«Компьютер» в буквальном переводе означает «вычислитель». Например, деревянные счеты – это тоже компьютер в некотором смысле. То что, в широких массах называется «компьютерной колеровкой красок» или «компьютерным расчетом рецептур», имеет примерно такое же отношение к компьютерным вычислениям, как и деревянные счеты. Единственное принципиальное отличие такой «компьютерной колеровки» от обычной заключается в том, что готовые рецептуры хранятся не в засаленном рукописном гроссбухе, а в компьютере. Конечно, это облегчает поиск нужной окраски и повышает удобство хранения готовой информации. Так же, например, многим удобнее читать книгу в электронном формате. Однако к содержанию книги, ее электронная форма ничего не добавляет. То, что обычно называют «компьютерной системой колеровки», «программой колеровки» и т.п. – это электронная форма хранения готовых рецептур для ограниченного набора окрасок (веера) на конкретном наборе колеруемых основ и колорантов. Такие системы не генерирует новых рецептур, а только выдают рецептуры уже имеющиеся в памяти компьютера.
Совокупность набора колеровочных паст, набора баз, цветового веера и цветовых рецептур для данного веера образует так называемую «колеровочную систему». Если рецептуры занести в компьютер и сделать какой-нибудь простенький интерфейс для поиска нужной рецептуры по каталожному номеру окраски в прилагаемом веере, и арифметического пересчета рецептуры на нужное количество краски, то получается «компьютерная система колеровки». Для пущей автоматизации к компьютеру можно подключить еще и диспенсор. В действительности же, расчеты цветовых рецептур выполняются самими разработчиками таких «колеровочных систем» в заводских лабораториях, а не в точках розничной колеровки и продажи. Собственно в выполнении этих расчетов и заключается создание колеровочной системы.
Обычно, при колеровке ЛКМ стоит задача цветовой подгонки колеруемого материала под некоторый цветовой эталон. Понятно, что самая полная информация о внешнем виде эталона представлена самим эталоном во плоти. Другие способы задания эталона, образуют следующую последовательность с убыванием цветовой информации об эталоне и, соответственно, возможностью точного воспроизведения внешнего вида эталона:
Спектральная кривая отражения конкретного эталона измеренная на конкретном спектрофотометре;
Спектральная кривая эталона, измеренная неизвестно как, чем и кем;
Цветовые координаты эталона без спектральной кривой;
Каталожный номер эталона по какому-нибудь вееру окрасок.
При этом запрашиваемая и исполняемая точность цветовой подгонки может колебаться в очень широких пределах: от «похожести» до полной визуальной неразличимости для любого человека в любых условиях освещения. Если не используется объективный (физический) метод оценки окраски, то возможна только субъективная оценка цветовосприятий, возникающих при наблюдении пары образец/эталон. Результат визуальных цветовых оценок обычно выражается во фразах типа: «что за……!», «потянет с пивом», «ок» и т.п.. Когда коммерческая ситуация требует более объективных, воспроизводимых и количественных цветовых оценок, то приходится прибегать к спектрофотометрам или колориметрам. Разница между этими двумя приборами в том, что первый измеряет спектр, а второй – только цветовые координаты.
Цветовые координаты кодируют спектральную информацию образца с существенными потерями. Если для количественной оценки цветовых различий в паре эталон – образец иногда можно обойтись и простым колориметром, то для цветового расчета рецептуры наличие спектра эталона совершенно обязательно.
Для таких расчетов используется программное обеспечение, которое строится на базе той или иной физматмодели взаимодействия излучения с веществом. В практике расчета цветовых рецептур широкое применение нашли две модели: «двух-потоковая модель» переноса излучения (уравнение Кубелки- Мунка) и «многопотоковая модель» (решение общего уравнения переноса излучения методом дискретных ординат). Двух потоковая модель исторически первая и удовлетворительно работает для оптически непрозрачных слоев. Более сложная многопотоковая модель является универсальной, т.е. пригодна для расчета окраски слоев различной оптической толщины: непрозрачных, полупрозрачных и прозрачных.
Для расчета компонентного состава, обеспечивающего получение нужного спектра (окраски) образца, во всех типах программ используются полуэмпирические оптические константы компонентов - удельные коэффициенты рассеивания и поглощения. Для нахождения этих констант выполняется предварительная лабораторная работа по «калибровке» компонентов колеровочной системы. Эта работа выполняется с помощью спектрофотометра и специального программного блока из состава полного программного пакета по расчету цветовых рецептур. Результатом этой предварительной работы является, так называемая «калибровочная база данных» в виде отдельного калибровочного файла, в котором хранятся найденные оптические константы компонентов.
Итак, для выполнения настоящего расчета цветовой рецептуры ЛКМ под эталон необходимо иметь:
-
Спектр отражения эталона в видимой области;
-
Физматмодель для расчета;
-
Калибровочный файл с оптическим константами компонентов, используемых в рецептуре.
Различие между настоящим расчетом цветовых рецептур и «компьютерной колеровкой» иллюстрируется на прилагаемой блок схеме. Компоненты «компьютерной колеровки» соединены красной пунктирной линией. То, что входит в полноценную систему расчета рецептур окрашивания обведено двойной сплошной линией.
Сравнение возможностей полноценной системы расчета рецептур окрашивания и того, что в народе называется «компьютерным расчетом рецептур» суммируется в таблице:
Как видно из таблицы возможности двух систем различаются принципиально. Понятно, что поставщики колеровочных систем не могут обойтись без полноценного комплекса расчета цветовых рецептур. Но в чем потенциальные выгоды от использования полной системы для компаний, которые не поставляют колеровочных систем, а используют их для колеровки своих баз? Предположим, что Вашим клиентам достаточно количества окрасок, представленных в имеющихся веерах готовых колеровочных систем. Предположим, что имеются готовые рецептуры на все колеруемые основы, интересующие Ваших клиентов. Предположим, так же, что и точность цветовой подгонки, получаемая в готовых системах, устраивает Ваших клиентов. Чего не хватает? Самой малости – возможности оптимизировать рецептуры по себестоимости. При прочих равных экономия на стоимости колорантов может получиться двоякая. Во-первых, разовая экономия при замене используемого набора колорантов на оптимальный по соотношению цена/качество. Во-вторых, даже в пределах одной и той же группы колорантов возможно существенное снижение себестоимости за счет выбора для конкретного эталона и конкретной коммерческой ситуации рецептуры, оптимальной по соотношению цена/качество. Для оценки возможной экономии по первому варианту были выполнены расчеты рецептур для группы эталонов на одной и той же белой базе, но разными наборами колеровочных паст двух марок занимающих на Российском рынке заметную долю. В качестве колеруемой базы использовалась одна и та же белая вододисперсионная краска. Расчеты выполнялись с одинаковыми настройками параметров расчета. Выбор «лучшей» рецептуры из всех возможных выполнялся автоматически, самой программой, на основе комплексного критерия, учитывающего точность цветовой подгонки при основном освещении, величину метамеризма, заданную укрывистость и цену рецептуры. Одинаковая колеруемая база и одинаковые параметры расчета гарантировали сопоставимость цены рецептур для одного и того же эталона, получаемых на разных наборах колеровочных паст. Группа выбранных эталонов представляла собой образцы всех цветовых тонов из системы NSC c координатами S1030. Эти образцы образуют на плоскости цветности пространства CIELab почти ровную окружность.
По данному набору эталонов средняя стоимость колорантов на 1 кг готовой краски для «недорого» набора колорантов составила - 10, 64 руб, а для «дорого» - 25,37 руб. Т.е. при переходе с одного на набора колорантов на другой экономия при производстве одной тонны краски могла бы составить почти 15 000 рублей. Можно возразить, что полученная цифра показывает «среднюю температуру по больнице». Но из двух больниц лучше та, где средняя температура по больнице ниже. А если из двух больниц отобрать всех здоровых пациентов, то получится уже не больница, а дом отдыха. Посмотрим теперь, сколько можно сэкономить по второму варианту, т.е. отбирая наиболее дешевые рецептуры для каждого эталона в пределах одного и того же набора паст. Теперь были выбраны в качестве эталонов окраски всех цветовых тонов из системы NSC c координатами S2030 . Получилось сорок эталонов. Эти окраски образуют на плоскости цветности пространства CIELab почти ровную окружность.
Для расчета использовался набор из тринадцати колеровочных паст, включая черную и белую пасты. Общим условием отбора рассчитанных рецептур было отклонение от эталона не более 0,5 DE. Далее из этих рецептур для каждого эталона отбирались две рецептуры: самая дорогая и самая недорогая. Стоимость рецептур в обеих группах была усреднена по всем сорока эталонам. В результате средняя стоимость колеровочных паст для недорогих рецептур оказалась на 38% меньше, чем дорогих. Таким образом, можно утверждать, что использование полноценной программы расчета рецептур позволяет снизить затраты на пигментные пасты минимум на треть даже не меняя используемого набора колеровочных паст. Напрашивается вопрос: если выгода налицо, то почему системы полноценного расчета цветовых рецептур используются не повсеместно? Очевидно, потому что их приобретение и эксплуатация тоже не бесплатные. Хорошая программа расчета на многопотоковой математике, с полным набором функций стоит минимум 12 000 евро. К этому надо добавить спектрофотометр, т.е. еще минимум 5 000 Евро. А еще надо найти специалиста, который сможет подготовить качественные калибровочные базы и заставить все это работать. В общем, получается достаточно высокий финансовый барьер на пути к использованию таких систем. Для относительно небольших предприятий выходом может стать современная бизнес модель, которая опирается на использование Интернета – SaaS (Software as a Service). Это современный мировой тренд. Суть заключается в том, что пользователь покупает не программу, а на тех или иных условиях приобретает доступ к программе и получает вместе с эти всё необходимое техническое сопровождение и обучение. При этом первоначальные инвестиции и последующие издержки снижаются до возможного минимума. Это бизнес-решение иллюстрируется схемой.
В России такое решение предлагается компанией ISC. www.ics-color.com