為何要使用DigiEye测色仪的DigiGrade评级功能?                                    

1）光學幾何結構上的需要

顏色並不有一個絕對值，它是隨光源的改變，投射方式與反射角度而改變。最後，連人對反射光線的顏色感覺（三刺激值），也可以隨背影光線及色相而產生變化。

光學上仿人眼去看東西，所用的光學幾何結構（optical geometry / viewing geometry) ，一般都使用45∘/0∘ 或 0 ∘/ 45∘ （圖一丶二）

這類似人眼以標準光源照明箱來觀察樣品顏色或對比色差。（圖三及圖四）

在一般情況下，人眼所看到的顏色都包含光澤及紋理，故此45∘ / 0 ∘就有此特點。不過，在某些應用上，例如要得知物料或樣品的發色體的強度或含量，這時所要讀取的顏色，就需要去除「光澤」及「紋理」。在這情況下，積分球式的光學結構便扮演了重要的角色。（圖五）

積分球式的光學結構，又稱為漫反射，是以封閉式圓球來產生各個角度都以一致的光線來投射樣品。 事實上，紋理的視覺效果是物料表面的陰影所產生，而陰影則是有方向性的光線所產生。當反方向亦有相同的光線投射到樣品，陰影便被消除。 另一方面，鏡面光澤亦是有方向性的光線所產生。故此，四方八面以一致的光線投射到樣品表面，就可以消除紋理及光澤，在此狀態下，便可準確得出物料表面的發色體的顏色或反射率，從而測量以至計算發色體的含量。目前紡織、油漆、塑膠的配色，均以漫反射（積分球式）分光亮度儀，來作配方計算之用。

於所有物料的顏色牢度測試，其實是要測試物料本身，對應日光、洗濯、耐磨、等測試後，發色體（染料或顏料）的數量變化程度。 因此，您們可以發覺，舊有所有用儀器作牢度測試後的級別評定，所用的儀器都是漫反射儀器。

但是，以人眼在標準光源照明箱內(45∘/0∘ 或 0 ∘/ 45∘)觀察色變，並不能消除光澤及紋理的影響。尤其當牢度試驗會對物料的表面紋理及光澤有較大影響時，人眼判色的方法其實並不十分準確，皆因照明所採用的光學幾何結構，並不能消除試驗對光澤及紋理的變化，而造成顏色上的影響。只是，目前仍未有方便而有效的設備，譲人在漫反射的光學結構下，觀察顏色或對比色差。故此，這是人眼判色與儀器判色的光學幾何結構，仍有所不同的原因。

 

2）為何積分球分光亮度計，不能被普及使用？

以分光測色儀來測定顏色，無疑是可提供很穩定的資料測量，但是，分光測色儀本身的限制是：

l 分光儀的光線強度，遠比一般人眼判色所需的照明或標準光源燈箱的光照強度，要遠遠大得多，使到一些對光線較敏感的顏色，會產生改變，又或者不穏定。例如螢光顏色。

l 分光儀的光線強度太強，帶來另一問題是：光線穿透大部份較薄的紡織品樣品，使測定出來的反射率值，受到厚薄不均及底層顏色的影響。故此要求將樣品折迭至不透光。這種多層折迭對於一些材質，例如蕾絲，單層與多層折迭的顏色，無論深度或色相，都有很大的差異。

l 分光測色儀對黑色及深藍等顏色，敏感度都很差，很多人眼判別到色變的灰階有4級或以上，但測色儀的色差值仍為零。

l 目前分光測色儀，用於灰卡評級所使用的色差公式，已經是較舊的了。其缺點是：灰卡色差評級，並不完全與人眼判別顏色距離一致。灰卡判色，除明暗度外，還要將彩度及色度的差別，轉成灰階上（明暗度）的差別。但目前分光亮度儀所使用的灰卡評估，是仍對應CIE的舊色差公式，未能完全將彩度及色度的差別，轉成灰階上的差別。以致分光測色儀的灰階判別，並不能完全與人眼判別相符。

 

3）DigiGrade 影像解決灰卡判級系統對上述問題的解決方案是

l 系統內的照明強度，接近於一般的標準光源燈箱，避免照明光線過強的問題

l 光強度不太強，所以沒有光線透底的問題，可測量大部份單層紡織

l 因製造工藝上的困難及操作上的考慮，箱體不能做成圓球，但光學結構上是接近漫反射的效果。

l 對測量黑色或深暗顏色的敏感度，比分光測色儀，有很大的改善。

l 使用特殊的軟體功能，能擷取樣品影像中的每一個區域或紋理的顏色，並對不太均勻的顏色進行篩選及平均，能得出可靠及重現性極高的評估結果。這功能已成功被應用於蕾絲工廠，用於QC及修色工作。

l 可配合全自動化樣品卡進出系統, 來進行全自動化的影像擷取工作。

l 只需將樣辦貼在預先設計好的模版卡上，系統利用一個四角附有吸盤的電子手臂，自動送樣，在系統拍下影像後自動取出，疊好。

l 每天可處理約一千個模版卡的測量

l 保持原整的影像及顏色記録，作為電子檔案處理

l 材質顏色㑹隨時間及環境（溫濕度及光照）而老化或改變，但電子檔可永久存儲而不會有任何改變

l 儲存不占地方，只視乎硬碟儲存量

l 電子檔案即時以互聯網作溝通，省時省郵費

l 經過色度專家的重新計算及模擬，重新訂出以影像方法來作灰卡評級的方程式，並經過兩年在歐洲各大測試中心的認證，其結果亦被BS及ISO組織所認可

 

其重點在於：

＜一＞ 以歐洲測試機構，人眼判色的結果來修正以往的色差公式，可反映出彩度與色度的差異轉化為明暗度的區別。

＜二＞ IS0通過兩年多在歐洲各自大測試機構進行試驗而得出下列的優良結果，才於2014年年底正式頒佈使用DigiGrade 系統的有關ISO標準。

表一說明：

每一個數字欄中，上層代表有關沾色灰階評估結果的偏差值，下層代表有關色變灰階估結果的偏差值。

Visual : 代表在測試機構中，使用專業人員作出的人眼評估結果的偏差值

Grade : 對比個別專業人員作出的人眼評估結果的偏差值

lab : 在每一間測試機構中，選出三位專業人員作為代表，平均出他們的評估的偏差值

DigiGrade:  使用DigiGrade 系統所得到各種的偏差值

Minimun:  最小偏差值

Maximum: 最大偏差值

Average : 平均偏差值

 

結論：

1) 人眼専業灰階評估結果，以測試機構的平均值，大致是0.5級 - 即半級的差距。這跟傳統或過去人眼灰卡評估的誤差結果接近。

2)  DigiGrade 的平均偏差，接近0.25級（即1/4級），而且各項偏差指標，都比專業人員的為少。故此，瑪莎百貨接受DigiGarde 為瑪莎百貨的測試標準儀器，並認可可將以往用人眼灰階評估，以半級為區間間隔，修改為以DigiGarde 為灰階評估的1/4級。

 

在亞洲及中國，判級人員普遍都犯了以下的操作問題: 

經常不使用灰卡罩，導至產生人眼判別錯誤

人眼受樣辦的環境顏色影響得非常厲害。所以灰卡評級都設計了一張只容相鄰灰階的灰卡罩，予操作人員在作灰卡評級的對比中使用。

因為，如果不用灰卡罩，會使對比的兩階灰階，受上下兩階的灰階所影響，而改變了原有兩階差別的感覺。

對於些印花產品，目標顏色也會受相鄰顏色影響而改變對目標顏色的感覺。

以下是顏色受鄰近色的嚴重影響的例子（圖六）

圖六說明:

圖中A、B色區, 均屬同一顏色。只是人眼受背境顏色或接鄰顏色所影響而改變了對目標顏色的感覺

如感到對A、B色屬同一顏色有所疑惑, 可剪下A、B色塊, 分別互換貼至對方在棋盤上的位置。

 

此外，由ISO舊有灰階對應色差的計算方式可見到，這已是過時的計算與標準，色差與灰階差其實是兩種不同的顏色偏差計算。在亞洲地區，很多技術人員仍未有意識到此問題，往往將灰階評級標準應用至色差或顏色的驗收標準，又將舊標準的CIE色差，應用至灰階的評級上，甚至用來驗證新的DigiGrade 系統。