Você Está Usando o Método de Tolerância Certo?

Posted June 15, 2016 by Tim Mouw

Ao avaliar visualmente a cor, todos aceitam ou rejeitam correspondências de cores com base em suas habilidades de percepção de cores. Na fabricação, essa subjetividade pode levar a confusão e frustração entre clientes, fornecedores, fornecedores, produção e gestão. 
 

Are these acceptable color differences?

Essas diferenças de cor são aceitáveis?  

É por isso que os dispositivos de medição de cores são importantes em tantas indústrias. Medindo cores usando um espectrofotômetro, você pode comunicar e comparar dados espectrais para resultados exatos. 

Para ajudar nas decisões de cor, os limites de aceitabilidade de cores chamados tolerâncias podem ser definidos como diretrizes para o quanto a diferença de cor percebida é aceitável. As tolerâncias são usadas para controlar a cor, garantir a consistência dentro de uma execução de produção e para minimizar a variabilidade do lote-a-lote. Mas mesmo usando dados e tolerâncias espectrais para quantificar a cor, clientes e fornecedores ainda se veem discordando.  

Por que isso acontece?

Ao longo dos anos, diferentes sistemas de organização numéricos foram desenvolvidos. Se cliente e  fornecedor estiverem usando diferentes, a tolerância – e a cor aceitável – serão diferentes. Hoje vamos olhar para os métodos mais comuns de tolerância para que você possa ser preparado, não importa qual método você deve usar.  

Por que você não pode sempre contar com seus olhos.Scale of Chroma

O olho humano tem limitações ao distinguir diferenças de cor. Além da perda de memória de cor, fadiga dos olhos, cegueira de cores e condições de visualização, o olho não pode detectar igualmente diferenças na tonalidade (vermelho, verde, azul), croma (saturação) ou claridade e escuridão. Na verdade, o observador médio verá as diferenças de matiz primeiro, as diferenças de croma ou saturação em segundo lugar, e as diferenças de claridade/escuridão por último. 

McAdam's Chromaticity Diagram

Diagrama de Cromaticidade de McAdam 

Como resultado, uma tolerância estabelecida para uma combinação de cores aceitável tem um limite tridimensional com limites variados para claridade/escuridão, matiz e croma. Ao longo dos anos, métodos toleradores evoluíram na tentativa de criar um método que melhor se correlaciona com a sensibilidade do olho. 

David MacAdam foi um dos primeiros a determinar os limites de perceptibilidade humana para uma população inteira de cores. Para fazer isso, ele produziu uma grande variedade de padrões mestres, depois mudou a tonalidade, croma e leveza de cada cor até que seus observadores notaram uma diferença do alvo de cores. O diagrama resultante, traçado no diagrama da cromaticidade, mostra zonas elípticas de aceitabilidade visual.

Métodos que melhoram a interpretação de cores

1 – CIELAB

This graphic clearly shows the three dimensional aspect of Hunter’s model.

O aspecto 3D do espaço de cores CIELAB

CIELAB, ou L*a*b*, foi o primeiro espaço de cores internacionalmente aceito. Os valores de L*a*b* são calculados a partir dos valores tristimulus (X,Y,Z), que são a espinha dorsal de todos os modelos matemáticos de cores. A localização de uma cor no espaço de cores CIELAB é definida por um sistema de coordenadas tridimensionais e retangulares:

  • L* indica a clareza ou escuridão da cor; 
  • a* é a posição da cor no eixo vermelho-verde; 
  • b* é a posição da cor no eixo amarelo-azul. 

Uma vez determinada a posição L*a*b* de uma cor, uma caixa de tolerância retangular pode ser desenhada ao seu redor para indicar a diferença de cor aceitável.

A tolerance of one unit each of L*, a* and b*, which forms a box around the target color.

Esta cor – um tom relativamente escuro (L* = 42,65, a* = -23,01, b* = 10,50) sombra de esverdeado/azul – é definida por três números no modelo de cor L*a*b* Note que tanto a* quanto b* são negativos, colocando o ponto medido no quadrante verde/azul. 

Mas, como a aceitabilidade visual é a forma de uma elipse e não um retângulo, existem alguns lugares no espaço de cores L*a*b* onde usar uma caixa de tolerância pode causar problemas. Algumas cores podem passar que não devem, e algumas cores aceitáveis podem falhar.

2 – L*C*h°

Os cálculos de diferença de cor L*C*h° são derivados de valores L*a*b* mas a matemática converte o sistema de coordenadas retangulares em um sistema de coordenadas polares cilíndricas. ChromaHue

  • L* é o mesmo que em L*a*b* e representa o plano de luminosidade. 
  • C* é distância vetorial calculada do centro do espaço de cor para a cor medida. Valores maiores de C* indicam croma ou saturação maior.  
  • ∆h° é a diferença de matiz calculada entre duas cores. 

O uso do sistema de coordenadas polares L*C* h° para configurar a tolerância permite que uma caixa de tolerância seja girada na orientação ao ângulo da tonalidade. Isso corresponde mais de perto à percepção humana da cor, o que reduz a chance de discordância entre observador humano e leituras ou valores instrumentais. 

Esta imagem mostra o mesmo ponto azulado-verde no mesmo plano de cor que foi ilustrado como L*a*b*, mas usando o sistema L*C*h°. 

LCH

A imagem abaixo compara a tolerância em L*a*b* e L*C*h°. O oval preto mostra a gama de cores que aparecem visualmente dentro da tolerância, enquanto o retângulo vermelho em torno da elipse de percepção será registrado como "na tolerância" pelo software de medição de cores. 

Ellipses

Como você pode ver, o sistema L*C*h° se relaciona mais de perto com a percepção humana, mas ainda não é tão preciso quanto poderia ser.  

3 – CMC, CI94, e CIE2000

Os métodos de tolerância mais atuais e aceitos são elípticos – DECMC, CIE94 e CIE2000. Estes não são novos espaços de cores, mas sim cálculos de diferença de cores que são baseados na localização da cor no espaço de cores. Isso fornece melhor concordância entre avaliação visual e diferença de cores instrumentalmente medida. 

CMC Tolerancing Model

Modelo de tolerância CMC

A imagem à direita mostra uma fatia desses modelos tridimensionais de cores, bissecto perto do eixo vertical. No centro está cinza, e o croma aumenta enquanto se move em qualquer direção. Vermelho, com um ângulo de matiz de zero, está à direita. Movendo-se no sentido anti-horário, as matizes mudam para laranjas, depois amarelos, depois verdes, etc.  

Esses sistemas de tolerância criam elipsoides de tolerância no espaço de cores ao redor da cor alvo. O elipsoide representa o volume de aceitação, e varia automaticamente em tamanho dependendo da posição da cor no espaço de cor para representar mais de perto a percepção visual da cor. Como você pode ver, as elipses na área laranja do espaço de cores são mais longas e estreitas do que as amplas e redondas na área verde. O tamanho e a forma das elipses também mudam à medida que a cor aumenta em croma. 

Essas equações permitem que o usuário varie o tamanho geral da elipse para melhor corresponder ao que é considerado aceitável. O olho geralmente tem maior aceitação para mudanças na dimensão luminosidade (l) do que na dimensão cromaidade (c) (matiz e croma). 

Embora ainda não tenhamos criado o sistema de tolerância de cores perfeito, esses métodos de tolerância elíptica representam melhor como vemos diferenças de cores e são padrões reconhecidos em muitas indústrias.

O que isso significa para quem é fabricante?

  1. A quantidade de tolerância aceitável varia de acordo com a indústria e a aplicação. Por exemplo, a tolerância para um recipiente de bolha de plástico será maior do que o painel de plástico para um carro de US $ 35.000.  
  2. Quando você está discutindo a diferença de cores, certifique-se de que você está falando sobre o mesmo sistema de tolerância.  
  3. Quando você está definindo a tolerância aceitável dentro de seus aparelhos de medição de cores e software, você também deve selecionar o sistema de tolerância para calcular resultados precisos. 

Para saber mais sobre modelos de cores e tolerância, considere nosso seminário De Fundamentos de Cor e Aparência. Verifique quando estaremos perto de você.

 

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