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为什么金属漆换个角度颜色就变了?聊聊“随角异色”与多角度测色

在汽车漆、珠光塑料、金属效果涂层等产品的颜色检测中,经常会遇到一个现象:

正面看颜色差不多,换一个角度之后,颜色差异却明显了。

尤其是含有金属片、珠光颜料等效果颜料的材料,它们呈现出来的视觉效果不仅与“颜色是多少”有关,还会随着观察角度和光照角度发生变化。

这其实与一种常见的光学现象——随角异色有关。

一、颜色为什么会随着角度变化?

普通的纯色材料,光照到表面后会产生反射和散射,我们看到的颜色相对稳定。

但金属漆、珠光漆等特效材料有所不同。

以汽车金属漆为例,其涂层中通常含有铝片、珠光颜料等效果颜料。这些微小颗粒会对入射光产生具有方向性的反射。

因此,当光源方向、样品表面和观察方向之间的几何关系发生变化时,进入人眼的光也会发生变化。

最终表现出来的就是:

同一个样品,从不同角度观察,明度、彩度甚至色相都可能不同。

这种颜色随观察角度发生变化的现象,通常称为随角异色(Color Flop)

二、为什么普通色差仪不一定能把这种差异测出来?

传统颜色测量通常采用固定的照明和观察几何条件。

例如我们经常看到的d/8、45/0等光学结构,本质上都是规定一种测量条件,再获得对应的光谱或颜色数据。

对于普通塑料、印刷品、纺织品等材料,这种方式已经能够解决很多颜色质量控制问题。

但特效材料存在一个特殊情况:

它的颜色本身就在随着角度变化。

假设两块汽车漆板在某一个角度下测得的Lab非常接近,并不意味着它们换一个观察角度之后仍然接近。

所以,在汽车漆、珠光塑料、金属效果涂层等材料的评价中,只测一个角度,有时难以充分反映人眼实际观察到的差异。

这时候就需要引入——多角度测色。

三、多角度测色,到底“多”在哪里?

理解起来其实并不复杂。

可以把普通测色理解成:

站在一个固定的位置看样品。

而多角度测色则相当于:

从多个规定好的方向观察同一个样品。

仪器通过不同的照明角度和接收角度,分别采集样品在不同几何条件下的光谱信息,再计算对应的颜色数据。

这样得到的不再只是一个颜色值,而是一组与角度相关的数据。

把这些数据放在一起,就能观察一个很重要的问题:

随着观察角度改变,这个材料的颜色到底是怎么变化的?

、为什么汽车行业特别关注多角度颜色?

汽车是多角度颜色测量比较典型的应用场景。

一辆汽车包含车身钣金件、保险杠、后视镜外壳以及其他装饰件,这些零部件可能来自不同材料、不同供应商以及不同生产工艺。

比如车身可能是喷涂后的金属件,而保险杠通常采用塑料基材。

即使两者使用相同或相近的颜色配方,由于基材、涂层厚度、喷涂工艺、效果颜料排列状态存在差异,最终呈现出来的视觉效果也可能不同。

于是就会出现一种情况:

正面看,两块材料颜色比较接近;

换到侧面看,保险杠和车身却出现了比较明显的深浅差异。

因此,对于这类材料的颜色管理,关注的已经不只是“这个点的色差是多少”,还需要进一步观察不同角度下的颜色变化趋势是否一致。

、多角度测色仪是怎么完成这些测量的?

目前,多角度分光测色仪通常会设置多个规定的照明和接收角度,通过测量获取不同角度下的光谱数据。

以彩谱科技MC12多角度便携式分光测色仪为例,其采用12个测量角度,由7个光源和2个接收器组成测量系统,测量波长范围为400~700nm

除了不同角度下的颜色数据之外,还可以对闪烁度、彩闪度、颗粒度等特效材料相关参数进行测量。

这些数据的意义,并不是代替人的视觉判断。

更重要的是把原来诸如:

“侧面好像深了一点”
“这块漆看起来更闪”
“这两块颜色差不多,但质感不太一样”

这样的主观描述,进一步转化成可以记录、比较和分析的数据

l 测量界面与数据解读

图中显示的是样品在不同测量角度下的 L、a、b数据。可以看到,同一个样品随着测量角度变化,三个颜色坐标也随之发生变化。比如图中不同角度的L数值存在明显差异,说明样品在不同观察几何条件下呈现出的明度不同;a、b的变化,则反映了红-绿、黄-蓝方向上的颜色变化。

这正是多角度测色与普通单角度测色的重要区别:它关注的不只是“这个样品是什么颜色”,还关注“这个颜色随着角度如何变化”。

图中进一步给出了特效材料的外观评价数据。其中Sg(Sparkle Grade用于表征闪烁相关特征,CV(Coefficient of Variation)反映彩闪度的变化特征,Co(Coarseness)用于表征颗粒感。对于金属漆、珠光漆等材料,这些参数可以辅助描述仅靠Lab不容易完整表达的闪烁、颗粒等视觉效果。

因此,多角度测色得到的并不是一个孤立的色差值,而是从角度颜色变化+特效外观特征两个方面,对材料的视觉表现进行量化描述。

总结

颜色并不是一个脱离观察条件而存在的简单数值。

尤其对于金属漆、珠光漆以及其他含有效果颜料的材料来说,我们看到什么颜色,与光从哪里来、从哪里观察、材料如何反射光线都有关系。

这也是为什么有些样品在实验室里测出来“色差不大”,拿到实际环境中观察,却还是能感觉到差别。

从单角度颜色测量,到多角度颜色测量,本质上是在增加一个重要维度——角度

理解了这一点,再去看汽车漆为什么会“变色”、为什么需要测多个角度,也就容易理解了。

 

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