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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden und zur Erstellung eines Zielfarbtons (Z) umfassend wenigstens die Schritte (1), (2), (3) und (4), nämlich eine Bestimmung wenigstens einer Farbtonlücke im L*a*b*-Farbraum und ein Erstellen einer Reflexionskurve (R1) des der Farbtonlücke zugrundliegenden Farbtons (F) als Schritt (1), eine Bestimmung des Farbabstands des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke zu wenigstens einem Farbton (E) wenigstens einer an diese Farbtonlücke angrenzenden existierenden Farbe im L*a*b*-Farbraum als Schritt (2), ein Prüfen des gemäß Schritt (2) ermittelten Farbabstands und gegebenenfalls ein Anpassen des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke als Schritt (3) und ein Erstellen des Farbtons (Z) der Zielfarbe im L*a*b*-Farbraum als Schritt (4).
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Bei der Entwicklung neuer Farben bzw. Farbtöne und Farbrezepturen insbesondere zur Lackierung von Automobilen ist es in der Automobilbranche üblich, dass die Automobilindustrie die Lackindustrie, die die zur Lackierung von Automobilen bzw. Teilen davon wie Karosserien eingesetzten Lackierungen zur Verfügung stellt, ständig und fortwährend beauftragt, insbesondere aufgrund von Kundenwünschen und/oder neuer „Farbtrends” solche neuen, unbekannten Farben bzw. Farbtöne und entsprechende Rezepturen – beispielsweise aufgrund von Kundenwünschen – in einem bestimmten vorgegebenen Farbtonbereich zu entwickeln.
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Üblicherweise erfolgt eine solche Entwicklung in der Praxis ausgehend von mehreren existierenden Farben experimentell, d. h. durch Zusammenmischen mehrerer bestimmter existierender Farben, um einen bestimmten Farbton zu erhalten, der den Kundenwünschen entspricht.
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Nachteilig an diesem Vorgehen ist jedoch, dass dadurch in der Regel jedes Mal bestimmte Mindestmengen an Farben zusammengemischt werden müssen, um eine visuelle Beurteilung zu ermöglichen, die im Anschluss verworfen werden. Zudem führt nicht jedes Zusammenmischen direkt zu dem gewünschten Farbton. Insbesondere treten häufig „fehlerhafte” Mischungen auf, beispielsweise durch Zumischen eines bestimmten Farbtons in einer zu hohen Menge, die dem gewünschten Farbton nicht entsprechen. Auch diese Mischungen werden dann verworfen, was insgesamt aufgrund eines vergleichsweise hohen Materialaufwands sowie eines entsprechend hohen Zeitaufwands aus ökonomischer Sicht nachteilig ist. Zudem muss oftmals eine Lackierung geeigneter Substrate mit einer so erhaltenen Mischung, die zudem weitere Bestandteile wie Bindemittel einschließlich polymerer Harze und Vernetzer sowie Additive enthalten muss, durchgeführt werden, um eine abschließende visuelle Beurteilung vornehmen zu können, was ebenfalls einen vergleichsweise hohen Aufwand erfordert. Eine systematische Analyse und Bestimmung eines Zielfarbtons, insbesondere im Rahmen einer farbmetrischen Festlegung unbekannter neuer Farben bzw. Farbtöne existiert bis jetzt nicht.
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Aus der Druckschrift
DE 38 87 350 T2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Satzes von Farbproben zusammen mit deren Charakteristiken bekannt.
DE 898 087 B offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Farbharmonien und zur Bestimmung von Farbtönen. In der Druckschrift
US 2006/0248081 A1 werden ein Verfahren und ein System zum Selektieren und Auffinden von Farben offenbart. Schließlich ist aus der Druckschrift
US 2002/0184171 A1 ein System zum Ordnen einer Vielzahl von Farbproben in Farbgruppen bekannt.
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Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren, welches es ermöglicht, ausgehend von wenigstens einer existierenden Farbe neue Zielfarben bzw. entsprechende Farbrezepturen in einem bestimmten Farbtonbereich zu entwickeln, ohne dabei auf ein vergleichsweise aus ökonomischer Sicht aufwendiges experimentelles Zusammenmischen existierender Farben, insbesondere im Stile eines „Try-and-Error”-Ansatzes, zurückgreifen zu müssen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das mittels farbmetrischer Methoden zu einer systemischen Analyse und Bestimmung eines bestimmten und gewünschten Zielfarbtons innerhalb eines vorgegebenen Farbtonbereichs geeignet ist. Insbesondere sollte ein solches Verfahren die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweisen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentansprüchen beanspruchten Gegenstände und den jeweiligen in der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen dieser Gegenstände.
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Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Auffinden und zur Erstellung von Zielfarben umfassend wenigstens die Schritte (1), (2), (3) und (4) in der nachstehend angegebenen Reihenfolge, nämlich
- (1) eine Bestimmung wenigstens einer Farbtonlücke im L*a*b*-Farbraum und Erstellen einer Reflexionskurve (R1) des der Farbtonlücke zugrundliegenden Farbtons (F),
- (2) eine Bestimmung des Farbabstands des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke zu wenigstens einem Farbton (E) wenigstens einer an diese Farbtonlücke angrenzenden existierenden Farbe im L*a*b*-Farbraum,
- (3) ein Prüfen des gemäß Schritt (2) ermittelten Farbabstands und gegebenenfalls ein Anpassen des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke, und
- (4) ein Erstellen des Farbtons (Z) der Zielfarbe im L*a*b*-Farbraum,
dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (4) des Verfahrens mittels einer Farbrezeptier-Software unter Berücksichtigung der Berechnung einer möglichen Farbrezeptur enthaltend den Farbton (Z) erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit das Generieren eines Zielfarbtons ausgehend von einem existierenden Farbton bzw. einer existierenden Farbtonlücke. Es wurde überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren somit eine gezielte Entwicklung neuer Farben bzw. Farbrezepturen ermöglicht. Diese werden dabei innerhalb eines vorzugsweise vorgegebenen Farbbereichs entwickelt, der durch die Bestimmung einschließlich einer Visualisierung von Farbtonlücken in diesem Bereich im L*a*b*-Farbraum vorgegeben wird. Es wurde zudem überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine farbmetrische Festlegung bzw. Bestimmung neuer Farben bzw. Farbtöne, d. h. Zielfarben bzw. Zielfarbtöne, ermöglicht, so dass auf ein experimentelles Auffinden solcher neuen Farbe, das wie vorstehend beschrieben eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt, verzichtet werden kann.
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Es wurde zudem überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, bisher unbekannte und inexistente Farben bereitzustellen.
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Der Begriff „umfassend” im Sinne der vorliegenden Erfindung, beispielsweise in Zusammenhang mit den Schritten wie den Schritten (1), (2), (3) und (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens, hat in einer bevorzugten Ausführungsform die Bedeutung „bestehend aus”. Dabei können – hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens – in dieser bevorzugten Ausführungsform neben den Schritten (1), (2), (3) und (4) eine oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optionalen Schritte innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden. Alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens einschließlich der optionalen Schritte können jeweils in einer ihrer nachstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.
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Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren ein automatisiertes Verfahren. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer geeigneten Software durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise zur Entwicklung neuer Zielfarben bzw. Zielfarbtöne zum Einsatz in Lacken bzw. Druckfarben eingesetzt werden.
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Schritt (1)
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Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft eine Bestimmung wenigstens einer Farbtonlücke im L*a*b*-Farbraum und ein Erstellen einer Reflexionskurve (R1) des der Farbtonlücke zugrundliegenden Farbtons (F).
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Vorzugsweise ist die Bestimmung der Farbtonlücke im L*a*b*-Farbraum gemäß Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Berechnung, die mittels einer auf wenigstens eine Farbtondatenbank zugreifenden Software erfolgt.
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Die Farbtondatenbank enthält dabei vorzugsweise alle Vorlagen bzw. Daten betreffend existierende Farben bzw. Farbtöne in einem beispielsweise seitens des Kunden vorgegebenen Farbbereich, welche beispielsweise durch vorherige Farbmessungen und/oder farbmetrische Analysen generiert worden sind.
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Vorzugsweise wird die wenigstens eine Farbtonlücke gemäß Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens visualisiert. Die Farbtonlücke liegt dabei vorzugsweise zwischen wenigstens zwei existierenden Farben bzw. Farbtönen im L*a*b*-Farbraum vor.
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Zur Vereinfachung in der Visualisierung der in der Ebene a*–b* existierenden Farbtonlücken kann der L*a*b*-Farbraum in Scheiben mit konstanter Helligkeit L* geschnitten werden, beispielsweise bei konstanter Helligkeit L* bei einem Wert von L* zwischen 0 und 100 oder bei einem Wert von L* im Bereich von 5 bis 95.
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Der L*a*b*-Farbraum bzw. das L*a*b*-Farbmodell (d. h. das CIELAB-Farbmodell) ist dem Fachmann bekannt. Das L*a*b*-Farbmodell ist in der DIN EN ISO 11664-4 (Datum: Juni 2012) genormt. Jede wahrnehmbare Farbe im L*a*b*-Farbraum wird durch einen bestimmten Farbort mit den Koordinaten {L*, a*, b*} in einem dreidimensionalen Koordinatensystem beschrieben. Die a*-Achse beschreibt den Grün- oder Rotanteil einer Farbe, wobei negative Werte für Grün und positive Werte für Rot stehen. Die b*-Achse beschreibt den Blau- oder Gelbanteil einer Farbe, wobei negative Werte für Blau und positive Werte für Gelb stehen. Die L*-Achse steht auf dieser Ebene senkrecht und gibt die Helligkeit wieder. Die L*-Achse besitzt die Endpunkte Schwarz (L = 0) und Weiß (L = 100). Ist der CIELAB-Farbraum in Zylinderkoordinaten L* (Helligkeit), C* (Buntheit) und h* (Bunttonwinkel) dargestellt, wird dieses Farbraumsystem als CIELCh-Farbraum bezeichnet.
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Der Begriff „Farbtonlücke” ist dem Fachmann ebenfalls bekannt. Der Begriff „Farbtonlücke” bezieht sich vorzugsweise auf einen theoretisch möglichen Farbton, der an einer Position im L*a*b*-Farbraum zu finden ist, an der (bislang) kein anderer Farbton war. Dieser neue entstehende Farbton wird dann vorzugsweise als „neu” bzw. „bis jetzt nicht gesehen” wahrgenommen werden.
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Ein Fachmann ist mit dem Begriff einer Reflexionskurve (R-Kurve) vertraut. Diese Kurve stellt vorzugsweise eine Art farblichen ”Fingerabdruck” des gemessenen oder bestimmten Farbtons dar. Dabei handelt es sich vorzugsweise um die Darstellung aller gemessenen Werte, die nach der selektiven Lichtabsorption in einer Farbschicht aus der Oberfläche eines Lackes zurück emittiert werden.
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Vorzugsweise wird in Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Reflexionskurve (R1) des der Farbtonlücke zugrundliegenden Farbtons (F) durch Bildung des arithmetischen Mittels von Reflektionskurven (R2) derjenigen Farbtöne erstellt, die zwischen wenigstens zwei die Farbtonlücke begrenzenden Punkten liegen. Vorzugsweise werden dabei zur Erstellung der Reflexionskurven (R2) jeweils mehrere unterschiedliche Paare an jeweils zwei die Farbtonlücke begrenzenden Punkten zugrunde gelegt.
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Schritt (2)
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Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine Bestimmung des Farbabstands des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke zu wenigstens einem Farbton (E) wenigstens einer an diese Farbtonlücke angrenzenden existierenden Farbe im L*a*b*-Farbraum vor.
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Der Abstand zwischen zwei Farben im L*a*b*-Farbraum, d. h. der Farbabstand des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Farbtonlücke zu wenigstens einem Farbton (E), vorzugsweise zu allen Farbtönen (E), von an diese Farbtonlücke angrenzenden existierenden Farben im L*a*b*-Farbraum wird in Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt.
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Der Farbton (E) bzw. die Farbtöne (E) sind jeweils vorzugsweise in einer Farbtondatenbank enthalten, auf die während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere während der Durchführung der Schritte (1) und/oder (2) zugegriffen werden kann.
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Vorzugsweise basiert der gemäß Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Farbabstand auf einem Farbabstand (dE*), der sich nach der nachstehenden Formel (I) ermitteln lässt: dE* = √dL*² + da*² + db*² (I), worin dE* für den Farbabstand, dL* für den Helligkeitsunterschied, da* für den Unterschied im Grün-/Rot-Anteil und db* für den Unterschied im Blau-/Gelb-Anteil steht (euklidische Distanz).
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Um die Korrelation der visuellen Perzeption der Farbdifferenzen mit solchen gemessenen Farbabständen (dE*) zu optimieren, werden vorzugsweise Gewichtungsfaktoren je nach Positionierung im Farbraum und Anwendung zu der Gleichung gemäß Formel (I) eingefügt. Dabei werden vorzugsweise die Werte dL*, da* und db* einer Korrektur, d. h. einer Gewichtung, unterworfen, so dass sich auch ein entsprechend korrigierter, gewichteter Wert für dE* ergibt. Ein Beispiel solcher Gewichtungsfaktoren wird in der DIN 6175 (Datum: Juli 2009) beschrieben. Entsprechende Formeln zur Berechnung solcher Gewichtungsfaktoren sind ebenfalls in der DIN 6175 (Datum: Juli 2009) beschrieben. Solche Gewichtungsfaktoren können für jede Messgeometrie und jeden Farbton berechnet werden. Vorzugsweise werden die in der DIN 6175 (Datum: Juli 2009) genannten Gewichtungsfaktoren vorliegend eingesetzt. Der dann erhaltene gewichtete Farbabstand (dE) kann dann gemäß der nachstehenden Formel (II) ermittelt werden
<dE> = √<dL>² + <da>² + <db>² (II), worin <dE> für den gewichteten Farbabstand, <dL> für den gewichteten Helligkeitsunterschied, <da> für den gewichteten Unterschied im Grün-/Rot-Anteil und <db> für den gewichteten Unterschied im Blau-/Gelb-Anteil stehen. In der Gleichung gemäß Formel (II) stellt jetzt z. B. der gewichtete Helligkeitsunterschied <dL> den Quotienten aus dem Helligkeitsunterschied dL* und der wahrgenommenen Akzeptanz dieses Unterschieds dar. Das Vornehmen einer solchen Gewichtung hat den Vorteil, dass der gewichtete Farbabstand <dE> = 1 unabhängig vom Farbton und Anwendung gemäß DIN 6175 (Datum: Juli 2009) festgelegt ist.
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Im Falle von mehreren Messgeometrien wird der berechnete <dE> aus der Gleichung (II) vorzugsweise durch den arithmetischen Mittelwert aller Messgeometrien <dE>mittel ersetzt.
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Vorzugsweise werden die Farbabstände gemäß Schritt (2) mit einer geeigneten Software berechnet.
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Schritt (3)
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Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Prüfen des gemäß Schritt (2) ermittelten Farbabstands und gegebenenfalls ein Anpassen des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke wie beispielsweise eine Nach-Nuancierung des Farbtons (F) vor.
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Zunächst erfolgt innerhalb des Schrittes (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Prüfung, d. h. eine Überprüfung des gemäß Schritt (2) ermittelten Farbabstands.
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Dieser Farbabstand muss vorzugsweise wenigstens ein bestimmtes Kriterium erfüllen: der gemäß Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte Farbabstand (dE*), vorzugsweise der bestimmte Farbabstand <dE>, des Farbtons (F) zum Farbton (E) muss insbesondere im Hinblick auf die Perzeption der Farbdifferenzen menschlicher Augen vorzugsweise groß genug sein, d. h. ausreichend groß sein, d. h. es muss zwischen (F) und (E) ein ausreichend großer Farbabstand vorliegen.
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Unter dem Ausdruck „ausreichend groß” wird diesbezüglich erfindungsgemäß vorzugsweise verstanden, dass der ermittelte Farbabstand wie der Farbabstand (dE*), vorzugsweise der ermittelte Farbabstand <dE>, des Farbtons (F) zu dem wenigstens einen Farbton (E) > 6 ist.
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Wird nach der Prüfung gemäß Schritt (3) festgestellt, dass der Farbabstand nicht ausreichend groß ist, so erfolgt ein Anpassen des Farbtons (F) der gemäß Schritt (1) bestimmten Farbtonlücke. Bei dieser Anpassung wird vorzugsweise der Farbton (F) so modifiziert, dass der Farbabstand wie der Farbabstand (dE*), vorzugsweise der Farbabstand <dE>, des Farbtons (F) zu dem wenigstens einen Farbton (E) wenigstens einer an diese Farbtonlücke angrenzenden existierenden Farbe > 6 ist. Mit anderen Worten wird nach einer Prüfung gemäß Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Anpassung vorzugsweise dann vorgenommen, wenn der gemäß Schritt (2) bestimmte Farbabstand des Farbtons (F) zu dem wenigstens einen Farbton (E) ≤ 6 ist.
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Insbesondere ist der Farbabstand dE* bzw. der Farbabstand <dE> somit um den Faktor 6 größer als die wahrgenommene Farbdifferenz, d. h. <dE> berechnet sich gemäß Formel (II) zu einem Wert > 6.
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Schritt (4)
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Das Erstellen des Farbtons (Z) der Zielfarbe im L*a*b*-Farbraum gemäß Schritt (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt mittels einer Farbrezeptier-Software. Dabei wird der Farbton (Z) der Zielfarbe im L*a*b*-Farbraum gemäß Schritt (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Berücksichtigung der Berechnung einer möglichen Farbrezeptur enthaltend diesen Farbton (Z) zur Herstellung eines Automobillacks erstellt. Die Berechnung kann dabei für alle Arten von Lacken erfolgen, d. h. beispielsweise für Universal- und/oder Metallic-Lackierungen. Der Einsatz einer solchen Software ermöglicht, den Zusammenhang zwischen den optischen Farbeigenschaften (wie z. B. Lichtabsorption und Lichtstreuung) und den Reflexionswerten der bestehenden einzelnen Komponenten einer entsprechenden Farbrezeptur enthalten den Zielfarbton (Z) richtig charakterisieren zu können.
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Falls sich nach der Durchführung von Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens und nach einer Prüfung gemäß Schritt (3) herausstellt, dass eine optionale Anpassung innerhalb des Schritts (3) nicht erforderlich ist, so entspricht der gemäß Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Farbton (F) bereits dem Zielfarbton (Z) gemäß Schritt (4).
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In Schritt (4) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise die Reflexionskurve (R1) des Farbtons (F) von Schritt (1) (sofern die Prüfung gemäß Schritt (3) ergeben hat, dass eine Farbtonanpassung nicht erforderlich ist), welche dann bereits der Reflexionskurve des Zielfarbtons (Z) entspricht, oder eine gemäß Schritt (3) einer Farbtonanpassung unterworfene Reflexionskurve (R1) erstellt, vorzugsweise unter Berücksichtigung der Gegenwart von realen, in einem Automobillack einsetzbaren farbgebenden Komponenten.
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Das nachfolgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung, ist jedoch nicht einschränkend auszulegen.
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Beispiel:
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Aus den Farbtönen „Leaf Brown” und „Violett 3067” wird die Farbtonlücke „Arabian Nights” kreiert. Die 1 zeigt das Verfahren der Generierung der Reflexionskurve R1 des der Farbtonlücke Arabian Nights” zugrundliegenden Farbtons. Die x-Achse gibt die Wellenlänge in [nm] an. Die y-Achse gibt die Reflektion an.
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Die 2 zeigt eine Visualisierung diese Farbtöne im L*a*b*-Farbraum in der a*b*-Ebene bei konstanter Helligkeit L* von 35.