第一代汽车特效涂料使用铝片来提供行业所说的“暗沉和浅沉”效果。当这样的样品倾斜时，其外观会发生变化。只有一个观察角度的仪器无法捕捉所有的效果。

对于非彩色效果(主要是铝片)，你需要为每个区域设置一个角度来评估颜色(即明度)在观察角度之间的变化(图1)。脸通常是你看到的垂直于样本表面的主要颜色信息，这是你看到你的脸反射的角度，因此它被称为“脸”。所以，这个角度通常是45°和45°或者45°和45°。闪光是接近镜面的三个角度中的任何一个:45as25°，45as15或45°as-15°(不需要Al-Flakes)。触发器是“从灯的方向”的两个角度中的任何一个:45as75°或45as110°。

第二代效果漆引入了珠光颜料或“彩色floppers”的更多复杂性。这是一种纳米涂层颜料，能将光分解成闪闪发光的效果。其中最常见的是Xirallic^®来自默克公司，在氧化铝薄片上涂上一层非常薄的薄膜，例如二氧化钛，产生额外的闪闪发光的效果。

这就需要基于多个照明方向来测量更多的颜色角度。此外，汽车制造商要求有能力量化这种颜料的闪闪发光效果。

我们可以看到和测量的特效纹理的两个主要属性是闪光和粗糙。闪光是在阳光等直接照射下看到的效果。它表现为反射直接光源光线的小亮点。粗糙是在漫反射照明下看到的，如多云的天空。它表现为一种黑白变化的不规则图案。

效果涂料的视觉印象取决于照度和观察的角度、照度和观察孔径。

仔细观察，在直接或漫射照明下，片状反射变得更加明显，改变了颜色的外观。在近距离观察中获得精确着色的最好方法是考虑到赋予颜色其特性的闪光和粗糙。有了测量纹理的能力，颜色专家可以在从任何距离观看时获得预期的颜色，特别是在近距离观看时(图2)。

外观测量仪器

提出了两种不同且正交的纹理特征，用于评估需要充足照明和观看条件的棱角表观表面涂层的视觉纹理:颗粒度/粗糙度和闪光/闪烁印象。目前，市场上有两种先进的外观测量仪器，能够在各种方向和准扩散测量几何图形上确定效果色度的辐射和纹理信息。

这两种仪器类型都能提供六种方向测量几何图形的光谱信息，技术标准(ASTM E-2194-03, ASTM E-2539-08, DIN6175-P2)已经推荐使用。根据亥姆霍兹的互易原理，这些几何图形可以以直接或反向的配置来实现，它们是等价的。这两种配置的区别是照明和观看方向的反转。在第1类仪器中，已经实现了直接光学结构，而在第2类仪器中则优先采用反向测量几何图形的概念。图3中显示的反向几何图形在几何代码符号中由前缀' r '表示(参见表1)。几何代码xxasyy中的第一个角xx表示光源的角度位置;第二个角度yy指定了定向照明的镜面反射方向与探测器通道的角度之间的视象角。

可以使用多种角度，如:(i)近镜面角，即距离光源的镜面反射方向约15°至25°的角度;(ii)中镜面角，即距离镜面反射方向约45°的角度;(iii)远镜面角(也称为倒角)，即距离镜面反射方向约75°至110°的角度。因此，所有的视角都是从光源的镜面反射方向测量的，而照度角则是参考涂层表面的法线方向(图3，表1)。

在这两种外观测量仪器中实现的所有测量几何图形如图3和表1所示。除了上述六种光谱测量几何图形外，仪器1还配备了三个进一步的定向测量通道，用于评估纹理属性，而仪器2则提供了六种进一步的颜色和纹理共享几何图形。通过使用光路中的分束器将入射辐射分别偏转到光栅光谱仪和RGB相机，光谱和纹理拾取之间共享15°探测器通道。

此外，这两种仪器类型都配备了准扩散测量几何结构，用于纹理表征，照明孔径足够宽，可以模拟阴天观测条件，并确保视觉和仪器评估之间的良好相关性。除了纹理评估的不同概念，两种仪器的主要区别是分别使用黑白CCD相机(类型1)和彩色RGB相机(类型2)。

闪闪发光的测量

在棱形表面涂料中，片状效果颜料(薄片)产生惊人的闪光效果。这些效应颜料具有典型的5 ~ 40 μ m的横向延伸，充当小镜子，当表面涂层被定向光照亮时变得可见。视觉效果是一种模式的明亮的光点显示出高度对比的背景信号的车辆。

闪光模式的最佳评估条件意味着足够高的亮度水平，以便适应的眼睛假定瞳孔直径通常小于4毫米。典型和代表性的观测距离是250至500毫米。同样，观测和照明的光圈角也是重要的参数。它们决定了视觉上可以感知到的光点的对比度、数量、密度和色度。

在2型仪器(图3)中，实现了图像数据处理工作流的概念，非常类似于所建立的光谱颜色测量的校准结构。一般工作流程如图4所示。

仪器中的原始数据采集通常是设备特定的。这个硬件部分通常是仪器制造商专有的。校准算法将原始数据转换为标准化输出格式，该格式具有与设备无关的定义和定义参考条件的编码。这个概念是通用数据交换和不同测量技术的支持和兼容性的基础。它也与重要技术组件如图像传感器或LED光源的寿命问题有关。

辐射测量通道的标定输出是反射率因子谱，是根据比色法(ISO11664)标准通过一定的光谱分辨率、波长范围、光谱采样间隔和光带宽来定义的。

与用于纹理测量的反射光谱等效的是一个校正图像，它包含特定照明检测通道样品的所有物理纹理信息(图5和图6)。2型仪器的制造商定义了编码图像数据的参考条件，涉及到PSF的光带宽、空间分辨率和针对完美白色扩散器的校准。

校准后的图像是仪器FW与应用软件之间的最低接口级。使用适当的图像处理算法，可以从校正后的图像中推导出与视觉感知良好相关的纹理尺度参数。在图4中，该步骤与光谱工作流程中已建立的“比色法”相关，称为“纹理法”。

量化的纹理

在闪光现象的情况下，不同的组合特征可以视觉评估，以调查他们在构建工具纹理尺度的有用性。这些特征包括基于物理和生理的参数(表2)。

在一个QC环境中，它被证明是很难的观察者区分火花面积和火花强度。在不同的实验环境中，所有被试者都在评估闪光效果，即闪光等级。

在多种颜色簇上进行的秩序实验表明，视觉和仪器纹理尺度之间的相关性最高的是闪光等级参数，其次是闪光强度参数，相关性稍低，而闪光密度与视觉感知几乎不相关。后一观察结果也适用于火花面积参数和背景粗糙度。角度和准扩散测量几何图形的总体粗度参数与视觉感知良好相关。

更重要的是，Xirallics和云母颜料显示彩色闪烁，而铝颜料有白色闪烁。在黑白度量的评价下，彩色闪光与背景颜色融合，测量结果与视觉感知不相关。对所有三种颜色通道进行评估(如图3所示，仪器型号2)，在评估对数中考虑了火花的颜色。然后发现视觉知觉与生理心理学实验相关。

在QC应用(试验标准比较)中，在搜索数据库的汽车翻新和自动涂料开发(以匹配外观)中，需要量化定向和漫射照明下的纹理。最简单的术语是:

• 闪光等级捕捉定向照明(晴天)下的效果。
• 粗糙捕捉了漫反射照明(阴天)下的效果(图7)。

何时使用闪光和粗度测量

成品通常由多个喷漆部件组成，需要在视觉上让人接受。所述组件可能来自多个地点，并由不同的基板类型(塑料、金属等)组成。这反过来又会导致使用不同的涂料技术(粉末，喷雾，线圈等)。

在进行不同涂料技术和颜料类型之间的比较时，重要的是要有一个完整的测量表征，考虑到多角度光谱颜色和光泽和粗糙的纹理属性。多角度分光光度计，如X-Rite MA-T范围，最适合这种类型的应用。

MA-T6和MA-T12均遵循图3中2型仪器的设计结构。他们使用RGB相机，而不是仪器类型1的简单的黑白相机，来生成HDR图像。

MA-T6具有六个角度的测量和单一光源的照明。

MA-T12具有12个角度的测量和一个额外的光源(图8)。这提高了测量变色颜料的性能，因为它们会出现在多个视点或照明条件下。两者都能捕捉到闪耀和粗糙。通常情况下，MA-T12将被用于涂料开发人员和实验室运营商，他们希望开发汽车、塑料和金属颜色的配方，并建立健全的标准，用于整个供应链。

在生产过程中，一旦涂料配方得到批准，颜料和工艺固定，由于片状类型或大小的变化而引起的变化程度就会大大降低。

然而，喷涂应用和其他环境变量可能导致较大的颜色差异，通常是由于油漆层中的片状定向。这些制造变量可以通过使用更简单的多角度设备来控制，如X-Rite MA-5 QC(图9)。这种多角度设备非常适合生产环境，因为它紧凑、容易使用和快速。屏幕上的样品温度预览等功能有助于减少热致变色涂料颜色的问题。

欲了解更多信息，请发送邮件至info@xrite.com。