KR100840165B1

KR100840165B1 - 메탈릭 도색의 근사색을 고속으로 검색하는 방법

Info

Publication number: KR100840165B1
Application number: KR20020010520A
Authority: KR
Inventors: 마스다유따까
Original assignee: 간사이 페인트 가부시키가이샤
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2008-06-23
Also published as: DE10208696A1; US20020163640A1; JP4623842B2; KR20020070146A; JP2002259398A; US6750970B2

Abstract

(과제) 메탈릭 도색의 근사색을 고속으로 검색한다.

(해결수단) 메탈릭 도색을 다각도 분광 광도계로 측정하고, 이 도색의 다각도 측정값 Lab* 과, 그 도색이 속하는 색분류 코드와 컴퓨터 그래픽 화상을 컴퓨터내의 기억장치에 저장하는 단계 (1) 를 갖는다. 검색하고자 하는 메탈릭 도색 (이를 해당 메탈릭 도색이라고 함) 을 기억장치로부터 도색명을 키워드로 하여 불러오는 단계 (2) 를 갖는다. 또는, 기억장치 내에 없는 새로운 색의 경우에는 다각도 분광 광도계로 측정하여 단계 (1) 의 방법으로 기억장치에 저장한다. 해당 메탈릭 도색의 근사색을 계산할 때, 색분류 코드를 사용하여 근사색 계산을 행하는 도색을 미리 선별하는 스크리닝 기능 (3) 을 갖는다.

메탈릭 도색, 근사색, 다각도 분광 광도계, 컴퓨터 그래픽, 색분류 표

Description

메탈릭 도색의 근사색을 고속으로 검색하는 방법 {METHOD FOR RETRIEVING APPROXIMATE-COLOR OF METALLIC PAINT COLOR AT HIGH SPEED}

도 1 은 메탈릭 도색의 도막 구조와 변각에 의한 광택분포를 나타내는 도면

도 2 는 메탈릭 도색의 색분류 코드도.

도 3 은 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 컴퓨터 시스템도.

도 4 는 시스템 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 메탈릭 도색의 판

2 : 휴대형 변각 분광 광도계

3 : 기억장치, 연산장치를 구비한 컴퓨터 본체 기기

4 : 풀컬러 모니터

본 발명은 보는 각도에 따라 색이 변하는 메탈릭 도색의 근사색을 컴퓨터에 의해 고속으로 검색하고, 검색된 결과를 컴퓨터의 표시장치 (모니터) 에 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽으로 표시함으로써, 근사색을 시각적으로 용이하게 찾아 낼 수 있는 메탈릭 도색 설계에 종사하는 컬러 디자이너를 위한 컬러 라이브러리 시스템에 관한 것이다.

도료, 인쇄에 있어서 의장효과를 향상시키기 위해, 바인더 중에 유채안료와 비늘조각 형상의 광휘성 안료 (알루미늄 플레이크, 펄 플레이크 등) 나 레일리 산란을 이용하는 미립자 산화티탄을 섞은 메탈릭 도색은 흔히 사용되고 있다. 그 발색의 최대 특징은 보는 각도에 따라 명도나 채도 및 색상이 변화되어 금속감이나 펄감 등의 다양한 질감을 느낄 수 있다는 것이다. 도 1 에 일반적인 메탈릭색의 도막구조와 변각 (變角) 광택 분포도를 나타낸다. 45 도 방향으로부터 빛을 입사시키면 도막 중의 광휘성 안료에 의해 지향적으로 빛을 반사시키므로, 하이라이트측이 밝고 세이드 (shade) 측이 어두워지는 특징이 있다. 또한, 각도는 일반적으로 정반사광을 0 도로 하여 정반사광으로부터의 열림각도 (이를 편각이라고 함) 로 나타낸다.

고객 (자동차 회사, 일반 공업용 회사, 건축 회사) 으로부터 매년 다수의 새로운 색의 개발에 대한 의뢰가 있어, 도료 메이커는 고객의 이미지에 맞는 도색을 복수개 작성하여 제안을 계속하고 있지만, 개별적으로 매번 작성하자면 시간이 걸려 충분한 도색수를 작성할 수 없다는 문제가 있다. 특히, 최근 자동차의 상품력 향상이 요구되고 있기 때문에, 가장 소비자의 눈에 드는 외판 도색의 의장성에 대한 중요성이 고조되고 있다. 차의 상품력을 향상시키는 전략을 취하는 자동차 메이커의 디자이너에게, 자신이 갖는 이미지색에 근사한 색을 복수개 관찰한 다음 보다 나은 1 색을 선택하는 공정이 더욱 중요해지고 있다.

따라서, 도료회사에서는 과거에 작성한 방대한 스톡 컬러로부터 고객이 요망하는 이미지에 맞는 색과 질감을 갖는 도색을 찾아 내고, 그 도색을 출발색으로 하여 색과 질감의 튜닝을 다양한 색재를 사용하여 실행하여 고객이 원하는 색을 효율적으로 작성하는 일을 수행해 왔다.

또한, 이 스톡 컬러는 숙련된 컬러 디자이너의 경험과 기술과 감성을 신인 컬러 디자이너에게 효율적으로 전승하는 역할도 담당하고 있으며, 도료회사의 재산이기도 하고, 매년 500 색 이상의 새로운 색이 등록되고 있다.

그러나, 스톡 컬러가 대략 1000 색을 초과하는 양이 되면, 육안으로 관찰하여 고객의 이미지에 맞는 색을 찾아 내는 일에 시간이 걸려 오히려 일의 효율을 저하시키는 결과가 되므로, 도료회사의 재산이기도 한 스톡 컬러를 효과적으로 활용할 수 없다는 문제가 발생한다.

따라서, 측색기기를 사용하여 측색값을 컴퓨터의 기억장치에 저장하고, 색차 (JIS Z8730) 를 파라미터로 하여 근사색을 검색하는 방법이 일본 특허출원 소62-167960 에 보고되어 있다. 그러나, 솔리드색 (플레이크 형상의 광휘재를 함유하지 않고 보는 방향에서 색이 변하지 않는 안료만으로 이루어지는 색) 이라면 1 각도의 측색값의 색차를 계산함으로써 목적을 달성할 수 있지만, 보는 방향에 따라 색이 변하는 메탈릭색에 대해서는 이 방법으로는 목적을 달성할 수 없다.

본 발명은 보는 각도에 따라 색이 다른 메탈릭 도색의 근사색을 고속으로 계산하고, 계산된 근사색을 도색의 컴퓨터 그래픽으로 모니터 상에 표시하고, 특히 컬러 디자이너에게 적합한 메탈릭 도색의 근사색을 표시하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 주로 자동차용 외판 도색의 설계에 종사하는 디자이너가 이용하는 컴퓨터 시스템을 고려하고 있지만, 최근에는 철도 차량이나 건축 외장에도 일부 플레이트 형상의 안료를 갖는 메탈릭색이 채용되고 있음을 고려하면 앞으로는 일반공업용이나 건축분야에도 유효한 수단이 될 수 있다.

본 발명의 주요 구성요소를 설명한다.

1. 메탈릭 도색의 스톡 컬러를 측색계를 사용하여 측색값과 색분류 코드와 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽 화상의 디지털 정보로서 컴퓨터의 기억장치에 저장하는 단계와,

2. 임의의 메탈릭 도색의 근사색을 미리 작성해 둔 색분류 코드에 따라 고속으로 검색하는 알고리즘과,

3. 메탈릭 도색의 하이라이트 (정반사광에 가까운 밝은 색) 에서 세이드 (반대측의 어둡게 보이는 색) 까지의 색차를 계산함에 있어서, 육안으로 관찰한 근사색과 맞도록 가중 색차를 계산하는 알고리즘으로 성립된다.

구체적인 처리방법을 설명한다.

메탈릭 도색을 측색하는 방법은, 일반적으로 변각 측색계를 사용하고, 이는 다양한 종류가 시판되고 있다. 어느 측정기기나 일반식 －45 도/x1, x2, x3, x4, x5,,,xn 의 광학조건으로 측정하는 것이다. 여기서, －45 도는 입사광의 각도인데, 굳이 마이너스 기호를 붙이지 않고 45 도로 기술하는 경우도 있다. xi 는 수광각도이다. xi 를 연속적으로 측정하는 기기와 10 도 내지 50 도 마다 이산적으로 측정하는 휴대형 변각 측색계가 있다. 또한, 측색계에는 3 자격치 (刺激値) 직독방식으로 XYZ 을 측정하는 것과 분광반사율을 측정하는 것이 있다. 연속적으로 측정하는 기기는 임의의 각도마다 측정할 수 있으므로, 하이라이트에서 세이드까지 세밀하게 측정할 수 있는 반면, 측정기기가 대형이고 고가이며 측정시간도 걸리고 측정데이터도 방대하므로, 본 시스템에는 적합하지 않다. 본 시스템에서 필요충분한 측정기로는, 하이라이트측에서 세이드측까지의 사이를 5 각도 이상으로 측정할 수 있는 휴대형 변각 분광 광도계가 적합하다. 이산적인 측정값으로부터 하이라이트에서 세이드까지의 광범위한 색을 추정하는 회귀식을 얻는 방법은, 일본 공개특허공보 평10-10045 호의 방법을 사용하면 된다.

또한, 얻어진 회귀식으로부터 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽을 얻는 방법은 이미 공지된 방법을 적용할 수 있다. 즉, 회귀식으로 추정한 반사율을 JIS Z8701 호로 규정하는 식을 사용하여 3 자격치 XYZ 으로 변환 후, 모니터의 RGB 로 변환함으로써 달성할 수 있다. XYZ 로부터 RGB 로의 변환은 모니터의 R, G, B 와 WHITE 각각의 발광휘도를 분광 방사 휘도계로 측정한 XYZ 의 값으로부터 행렬식을 이용하여 계산할 수 있다. 또한, 보다 정확히 행하기 위해 모니터의 R, G, B 의 입력전압에 대한 발광휘도의 함수 (이를 γ함수라 함) 를 구하여 보정할 필요가 있다. XYZ 에서 RGB 로의 변환은 이같이 직접 사용하는 모니터의 특성을 측정해도 되지만, 간단하게는 모니터가 TV 에서 흔히 사용하는 NTSC 색좌표에 근사로 서 CIE (국제조명위원회) 가 공표하는 변환식을 사용해도 된다.

다음에, xn 각도의 분광반사율을 JIS Z8701 의 식을 사용하여 XYZ 로 하고, 또한, JIS Z8729 의 변환식을 사용하여 Lab* 로 변환한다.

다음에, 후술하는 메탈릭 도색을 고속으로 검색하기 위해 색분류 코드를 계산한다. 이는, 예컨대, 청 메탈릭색을 검색할 때에 스톡 컬러 모두의 근사색을 계산하면 청메탈릭과는 전혀 다른 실버 메탈릭색이나 화이트펄색을 근사색 검색의 대상에 포함시켜 쓸모없는 계산이 많아져 계산에 시간이 걸리는 것을 방지하기 위함이다. 메탈릭색은 보는 각도에 따라 색이 다른 특성을 가지므로, 하이라이트와 세이드에서 상이한 색분류 코드가 필요해져서 근사색 검색을 번잡하게 한다. 그래서, 본 발명에서는 일본 공개특허공보 평11-211569 호에 공개되어 있는 메탈릭 도색의 대표색 Lab* 를 채용하였다.

상기 메탈릭색의 대표색 Lab* 로부터 메탈릭색의 색분류 코드를 구하는 방법은 색채학적인 방법을 적용할 수 있다. 이 목적에 맞는 색도값은 JIS Z8729 에서 Lab* 으로부터 Lch* 로 변환한 후, 메트릭 채도 c* 나 메트릭 색상 h* 를 사용할 수 있다. 또는, 일본 공개특허공보 평11-211569 에서 채용한 (주) 일본 컬러 디자인 연구소 제조의 M*MC 를 사용하여 메탈릭 도색의 대표색인 Lab* 에서 Hue Tone 값으로 변환한 후, 자동차의 외판 컬러 디자인에서 흔히 사용되는 색분류를 사용해도 된다. 일례를 도 2 에 나타낸다. 어느 한 방법으로 전체 색역을 5 이상 100 이하, 바람직하게는 5 이상 50 이하로 분할하여 색분류 코드를 결정한다.

이상 계산한 도색명, n 각도의 Lab*, 색분류 코드 및 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽스 화상을 컴퓨터의 기억장치에 저장한다.

다음에, 근사색을 검색하는 구체적인 방법을 설명한다. 근사색을 검색하고자 하는 메탈릭 도색을 준비한다. 이것을 해당 메탈릭 도색이라고 한다. 해당 메탈릭 도색이 스톡 컬러 중에 있는 경우에는 도색명으로 불러올 수 있다. 스톡 컬러에 포함되지 않은 경우에는, 측색하여 그 메탈릭 도색을 디지털 정보로서 기억장치에 일시적으로 저장한다. 해당 메탈릭 도색의 대표색인 Lab* 를 계산한 후, Hue-Tone 값을 계산하고, 또한 그 색이 속하는 색분류 코드를 구한다.

컴퓨터의 기억장치에 저장한 메탈릭 도색과 동일한 색분류 코드를 갖는 것만을 추출하고, 그 색차를 계산함으로써 고속으로 근사색을 검색할 수 있다.

메탈릭 도색의 근사값을 구하기 위한 색차계산에 대해 상세히 설명한다. 메탈릭 도색은 하이라이트에서 밝고, 세이드에서 어두운 특징을 갖는다. 플레이크 안료를 함유하지 않는 안료만으로 이루어지는 솔리드색은 JIS Z8730 의 색차식으로 근사색을 계산할 수 있지만, 메탈릭 도색에서는 불충분하다.

육안으로 관찰한 것과 맞는 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 각종 색차식을 검토한 결과, 다음과 같은 법칙을 발견하였다.

1) 하이라이트측에는 명도 L* 이 백의 98 을 훨씬 초과하는 값이 있고, 실버 메탈릭색에서는 자주 200 을 초과하는 값이 얻어지지만, 육안으로는 명도의 차이를 그다지 느낄 수 없다. 예컨대, 실버 메탈릭색의 하이라이트측의 색차가 비록 20 이상으로 큰 숫자라도 육안으로 관찰한 색차에서는 그 차이를 느낄 수 없다. 육안으로 관찰한 색차감각에 맞추기 위해, 하이라이트측의 명도의 차 dL* 에 가중계수로 0.3 이상 1.0 이하, 보다 바람직하게는 0.5 이상 0.8 이하를 곱하는 것이 좋다.

2) 하이라이트에서는 알루미늄 플레이크나 마이카 플레이크 등의 광휘성 안료가 빛나기 때문에 그 측색값은 일반적으로 크고, 반대로 세이드측은 플레이크 안료가 빛나지 않기 때문에 측색값은 작다. 그러나, 육안으로 관찰할 때에는 세이드의 색차를 보다 중시하여 근사색을 찾아 낸다. 이로부터, 하이라이트측, 중간의 페이스, 세이드로 3 분할하여 생각하면, 측정각도에 대한 색차의 가중계수를 하이라이트측 (정반사광으로부터의 열림각도로 10 도 이상 25 도 이하) 에서 0.5 이상 1.0 이하, 보다 바람직하게는 0.7 이상 0.9 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 페이스측 (26 도 이상 74 도 이하) 에서는 0.5 이상 1.5 이하, 보다 바람직하게는 0.8 이상 1.2 이하가 좋다.

또한, 세이드측 (75 도 이상 110 도 이하) 에서는 1.0 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.7 이하가 좋다.

(메탈릭 도색의 데이터 베이스의 작성)

(1. 스톡 컬러의 측정)

스톡 컬러는 종이, 철판, 알루미늄판 등의 바탕 위에 도장한 색으로 도료회사에 보관되어 있다. 도 3 의 도면부호 1 과 같이, 가급적 수평한 도판이 바람직하다. 또한, 매년 3 월에 일본 도료 공업회에서 발행되는 모든 자동차 회사 의 도색을 모은 견본 책자인 오토 컬러를 스톡 컬러로 사용해도 효율적으로 데이터를 샘플링할 수 있다. 이것을 도 3의 다각도 분광 광도계 (2) 로 측정한다. 측색값으로부터 그 도색의 컴퓨터 그래픽스를 작성하기 위해, 3 자격치 (刺激値) XYZ 나 그로부터 계산할 수 있는 CIE Lab* 가 아니라 분광 반사율을 출력할 수 있는 것이 필요하다. 측정각도는 일반적으로 3 내지 5 각도의 것이 시판되고 있어 입수하기 쉽지만, 하이라이트 (정반사광으로부터의 편각으로 대략 10 도) 로부터 세이드 (동 110 도) 까지의 넓은 각도폭으로 측정할 수 있는 것이 컴퓨터 그래픽스를 작성하는 데에 적합하다. 본 목적에 맞는 측정기기로서 미국 X-Rite 사의 MA68 이 바람직하다. 본 측정기기는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 입사각도 45 도에 대해 수광각도가 15, 25, 45, 75, 110 도인 5 각도를 1 회의 측정으로 각 각도의 분광반사율이 얻어진다.

다음에, 일본 공개특허공보 평10-10045 의 수순에 따라 하이라이트 10 도로부터 세이드 110 까지의 광범위한 각도의 예측회귀식을 구하고, 각 각도의 분광반사율을 예측하고, JIS Z8701 을 사용하여 XYZ 을, 또한 JIS Z8729 를 사용하여 15, 25, 45, 75, 110 도의 Lab* 를 구한다.

(2. 메탈릭 도색의 대표색의 결정)

메탈릭 도색은 보는 각도에 따라 색과 질감이 변하기 때문에, 일의적으로 그 색을 특정할 수 없는 어려움이 있다. 그러나, 일본 공개특허공보 평11-211569 호에 이미 공지된 메탈릭 도색의 대표색을 결정하는 알고리즘을 이용하여, 육안으로 관찰한 것에 맞춰 가장 상응하는 1 개의 색도 좌표값 Lab* 를 결정할 수 있다.

(3. 메탈릭 도색의 색분류 코드의 결정)

이 메탈릭의 대표색 Lab* 를 사용하여 색을 색채학적으로 분류할 수 있다. 분류방법은 만셀의 색상, 명도, 채도 (HVC) 에서도 DIN 표색계의 색상, 암도, 포화도 (TDS), 또는 스웨덴 왕립 규격의 NCS 표색계 등의 공지된 표색계를 n 개의 그룹으로 나누고, 그 그룹을 색분류 코드로 해도 된다. 분할수 n 은 몇으로 설정해도 되지만, 실용적으로는 5 이상 50 이하의 분류, 보다 바람직하게는 5 이상 30 이하의 분류로 분할하면 실제로 사용하기에 충분하다.

이 분할수 n 이 적으면 후술하는 색분류 코드를 사용한 근사색 검색에 있어서 히트 건수는 많아지지만 검색에 시간이 걸리고, 또한 의도하지 않은 색이 검색되어 버리는 결점이 있다. 분할수 n 이 많으면 검색은 단시간에 할 수 있지만, 검색에 히트하는 도색이 적고, 놓치는 색이 많아진다는 결점이 있다.

더욱 간편하게는, Lab* 를 JIS Z8729 를 사용하여 보다 인간이 이해하기 쉬운 Lch* (L* 은 명도, c* 는 메트릭 채도, h* 는 메트릭 색상) 으로 변환한 후, 색상환 (360 도) 인 h* 를 n 개로 분할한 그룹을 만들어도 된다. 또한, 색상만을 사용하는 것이 아니라, 무채색은 채도 c* 가 작고, 그 중에서 백은 명도 L* 이 높고, 흑은 L* 이 작은 것을 이용하여 무채색의 색분류 코드를 설정해도 된다. Lch* 를 사용하는 이점은 간단한 계산으로 색분류 코드를 설정할 수 있는 데 있다.

또한, 자동차의 마무리칠의 컬러 디자인에서 흔히 사용하는 (주) 일본 컬러 디자인 연구소의 Hue-Tone 값을 사용하면 보다 특정한 요구에 부응할 수 있다. 이 경우에는 메탈릭의 대표색 Lab* 을 일본 공개특허공보 평11-211569 호에 기재된 방법으로 용이하게 결정할 수 있다. Hue-Tone 값을 사용하면 2 차원의 평면상에 색분류의 구획을 설정할 수 있고, 또한 디자이너가 이해하기 쉬운 색상 Hue 와 색의 상태 Tone (엄밀한 정의는 없지만, 일반적으로 명도와 채도의 2 가지 특성을 겸비하는 합성량) 으로 구획지어 나눌 수 있는 이점이 있다.

Hue-Tone 값을 사용하여 색분류를 설정하기 위해서는, 우선 전체 Hue-Tone 면을 몇개의 색분류 구역으로 나누는 일부터 시작한다. 그 방법은 인위적으로 결정해도 된다. 본 발명의 시스템을 자동차 마무리칠의 도색설계 컬러 디자이너가 사용한다면, 디자이너가 평소에 익숙한 색분류 방법을 채용해야 한다. 어떻게, 몇개로 분할할지는 본 시스템을 이용하는 사용자의 의견을 반영하여 결정해야 한다. 여기서는 당사의 자동차의 외판색을 설계하고 있는 컬러 디자이너가 채용하고 있는 도 2 를 이용하기로 한다.

결정한 색분류 구역을 사용하여 주어진 메탈릭 도색의 대표색의 색분류 코드를 수학적으로 구하는 방법에 대해 설명한다. 횡축 (X 축이라고 함) 인 Hue 의 눈금과 종축 (Y 축이라고 함) 인 Tone 의 눈금을 사용하여 각 분류 코드를 수학적인 2 차원 평면상의 구역으로 지정할 수 있다. 구역의 설정은 사각형의 4 각의 좌표점을 수학적으로 (x1,y1), (x2,y2), (x3,y3), (x4,y4) 로 하여 이루어진다.

이 메탈릭색의 Hue-Tone 값이 (x,y) 좌표에 위치하는 것을 구한 후, 컴퓨터의 순차적인 연산기능을 이용하여 (x,y) 가 어느 구역에 속하는지를 계산하기는 쉽다.

(4. 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽 화상의 작성)

메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽스에서는, 사용하는 모니터의 특성을 미리 분광 방사 휘도계로 측정하고, 모니터의 색 재현성을 알아 둘 필요가 있다.

이 측색값 XYZ 에서 모니터의 RGB 로의 변환 방법은 공지된 사실로 각종 문헌에 기재되어 있다. 또한, 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽스를 육안으로 관찰한 것과 동일하게 표시하기 위해, 특히 문헌 1 의 방법이 유용하고, 본 발명도 그와 같은 방법을 채용한다.

(5. 메탈릭 도색 데이터 베이스의 작성)

(1) 내지 (4) 의 방법에서 얻어진 5 각도의 Lab* 값, 색분류 코드 및 컴퓨터 그래픽 화상을 도 3 의 컴퓨터 기억장치 (3) 에 디지털 정보로서 저장한다. 기억장치로의 저장은 데이터 베이스 소프트웨어에 의해 실행된다. 데이터 베이스 소프트웨어는 시판 중인 제품을 이용할 수 있지만, 컴퓨터 그래픽 화상을 보존할 수 있는 것이 필요하다.

(6. 메탈릭 도색의 고속 검색 알고리즘)

검색해야 할 메탈릭색 (해당 메탈릭색) 을 데이터 베이스로부터 선택, 또는 신규 색인 경우에는 (1) 내지 (4) 의 방법으로 일시적으로 또는 영구적으로 데이터 베이스에 저장시킨 다음 선택해도 된다.

다음에, 해당 메탈릭 도색의 색분류 코드와 동일한 색분류 코드를 데이터 베이스로부터 추출하고, 추출한 것만을 다음 공정의 가중 각도 평균 색차 계산을 한다. 색분류 코드에서 1 차로 스크리닝하는 것은, 예컨대, 해당 메탈릭 도색이 실버 메탈릭인 경우, 유채색의 메탈릭색 등 의미가 없는 근사색 계산을 하지 않기 위함이다.

다음에, 가중 색차 계산을 한다. 색차는 해당 메탈릭색과 데이터 베이스내의 도색 사이의 색의 차이로서 계산한다. 해당 메탈릭색을 기호 std 로 나타내면, 예컨대, 하이라이트 15 도의 명도의 차이를 dL15 ＝ L15－std_L15 로 표기할 수 있다. 여기서, 색차 계산식을 사용하여 설명하기 위해, 해당 메탈릭 도색과 데이터 베이스내의 도색의 색도 좌표 Lab* 의 기호를 설명한다.

(기호)

메탈릭 도색

std_L15, std_a15, std_b15 는 수광각도 15 도의 L*, a*, b* 이다.

std_L25, std_a25, std_b25 는 수광각도 25 도의 L*, a*, b* 이다.

std_L45, std_a45, std_b45 는 수광각도 45 도의 L*, a*, b* 이다.

std_L75, std_a75, std_b75 는 수광각도 75 도의 L*, a*, b* 이다.

std_L110, std_a110, std_b110 는 수광각도 110 도의 L*, a*, b* 이다.

데이터 베이스내의 도색

L15, a15, b15 는 수광각도 15 도의 L*, a*, b* 이다.

L25, a25, b25 는 수광각도 25 도의 L*, a*, b* 이다.

L45, a45, b45 는 수광각도 45 도의 L*, a*, b* 이다.

L75, a75, b75 는 수광각도 75 도의 L*, a*, b* 이다.

L110, a110, b110 는 수광각도 110 도의 L*, a*, b* 이다.

가중 색차의 일반식을 식 1 로 나타낸다.

식 1 :

dE15＝Sqrt(kL15*(L15－std_L15)^2＋(a15－std_a15)^2＋(b15－std_b15)^2)

dE25＝Sqrt(kL25*(L15－std_L25)^2＋(a25－std_a25)^2＋(b25－std_b25)^2)

dE45＝Sqrt(kL45*(L45－std_L45)^2＋(a45－std_a45)^2＋(b45－std_b45)^2)

dE75＝Sqrt(kL75*(L75－std_L75)^2＋(a75－std_a75)^2＋(b75－std_b75)^2)

dE110＝Sqrt(kL110*(L110－std_L110)^2＋(a110－std_a110)^2＋(b110－

std_b110)^2)

여기서, Sqrt 는 제곱근을 계산하는 기호이고, ^2 는 자승을 나타내는 기호이고, kL15, kL25, , , kL110 은 각도 마다의 가중계수이다.

이 가중계수는 특히 명도 L* 의 가중계수에서 하이라이트측의 값을 작게 하면 육안으로 관찰한 것과 맞는다. 구체적으로는, kL15 의 값은 0.3 이상 1.0 이하, 보다 바람직하게는 0.5 이상 0.8 이하의 값, kL25 의 값은 0.3 이상 1.0 이하, 보다 바람직하게는 0.5 이상 0.8 이하의 값, kL45, kL75, kL110 의 값은 규정하는 것이 아니므로 보정할 필요는 없다.

다음에, 가중 각도 평균 색차는 식 2 로 계산한다.

식 2 :

dE ＝ (k15*de15＋k25*de25＋k45*de45＋k75*de75＋k110*de110)*0.2

여기서, k** 는 각도 마다의 색차의 가중계수이다. de** 는 식 1 에서 구한 값이다. 우변 마지막의 0.2 는 5 각도의 평균값을 구하기 위해 나누는 5 를 의미한다.

가중계수의 값은 하이라이트측에서 작게 하고 세이드측에서 크게 하며, 최종적으로 육안에서 k15 의 값은 0.5 이상 1.0 이하, 보다 바람직하게는 0.7 이상 0.9 이하의 값, k25 의 값은 0.5 이상 1.0 이하, 보다 바람직하게는 0.7 이상 0.9 이하의 값, k45 의 값은 0.5 이상 1.5 이하, 보다 바람직하게는 0.8 이상 1.2 이하의 값, k75 의 값은 1.0 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.7 이하의 값, k110 의 값은 1.0 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.7 이하의 값이다.

이와 같이 하여 구한 가중 각도 평균 색차 dE 를 계산하고, 컴퓨터의 소팅 알고리즘에서 오름차순으로 나열한다.

마지막으로, 해당 메탈릭 도색을 선두에 배치하고, 다음에 가중 각도 평균 색차 dE 의 오름차순의 순번으로 근사색을 검색한 결과를 나열하고, 도색명과 dE 와 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽을 배치하여 완료되고 최종적으로 도 3 의 모니터 (4) 상에 표시된다.

본 발명의 바람직한 측면에서의 시스템 흐름은 도 4 에 나타내는 바와 같다.

실시예

(1. 스톡 컬러의 측정)

과거에 작성한 스톡 컬러 약 7000 색과 매년 일본 도료 공업회가 발행하는 오토 컬러의 색표 10 년분의 실제 도색 약 4000 색과 각종 컬러 북의 색 약 3000 색의 합계 약 14000 색을 미국 X-Rite 사의 휴대형 변각 분광 광도계 MA68 로 측색하고, 5 각도의 측정값을 얻는다. MA68 의 광학조건은 45 도 입사에 대해, 정반사광으로부터의 편각이 하이라이트측에서 15, 25 도, 페이스에서 45 도, 세이드 측에서 75, 110 도의 5 각도이다.

(2. 색분류표의 작성)

2 개의 색분류표를 작성한다. 하나는 CIE, Lch* 의 색상각도로 9 분류하는 방법으로 식 3 에서 기술한 색명이고, 최종적인 색분류 기호를 하기 표 1 에 나타낸다.

식 3 :

RED＝(000＜h*＜＝030.0) 또는 (345＜h*＜＝ 360.0)

ORANGE＝(030＜h*＜＝ 080.0)

GREEN_YELLOW＝(080＜h*＜＝ 165.0)

GREEN＝(165.0＜h*＜＝ 200.0)

BLUE_GREEN＝(200.0＜h*＜＝ 230.0)

BLUE＝(230.0＜h*＜＝ 300.0)

PURPLE＝(300.0＜h*＜＝ 345.0)

GRAY＝(c*＜＝ 10.0)

WHITE＝(L*＞75.0 and c*＜＝ 10.0)

여기서, L* 는 CIE Lab* 의 L* 이다. c* 는 메트릭 채도라고 불리는 값으로 CIE Lch* 의 c* 이다. h* 는 메트릭 색상이라고 불리는 값으로 CIE Lch* h* 이다.

색분류 코드표
no.	제 1 의 9 분류	제 2 의 28 분류
1	RED	RED.L
2	ORANGE	RED.M
3	GREEN_YELLOW	RED.H
4	GREEN	BROWN
5	BLUE_GREEN	Lt.BROWN
6	BLUE	BEIGE
7	PURPLE	ORANGE
8	GRAY	YELLOW
9	WHITE	OLIVE
10		GREEN.L
11		GREEN.M
12		GREEN.H
13		BLUE.GREEN.L
14		BLUE.GREEN.M
15		BLUE.GREEN.H
16		BLUE.L
17		BLUE.M
18		BLUE.H
19		PURPLE.L
20		PURPLE.M
21		PURPLE.H
22		Warm.WHITE
23		Cool.WHITE
24		Warm.Lt.GRAY
25		Cool.Lt.GRAY
26		Warm.Dk.GRAY
27		Cool.Dk.GRAY
28		BLACK

또 하나는 (주) 일본 컬러 디자인 연구소 제조의 M*MC 를 사용하여 자동차 마무리칠 도색의 개발에 관계되는 컬러 디자이너의 의견을 바탕으로 도 2 에 나타내는 18 분류의 기본표를 작성한다. 또한, 각 색명에 대해 메탈릭 도색의 대표색인 CIE Lab* 의 명도 L* 와 식 4 를 사용하여 고명도, 중명도, 저명도로 분류한다.

식 4 :

저명도 (.L)＝(L*＜30.0)

중명도 (.M)＝(30.0＜＝L*＜75.0)

고명도 (.H)＝(L*＞＝75.0)

또한, 메탈릭 대표색의 HUE-TONE 값이 도 2 오른쪽 위의 X.WHITE 에 올 때에는 더욱 식 5 를 사용하여 Warm.White 와 Cool.White 로 분류한다.

식 5 :

Cool.WHITE＝(102.0＜h*＜＝291.0)

Warm. WHITE＝not(Cool.White)

색상각도 h*＝102.0 은 Hue 로 말하면 5 GY 에 상당하고, h* ＝ 291.0 은 5P 에 상당하는 값이다.

최종적으로 표 1 의 9 분류 코드와 28 분류 코드를 얻는다. 표 안의 .H, .M, .L 이 식 4 의 3 개의 명도 분류를 나타낸다.

(3. 컴퓨터 그래픽의 작성)

5 각도의 반사율을 바탕으로 일본 공개특허공보 평10-10045 호와 문헌 1「컴퓨터 그래픽을 사용한 자동차용 도색 설계 시스템」색재, 69[12], 801-809 (1996) 을 참고로 하여 가로 100 픽셀, 세로 128 픽셀의 풀컬러의 메탈릭 도색의 화상을 작성한다. 그리고, 화상 형식은 PICT 서식을 이용한다.

(4. 데이터 베이스 작성)

스톡 컬러의 모든 색에 대해 측정명, 측정한 5 각도의 반사율, Lab*, 메탈릭 대표색의 Lab*, 그 Hue Tone 값, 색분류 코드, 컴퓨터 그래픽 화상을 시판중인 데이터 베이스 소프트인 파일 메이커사의 파일 메이커 Pro ver4 에 저장한다.

(5. 근사색 검색)

데이터 베이스 내에서 임의의 도색을 선택하고, 이것을 기준색 std 색으로 하여, 데이터 베이스내에 근사색이 존재하는지 계산한다. 색분류 코드는 현재 9 분류와 28 분류로 나누어 사용하고 있다. 자동차 외판색으로 적은 오렌지, 황색, 퍼플계의 색을 검색할 때에는 9 분류를 사용하여 검색대상을 넓게 취하면 된다. 반대로 적, 청, 백, 실버, 화이트펄계와 같은 자동차에 널리 사용되는 색은 수가 방대하므로 보다 세밀한 28 분류를 사용하는 편이 목적을 신속하게 달성할 수 있다. 동일한 색분류 코드인 것만을 추출한 후, 식 1 과 식 2 를 베이스로 식 5 와 식 6 을 이용하여 가중 각도 평균 색차를 계산한다.

식 5 :

dE15＝Sqrt(0.6*(L15－std_L15)^2＋(a15－std_a15)^2＋(b15－std_b15)^2)

dE25＝Sqrt(0.8*(L25－std_L25)^2＋(a25－std_a25)^2＋(b25－std_b25)^2)

dE45＝Sqrt(1.0*(L45－std_L45)^2＋(a45－std_a45)^2＋(b45－std_b45)^2)

dE75＝Sqrt(1.0*(L75－std_L75)^2＋(a75－std_a75)^2＋(b75－std_b75)^2)

dE110＝Sqrt(1.0*(L110－std_L110)^2＋(a110－std_a110)^2＋(b110－

std_b110)^2)

식 6 :

dE＝(0.8*de15＋0.9*de25＋1.0*de45＋1.2*de75＋1.5*de110)*0.2

근사색 검색에 소요되는 시간을 측정하고, 본 발명의 효과를 정량적으로 평가하여 표로 정리하였다. 표의 계산시간은 컴퓨터 시스템의 처리능력에 의존하기 때문에, 계산시간 (초) 의 절대값에 의미는 없으며, 상대값에서만 의미가 있다. 또한, 근사색을 검색하기 위한 중요한 파라미터인 가중 각도 평균 색차의 유효성을 확인하기 위해, 통상의 각도 평균 색차식 (식 1, 식 2 의 계수 k** 가 모두 1.0) 과 비교하였다.

		검색시간 (sec)			가중 없음	가중
no	해당 메탈릭 도색	색분류 없음	9 색분류	28 색분류	통상의 색차	각도평균색차
1	실버 메탈릭색	42	12	3	○	◎
2	다크 블루 마이카색	38	7	3	○	◎
3	올리브 마이카색	38	5	2	△	○
4	오렌지 메탈릭색	47	6	2	△	○
기호 : 검색결과에서 오름차순 색차 및 20 색 중에서 육안으로 관찰한 것과 상관없는 순번의 색이 포함되는가 ◎ ＝ 포함되지 않음 ; ○ ＝ 1 색은 포함됨 ; △ ＝ 3 색 이상 포함됨

여기서는 사례 1 은 실버 메탈릭색, 사례 2 는 다크 블루 마이카색, 사례 3 은 올리브 마이카색, 사례 4 는 오렌지 메탈릭색으로 하였다. 사례 1, 2 는 자동차 마무리칠 도색에 널리 사용되는 색으로 베이직 컬러라고 불리며, 가장 개발 색이 많은 색이다. 사례 3, 4 는 자동차 마무리칠의 분야에서는 수가 적은 색역으로 캐릭터 컬러라고 불린다. 개발색이 많은 것일수록 근사색 검색에 시간이 걸리고 있음을 알 수 있다. 색분류에서의 스크리닝을 행하지 않는 경우, 검색시간은 38 내지 47 초가 걸린다. 다음에 9 색분류로 색차 계산하는 것을 스크리닝한 것은 5 내지 12 초가 소요된다. 28 색분류로 스크리닝한 것은 불과 2 내지 3 초로 종료된다. 통상 컬러 디자이너가 근사색 검색을 행하는 경우, 트라이 & 에러로 몇번씩이나 시행을 반복하므로 1 회 당 소요시간이 짧을수록 작업효율이 양호하다.

마지막으로, 가중 각도 평균 색차를 오름차순으로 바꾸어 나열하고, 해당 메 탈릭색을 선두로 하여 가중 각도 평균 색차와 컴퓨터 그래픽을 모니터상에 배치하고, 컬러 디자이너가 육안으로 관찰하여 근사색을 평가한다. 가중 각도 평균 색차의 효과를 통상의 색차와 비교한 결과를 표 2 에 나타낸다. 평가는 오름차순으로 색차를 나열한 배열순이 타당한지의 여부를 컴퓨터 그래픽스와 비교하여 이루어진다. 그 결과, 통상 색차에서는 상위 20 색 중에 하이라이트의 휘도가 비정상적으로 높은 색이 1 내지 3 색 포함되는 결과가 있었다. 한편, 가중 각도 평균 색차를 채용하면 이들 비정상적인 값이 없이 디자이너가 원하는 근사색이 얻어졌다.

마지막으로, 컴퓨터 그래픽스를 사용하여 근사색을 평가하는 장점을 설명한다. 디자이너가 색차의 숫자를 자세히 검토하는 일은 없으며, 대부분 컴퓨터 그래픽스의 유사성을 평가한다. 이와 같이 감성을 중시하는 상품개발에 있어서, 단순한 수학적인 근사보다는 화상으로부터 얻어지는 정보 (하이라이트의 휘도, 세이드의 색미의 변화 등) 가 훨씬 많으므로, 컴퓨터 그래픽의 병용은 불가결함을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 보는 각도에 따라 색이 다른 메탈릭 도색의 근사색을 도색의 컴퓨터 그래픽으로 모니터상에 표시하는 시스템을 제공함으로써, 메탈릭 도색을 고속으로 검색할 수 있게 된다.

Claims

복수의 메탈릭 도색의 색분류 코드를 컴퓨터의 기억장치에 저장하는 단계;

특정 메탈릭 도색의 색의 다각도 측색값인 CIE Lab* 값을 측정하는 단계;

상기 다각도 측색값 CIE Lab* 값으로부터 상기 특정 메탈릭 도색이 속하는 색분류 코드를 결정하는 단계;

상기 특정 메탈릭 도색이 속하는 색분류 코드를 상기 컴퓨터에 입력하는 단계; 및

상기 컴퓨터의 기억장치에 저장된 상기 복수의 메탈릭 도색 중에서, 상기 특정 메탈릭 도색이 속하는 색분류 코드와 동일한 색분류 코드를 갖는 메탈릭 도색에 대해서만 색차를 계산하는 근사색 계산을 행하여, 상기 근사색 계산의 결과에 기초하여, 상기 특정 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 단계를 포함하는, 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 색분류 코드는 메탈릭 도색의 색채학적인 특성을 이용하여 5 개 이상 100 개 이하로 분할되어 있는, 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 근사색 계산은, 상기 다각도의 CIE Lab* 값을 바탕으로 CIE 색차를 계산할 때, 하이라이트에서 세이드까지의 각 각도영역에 있어서, 각 각도와 L* 값에 대해 가중계수를 곱하는 것을 포함하는, 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 가중계수는 하이라이트측 (정반사광으로부터의 열림각도로 10 도 이상 25 도 이하) 에서 0.5 이상 1.0 이하, 페이스측 (26 도 이상 74 도 이하) 에서 0.5 이상 1.5 이하, 세이드측 (75 도 이상 110 도 이하) 에서 1.0 이상 2.0 이하인, 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 방법.
제 4 항에 있어서,

추가로 상기 가중계수를 곱하는 것은 하이라이트측 (정반사광으로부터의 열림각도로 10 도 이상 25 도 이하) 의 밝기 L* 의 가중계수로 0.3 이상 1.0 이하를 곱하는 것을 포함하는, 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 컴퓨터 화면 상에 근사색의 검색결과를 표시할 때, 가중 각도 평균 색차가 작은 순으로 메탈릭 도색의 컴퓨터 그래픽을 표시하는, 메탈릭 도색의 근사색을 검색하는 방법.