCS Atlas色谱集（1095色）；NCS BLOCK分区色卡集（1095色）；NCS box 色谱盒（1095色）；明度尺；光泽度尺。


图 NCS高光色卡一套


下一期，我们详细介绍《CMF 色彩设计与色彩情感》，文章将在我们平台公众号发布，还未关注的点击下方关注吧~~会每日自动推送


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