đề tài phân tích các hệ màu ứng dụng màu sắc để đo chất lượng tp bài báo khoa học

- Khi bức xạ điện từ tấn công một vật thể, tương tác sinh ra sẽ bị ảnh hưởng bởi các đặctính của vật thể như màu sắc, hư hỏng vật lý và sự hiện diện của vật chất lạ trên bề mặt.Các loại

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC

TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC HỆ MÀU ỨNG DỤNG MÀU SẮC ĐỂ ĐOCHẤT LƯỢNG TP BÀI BÁO KHOA HỌC.

GVHD: Nguyễn Thị Thu HiềnNHÓM 7

CÁC THÀNH VIÊN:

1 Nguyễn Thị Hoài Thương - 20052305842 Phạm Thị Anh Thư - 2005230579

3 Trần Tố Uyên - 20052306494 Lê Đỗ Quyên - 20052304625 Võ Ngọc Yến Oanh- 20052304206 Lê Phước Lợi - 2005230276

năm 2024

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên xin cho phép nhóm chúng em gửi một lời cảm ơn chân thành nhấtđến giáo viên bộ môn Tính chất vật lý của vật liệu thực phẩm đồng thời là giáo viênhướng dẫn – cô Nguyễn Thị Thu Hiền, cô đã tận tình hướng dẫn nhóm từ lúc lên ýtưởng (bố cục của bài tiểu luận, cách phân bố nội dung, các nguồn tài liệu giúp ích choquá trình thực hiện đề tài), đến lúc hoàn thành đề tài Cảm ơn đến các thành viên củanhóm 7 đã hoàn thành nhiệm vụ được giao, tích cực đổi mới, sáng tạo, đóng góp ý kiếnvà hoạt động sôi nổi trong lúc thực hiện đề tài Cảm ơn một số bạn sinh viên cùng khoacủa trường đại học Công Thương Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ nhóm 7 trongquá trình thực hiện đề tài, đọc và cho nhận xét khách quan về bài tiểu luận của nhóm.

MỤC LỤ

LÍ DO NGHIÊN CỨU VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 4

PHẦN: KIẾN THỨC CƠ BẢN (PHẦN DỊCH TRONG SGK) 5

4.1.SỰ TƯƠNG TÁC CỦA CÁC VẬT THỂ VỚI ÁNH SÁNG 5

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

BÀI BÁO KHOA HỌC: PHÁT HIỆN SỰ PHA TRỘN CỦA BỘT SẮN DÂY THEO-MIỀN THỜI GIAN TERAHERTZ QUANG PHỔ 36

a Phương pháp mô hình hóa 40

b Phương pháp lựa chọn biến 41

BẢNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÔNG VIỆC NHÓM 54ĐÁNH GIÁ CÁC NHÓM 55

 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: sự tương tác của các vật thể với ánh sáng và các hệ màu. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp phân tích và tổng hợp lí thuyết.

PHẦN: KIẾN THỨC CƠ BẢN (PHẦN DỊCH TRONG SGK)4.1.SỰ TƯƠNG TÁC CỦA CÁC VẬT THỂ VỚI ÁNH SÁNG

- Khi bức xạ điện từ tấn công một vật thể, tương tác sinh ra sẽ bị ảnh hưởng bởi các đặctính của vật thể như màu sắc, hư hỏng vật lý và sự hiện diện của vật chất lạ trên bề mặt.Các loại bức xạ điện từ khác nhau có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng thực phẩm Ví dụ, bức xạ cận hồng ngoại có thể được sử dụng để đo độ ẩm và các khuyết tậtbên trong có thể được phát hiện bằng tia X.

- Bức xạ điện từ được truyền dưới dạng sóng và có thể phân loại theo bước sóng và tần số Phổ điện từ được thể hiện trên hình 4.1

- Sóng điện từ là một loại bức xạ bao gồm các điện trường và từ trường dao động vuông góc với nhau Chúng có thể truyền qua chân không hoặc qua môi trường, chẳng hạn như không khí hoặc nước Sóng điện từ được đặc trưng bởi bước sóng và tần số.

- Bước sóng là khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp Nó được đo bằng mét (m).

- Tần số là số sóng đi qua một điểm trong một khoảng thời gian nhất định Nó được đo bằng Hertz (Hz).

- Mối quan hệ giữa bước sóng và tần số được biểu diễn bởi công thức sau:

+ Sóng radio có bước sóng dài nhất và tần số thấp nhất Chúng được sử dụng cho phát thanh và truyền hình.

+ Sóng vi ba có bước sóng ngắn hơn và tần số cao hơn sóng radio Chúng được sửdụng để nấu ăn, radar và truyền thông không dây.

+ Sóng hồng ngoại có bước sóng thậm chí ngắn hơn và tần số cao hơn sóng vi ba Chúng được sử dụng cho kính nhìn đêm và đèn sưởi.

+ Ánh sáng khả kiến có một dải bước sóng và tần số hẹp mà mắt người có thể nhìn thấy Nó được sử dụng cho thị giác và nhiếp ảnh.

+ Tia cực tím có bước sóng ngắn hơn và tần số cao hơn ánh sáng khả kiến Chúng có thể gây cháy nắng và có thể được sử dụng để tiệt trùng thiết bị.

+ Tia X có bước sóng thậm chí ngắn hơn và tần số cao hơn tia cực tím Chúng được sử dụng cho hình ảnh y tế và kiểm tra an ninh.

+ Tia gamma có bước sóng ngắn nhất và tần số cao nhất trong tất cả các sóng điệntừ Chúng được phát ra bởi hạt nhân phóng xạ và có thể được sử dụng để tiêu diệt tế bào ung thư.

được truyền cho vật chất.

+ Chúng có thể mang năng lượng Điều này có nghĩa là chúng có thể được sử dụng để thực hiện công việc.

+ Sóng điện từ là cần thiết cho sự sống trên Trái đất Chúng chịu trách nhiệm cho quá trình quang hợp, thị giác và giao tiếp Chúng cũng được sử dụng trong nhiều công nghệ khác nhau, chẳng hạn như radio, truyền hình, radar và hình ảnhy tế.

- Các tính chất khác của sóng điện từ

Ngoài các tính chất được liệt kê ở trên, sóng điện từ còn có một số tính chất khác:

- Bức xạ có thể thể hiện tính chất của cả sóng và hạt Ánh sáng khả kiến hoạt động như thể nó được truyền đi trong các đơn vị riêng biệt gọi là proton Mỗi proton có năng lượng E, có thể được tính bằng:

E= hf

Trong đó h là hằng số planck (6,626 * 10^-34 J.s)

- Khi bức xạ có bước sóng cụ thể chiếu vào một vật thể, nó có thể bị phản xạ, truyền qua hoặc hấp thụ (Hình 4.2) Tỷ lệ tương đối của các loại bức xạ này xác định diện mạo của vật thể.

- Một vật liệu được gọi là trong suốt khi ánh sáng chiếu vào nó đi qua với ít phản xạ và hấp thụ nhất Ngược lại của tính trong suốt là tính bất minh Nghĩa là, một vật thể không cho phép truyền qua ánh sáng nhưng hấp thụ và/hoặc phản xạ tất cả ánh sáng chiếu tới được gọi là mờ đục

- Trên các bề mặt mờ đục, một số bước sóng ánh sáng nhất định bị hấp thụ và các bước sóng khác bị phản xạ Do đó, màu sắc được hình thành Nếu tất cả ánh

sáng khả kiến bị hấp thụ, vật thể có màu đen Nếu cả phản xạ và truyền qua xảy ra, vật liệu được gọi là mờ.

Nucleus: Hạt nhân

Compton electron: tán xạ ComptonIncident X-ray: tia X

Scattered photon: photon tán xạ

Hình minh họa sự tương tác giữa bức xạ và vật chất

R=IrefIo

Hình 4.2 Hiệu ứng của bức xạ tới đối tượng

- Hiệu ứng của bức xạ tới đối tượng phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm:+ Loại bức xạ: Các loại bức xạ khác nhau, như tia X, tia UV, ánh sáng khả kiến,

bức xạ hồng ngoại, vi sóng và sóng vô tuyến, có các đặc tính khác nhau và tương tác với vật chất theo nhiều cách khác nhau.

+ Năng lượng của bức xạ: Bức xạ năng lượng cao nói chung có tác động đáng kể hơn đến vật liệu so với bức xạ năng lượng thấp.

+ Bước sóng của bức xạ: Bước sóng của bức xạ liên quan đến năng lượng của nó Bước sóng ngắn hơn (năng lượng cao hơn) có xu hướng tương tác mạnh mẽ hơnvới vật chất.

+ Đặc tính của vật liệu: Thành phần, mật độ và cấu trúc nguyên tử của vật liệu ảnhhưởng đến cách nó hấp thụ, phản xạ hoặc truyền qua bức xạ.

- Dưới đây là một số hiệu ứng chung của bức xạ tới đối tượng:

+ Hấp thụ: Khi bức xạ tương tác với vật liệu, năng lượng của nó có thể được các nguyên tử hoặc phân tử hấp thụ Sự hấp thụ này có thể gây ra các hiệu ứng khác

nhau, chẳng hạn như làm nóng vật liệu (thường gặp với bức xạ hồng ngoại), phávỡ các liên kết hóa học (tia UV có thể làm hỏng vật liệu hữu cơ) hoặc ion hóa nguyên tử (tia X năng lượng cao và tia gamma).

+ Phản xạ: Vật liệu có thể phản xạ một phần bức xạ trở lại môi trường Phản xạ phụ thuộc vào góc tới, đặc tính bề mặt của vật liệu và bước sóng của bức xạ Gương là một ví dụ điển hình về phản xạ.

+ Truyền qua: Trong một số trường hợp, bức xạ có thể đi qua vật liệu với ít hoặc không có tương tác Điều này phổ biến với bức xạ năng lượng thấp hoặc vật liệutrong suốt đối với các bước sóng cụ thể (như ánh sáng khả kiến đi qua kính).+ Phát ra: Trong một số trường hợp, bức xạ được hấp thụ có thể khiến vật liệu

phát ra bức xạ có bước sóng khác nhau Hiện tượng này được gọi là phát quang Ví dụ bao gồm đèn huỳnh quang, hấp thụ tia UV và phát ra ánh sáng khả kiến.- Hiệu ứng cụ thể của bức xạ tới đối tượng đóng vai trò quan trọng trong nhiều

+ Quang học: Phản xạ, khúc xạ và truyền qua ánh sáng rất quan trọng cho việc thiết kế thấu kính, gương và các thành phần quang học khác.

+ Sản xuất năng lượng: Năng lượng mặt trời sử dụng sự hấp thụ ánh sáng mặt trời bởi vật liệu để tạo ra điện năng.

A=log(I 1I 2)(4.5)

- Mật độ quang (OD) là thước đo lượng năng lượng tới tương đối được truyền quasự vật.

OD=log(IoutIo )=log(T1)(4.6)

- Có hai loại phản xạ: phản xạ khuếch tán và phản xạ gương Trong phản xạ khuếch tán, bức xạ bị phản xạ như nhau theo mọi hướng (Hình 4.5) Khi bề mặt gồ ghề, ánh sáng tới sẽ nảy xung quanh và sẽ tăng lên một lượng ánh sáng khuếch tán lớn hơn Bề mặt mờ phản chiếu ánh sáng một cách lan tỏa.

- Sự phản xạ gương có tính định hướng cao thay vì khuếch tán Góc phản xạ bằnggóc tới của chùm tia bức xạ (Hình 4.6) Nó chủ yếu chịu trách nhiệm cho độ bóng hoặc sáng bóng

Hình 4.4 Sự truyền

Hình 4.5.Phản xạ khuếch tán

Hình 4.8 Truyền thẳng.

- Truyền thẳng là ánh sáng truyền qua vật thể mà không bị khuếch tán Đường thẳngphép đo truyền được sử dụng rộng rãi trong phân tích hóa học và đo màu của chất lỏng(Hình 4.8).

-Khi ánh sáng truyền qua môi trường này sang môi trường khác, tốc độ ánh sáng thay đổi Điều này làm cho ánh sáng uốn cong khi nó đi vào một môi trường khác trừ khi nóchạm trực tiếp vuông góc với đường biên (Hình 4.9) Hiện tượng này được gọi là khúc xạ Tỷ số giữa tốc độ ánh sáng trong một môi trường (ví dụ: không khí) với tốc độ ánh sáng ở một chất khác được gọi là chiết suất của vật liệu

4.9 Khúc xạ ánh sáng

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng xảy ra khi cho một chùm tia điện từ đi qua hai môi trường khác nhau (ví dụ ánh sáng chiếu từ không khí vào nước) Kết quả là tốc độ của chùm tia điện từ đi vào môi trường thứ hai sẽ khác nhau và có sự chuyển hướng khi nótiếp xúc với bề mặt phân cách của hai môi trường khác nhau tia sáng đi ra môi trường thứ hai sẽ tạo ra một góc lệch β so với hướng tia sáng đi vào (Hình 4 9)

Hiện tượng khúc xạ ánh sáng

4.2 MÀU SẮC

- Màu sắc là một trong những thuộc tính chất lượng quan trọng của thực phẩm Mặc dùnó không nhất thiết phản ánh giá trị dinh dưỡng, hương vị hoặc chức năng nhưng nó quyết định khả năng chấp nhận sản phẩm của người tiêu dùng.

- Đôi khi, thay vì phân tích hóa học, phép đo màu có thể được sử dụng nếu có mối tương quan giữa sự hiện diện của thành phần màu và hóa chất trong thực phẩm vì phép đo màu đơn giản và nhanh hơn phân tích hóa học Ví dụ, tổng hàm lượng carotenoid trong bí có thể được xác định từ các phép đo màu sắc mà không cần thực hiện phân tích hóa học vì có một mối tương quan giữa hàm lượng carotenoid tổng số và màu sắc của bí (Francis, 1962).

- Có thể theo dõi những thay đổi về màu sắc của sản phẩm trong quá trình bảo quản, trưởng thành, chế biến, v.v Màu sắc thường được dùng để xác định độ chín của quả Màu sắc của khoai tây chiên phần lớn được quyết định bởi hàm lượng đường giảm, điều kiện bảo quản của khoai tây và quá trình chế biến tiếp theo Màu sắc của bột phản ánh lượng cám Ngoài ra, bột mì mới xay có màu vàng do có chứa xanthophylls.

- Màu sắc là một hiện tượng cảm nhận phụ thuộc vào người quan sát và điều kiện quan sát màu sắc Đó là một đặc tính của ánh sáng, có thể đo được về cường độ và bước sóng Màu sắc của vật liệu chỉ hiển thị khi ánh sáng từ vật hoặc nguồn phát sáng chiếu sáng hoặc chiếu vào bề mặt.

- Ánh sáng được định nghĩa là năng lượng bức xạ được đánh giá bằng mắt thường có tần số từ khoảng 3,9 × 10 14 Hz đến 7,9 × 10 14 Hz trong phổ điện từ (Hình 4.1) Ánh sáng có bước sóng khác nhau được coi là có màu sắc khác nhau Nhiều nguồn sáng phát ra bức xạ điện từ tương đối cân bằng ở tất cả các bước sóng có trong vùng khả kiến Do đó, ánh sáng xuất hiện màu trắng đối với mắt người Tuy nhiên, khi ánh sáng tương tác với vật chất, chỉ những bước sóng nhất định trong vùng khả kiến mới có thể được truyền đi hoặc phản xạ Các bức xạ thu được ở các mức khác nhau Các bước sóng được mắt người cảm nhận dưới dạng các màu khác nhau và một số bước sóng có cường độ rõ rệt hơn các bước sóng khác Nghĩa là, màu sắc phát sinh từ sự hiện diện của ánh sáng với cường độ lớn hơn ở một số bước sóng so với các bước sóng khác.- Sự hấp thụ chọn lọc các lượng bước sóng khác nhau trong vùng khả kiến sẽ quyết định màu sắc của vật thể Người quan sát có thể nhìn thấy bước sóng không bị hấp thụ nhưng bị phản xạ hoặc truyền qua một vật thể Ví dụ, một vật thể màu xanh lam phản chiếu quang phổ ánh sáng xanh lam nhưng lại hấp thụ màu đỏ, cam, vàng, lục và tím Nếu toàn bộ năng lượng bức xạ trong vùng khả kiến bị phản xạ từ một bề mặt mờ đục thì vật thể đó sẽ có màu trắng Nếu bị hấp thụ gần như hoàn toàn thì vật có màu đen Khi sự hấp thụ là quá trình chủ đạo, màu sắc thu được không đậm.

- Về mặt vật lý, màu sắc của vật thể được đo và biểu thị bằng các đường cong quang phổ, là đồ thị phân số của ánh sáng tới (phản xạ hoặc truyền qua) dưới dạng hàm của bước sóng trong toàn bộ phổ khả kiến (Hình 4.10).

- Cần có một vật thể, nguồn sáng hoặc vật chiếu sáng và người quan sát để nhận biết sựhiện diện của màu sắc Nguồn sáng và chất chiếu sáng thường bị nhầm lẫn Một nguồn

sáng có thể được bật và tắt và có thể được sử dụng để xem một vật thể Mặt khác, đèn chiếu sáng là một mô tả toán học của nguồn sáng.

- Để phát hiện sự khác biệt về màu sắc dưới ánh sáng khuếch tán, thường sử dụng cả ánh sáng ban ngày tự nhiên và ánh sáng ban ngày mô phỏng nhân tạo Cửa sổ hướng vềphía bắc không có ánh nắng trực tiếp là nguồn sáng tự nhiên thường được sử dụng để kiểm tra màu sắc bằng mắt Tuy nhiên, ánh sáng ban ngày tự nhiên khác nhau rất nhiềuvề chất lượng quang phổ theo hướng nhìn, thời gian trong ngày và năm, thời tiết và vị trí địa lý Vì vậy, ánh sáng ban ngày mô phỏng thường được sử dụng trong thử nghiệm công nghiệp Nguồn ánh sáng nhân tạo có thể được tiêu chuẩn hóa và vẫn ổn định về chất lượng Ủy ban Quốc tế de l'Eclairage (CIE) (Ủy ban Quốc tế về Chiếu sáng) đã đề xuất ba nguồn sáng có thể tái tạo trong phòng thí nghiệm vào năm 1931 Nguồn sáng A xác định ánh sáng điển hình của đèn sợi đốt, nguồn sáng B tượng trưng cho ánhsáng mặt trời trực tiếp và nguồn sáng C tượng trưng cho ánh sáng ban ngày trung bình từ toàn bộ bầu trời Dựa trên các phép đo ánh sáng ban ngày, CIE đã khuyến nghị một loạt đèn chiếu sáng D vào năm 1966 để thể hiện ánh sáng ban ngày.

Những nguồn sáng này thể hiện ánh sáng ban ngày đầy đủ và chính xác hơn các nguồn sáng B và C Ngoài ra, chúng còn được xác định cho chuỗi nhiệt độ màu từ vàng đến xanh hoàn chỉnh Đèn chiếu sáng D thường được xác định bằng hai chữ số đầu tiên củanhiệt độ màu của chúng.

- Sợi đốt và phát quang là hai cách chính để tạo ra ánh sáng Sự phát sáng là ánh sáng từ năng lượng nhiệt Làm nóng nguồn bóng đèn đến nhiệt độ đủ cao sẽ làm cho bóng đèn phát sáng Sự phát sáng của các ngôi sao và mặt trời là nhờ sự phát sáng Sự phát quang là ánh sáng từ các nguồn năng lượng khác không phụ thuộc vào nhiệt Vì vậy, nó còn được gọi là ánh sáng lạnh Nó có thể được tạo ra ở nhiệt độ phòng hoặc thậm chí thấp hơn Vật lý lượng tử giải thích sự phát quang là sự chuyển động của các electron từ trạng thái cơ bản (mức năng lượng thấp nhất) sang trạng thái năng lượng

cao Electron trả lại năng lượng dưới dạng photon ánh sáng khi nó trở về trạng thái cơ bản Nếu khoảng thời gian giữa hai bước ngắn (vài micro giây), quá trình này được gọi là huỳnh quang Nếu khoảng thời gian dài (giờ), quá trình này được gọi là lân quang

Huỳnh quang được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của Aspergillus ,

sinh ra aflatoxin.

- Mắt người là cơ quan quan sát xác định màu sắc Mắt có thể xác định khoảng 10 triệumàu, điều này các thiết bị không thể làm được Những người tin rằng mắt là cơ quan quan sát màu sắc quan trọng nhất cho rằng việc đánh giá màu sắc có thể được thực hiệnhoàn toàn bằng cách kết hợp trực quan với các thẻ màu Tuy nhiên, nhận thức của mỗi người về màu sắc là khác nhau Sự kết hợp màu sắc có thể mang tính chủ quan cao vì tầm nhìn màu sắc rất khác nhau ở mỗi người tùy thuộc vào độ tuổi, giới tính , đặc điểmdi truyền và tâm trạng Vì vậy, các phương pháp công cụ để đo màu đã được

đã phát triển.

4.2.1 Thiết bị đo màu

Dụng cụ đo màu được phân thành hai loại: máy đo quang phổ và máy đo màu.

4.2.1.1 Máy quang phổ

-Các phương pháp đo màu ban đầu dựa trên thông số truyền qua hoặc phản xạ - phép đo nhiệt độ (Billmeyer & Saltzman, 1981) Trong máy quang phổ, cần có ba máy chiếu, mỗi máy có bộ lọc màu đỏ, xanh lá cây hoặc xanh lam ở phía trước ống kính.-Các chùm ánh sáng đỏ, xanh lục hoặc xanh lam tập trung vào một màn hình sao cho chúng chồng lên nhau trên nửa vòng tròn Nửa còn lại được chiếu sáng bởi một máy chiếu khác hoặc bằng ánh sáng quang phổ thuần khiết từ lăng kính hoặc cách tử Ngườiquan sát có thể nhìn thấy cả hai nửa vòng tròn màn hình cùng một lúc Mỗi máy chiếu được trang bị một bộ biến trở để thay đổi lượng ánh sáng từ mỗi nguồn màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam Người quan sát có thể xác định lượng màu đỏ, xanh lục và xanh

lam cần thiết để phù hợp với hầu hết mọi màu quang phổ bằng cách thay đổi lượng ánhsáng Màu quang phổ có thể được xác định theo lượng màu đỏ, lục và lam (Francis, 1983).

- Các nhà khoa học về thị giác đã tạo ra một bộ hàm toán học đặc biệt X , Y và Z để thay thế tương ứng các đèn đỏ, lục và lam Các hàm khớp màu cho đèn X , Y và Z đều

là số dương và được gắn nhãn là Màu sắc có thể được điều chỉnh bằng cách sử

dụng lượng ánh sáng X , Y và Z thích hợp Lượng ánh sáng X , Y và Z cần thiết để phù hợp với một màu được gọi là tristimulus của màu

- Dữ liệu màu đỏ, lục, lam của các màu quang phổ được lấy và chuyển thành tọa độ X , Y , Z Sau đó, phản ứng của mắt người đối với bước sóng được vẽ đồ thị (Hình 4.11)

Những cái này

đường cong chuẩn hóa được gọi là CIE đường cong quan sát tiêu chuẩn

- Sử dụng dữ liệu trong Hình 4.11, màu sắc có thể được tính toán từ phổ phản xạ hoặc

phổ truyền qua Phổ mẫu ( R ) được nhân với phổ của nguồn sáng ( E ) và diện tích

dưới đường cong được tích phân theo đường cong quan sát tiêu chuẩn (Francis, 2005) Điều này có thể được mô tả bằng toán học bởi các phương trình tích phân:

(4.8)

(4.9)

- Trong máy quang phổ, ánh sáng thường được tách thành phổ bằng lăng kính hoặc cách tử nhiễu xạ trước khi chọn từng dải bước sóng để đo Các thiết bị cũng đã được phát triển trong đó các dải tần hẹp được lựa chọn bởi các bộ lọc nhiễu Độ phân giải quang phổ của thiết bị phụ thuộc vào độ hẹp của các dải được sử dụng cho mỗi phép đoliên tiếp Máy đo quang phổ chứa bộ đơn sắc và điốt quang đo đường cong phản xạ củamàu của sản phẩm cứ sau 10 nm hoặc ít hơn Phân tích thường tạo ra 30 điểm dữ liệu trở lên với thành phần màu chính xáccó thể được tính toán.

- Máy đo quang phổ đo hệ số phản xạ của từng bước sóng và cho phép tính toán giá trị ba kích thích Ưu điểm của máy đo quang phổ so với phép đo màu tristimulus là thu được thông tin đầy đủ để tính toán giá trị màu cho bất kỳ chất chiếu sáng và siêu chất nào, đó là sự khác biệt về màu sắc trong các ánh sáng khác nhau và ở các góc khác nhau được tự động phát hiện Tuy nhiên, máy quang phổ chất lượng cao rất đắt tiền và phép đo mất nhiều thời gian hơn.

4.2.1.2 Máy đo màu

- Trước những năm 1950, việc tính toán dữ liệu X , Y , Z từ quang phổ rất phổ biến

nhưng đòi hỏi công việc tính toán dẫn đến sự phát triển của tích hợp điện tử Máy đo màu Tristimulus được phát triển vì việc tích hợp máy đo quang phổ rất tốn kém Máy đo màu tristimulus có ba thành phần chính:

1 Nguồn chiếu sáng

2 Sự kết hợp của các bộ lọc được sử dụng để điều chỉnh sự phân bố năng lượng của ánh sáng tới/phản xạ

3 Máy dò quang điện chuyển đổi ánh sáng phản xạ thành đầu ra điện

- Mỗi màu có một mẫu phản xạ dấu vân tay trong quang phổ Máy đo màu đo màu thông qua ba bộ lọc dải rộng tương ứng với đường cong độ nhạy quang phổ Các phép đo được thực hiện trên máy đo màu tristimulus thường mang tính chất so sánh Cần sử

dụng chuẩn đã được hiệu chuẩn có màu sắc tương tự với vật liệu cần đo để đạt được kết quả đo chính xác nhất.

- Mỗi màu có giá trị tristimulus riêng để phân biệt với bất kỳ màu nào khác Những giá trị này có thể được đo để xác định xem màu sắc có chính xác hay không Chúng cũng có thể được sử dụng để xác định hướng và mức độ khác biệt về màu sắc

4.2.2 Hệ thống thứ tự màu

Một loạt các hệ thống đã được phát triển để mô tả màu sắc Hệ thống thứ tự màu sắc là sự sắp xếp ba chiều của màu sắc theo hình thức bên ngoài Mỗi màu có một ký hiệu liên quan đến vị trí của nó trong cách sắp xếp.

4.2.2.1 Hệ màu Munsell

- Hệ thống màu Munsell được phát triển vào năm 1898 bởi một nghệ sĩ và giáo viên người Mỹ, Albert Munsell (Marcus, 1998) Hàng nghìn màu có thể được mô tả bằng cách sử dụng màu sắc, giá trị (độ sáng) và sắc độ (độ bão hòa) trong hệ màu này (Hình 4.12).

- Màu sắc là đặc tính để phân biệt màu này với màu khác Nó là thuộc tính tương ứng với việc vật thể có màu đỏ, cam, vàng, xanh hay tím Nhận thức về màu sắc này là kết quả của sự khác biệt trong việc hấp thụ năng lượng bức xạ ở các bước sóng khác nhau Bước sóng ngắn từ 425 đến 490nm phản xạ màu nhiều hơn so với các bước sóng khác và đó là vùng có màu xanh dương Vùng có bước sóng năng lượng bức xạ ở phạm vi giữa có màu xanh lá cây và màu vàng Vùng bước sóng bức xạ dài nhất từ 640 đến 740nm là màu đỏ

Hình 4 5 Hệ màu Munsell

Màu sắc được xác định trên cây màu Munsell theo hướng chu vi bởi năm màu chính vànăm màu trung gian Các chữ cái dùng để chỉ các màu chính là R (đỏ), Y (vàng), G (xanh lá cây), B (xanh lam), P (tím) và các chữ cái trung gian của chúng là YR (vàng-đỏ), GY (xanh-vàng), BG (xanh lam), PB (xanh tím) và RP (đỏ-tím) Mỗi điểm nằm ở điểm giữa của thang điểm từ 1 đến 10 Người ta có thể bắt đầu ở 1R: 1R, 2R, , 5R (hoặcR), , 10R, 1YR, , 5YR (YR), , 10 YR, v.v., v.v., cứ thế quanh vòng tròn đến 10RP và 1R một lần nữa Thang màu từ 1 đến 100 cũng gặp phải.

- Giá trị được Munsell định nghĩa là chất lượng mà nhờ đó màu sáng có thể được phân biệt với màu tối Giá trị là trục trung tính đề cập đến mức độ xám của màu từ trắng đến đen (Hình 4.12) Nó còn được gọi là độ sáng, cường độ sáng và đôi khi là độ sáng Nó mô tả mối quan hệ giữa ánh sáng phản xạ và ánh sáng hấp thụ mà không quan tâm đến

bước sóng cụ thể Thang giá trị bao gồm 10 bước theo chiều dọc, từ đen (0) đến trắng (10) trong hệ thống Munsell.

- “Chroma” là chất lượng để phân biệt màu sắc thuần khiết với màu xám Trục sắc độ (độ bão hòa hoặc độ tinh khiết) kéo dài từ trục giá trị (độ sáng) hướng tới màu sắc thuần khiết Màu pastel có độ bão hòa thấp trong khi màu thuần khiết được cho là có độ bão hòa cao Hai vật thể có cùng độ sáng và màu sắc có thể được phân biệt bằng độ bão hòa của chúng Trong hệ thống Munsell, sắc độ được xác định bằng 10 bước trở lên (tối đa 16 bước) theo hướng xuyên tâm Nó là thước đo sự khác biệt so với màu xám có cùng độ sáng.

- Ký hiệu màu Munsell luôn được viết theo cùng trình tự với giá trị màu sắc/sắc độ Do

đó, màu được biểu thị bằng 6,5R 2,6 / 2,2 biểu thị sản phẩm có sắc độ đỏ là 6,5, giá trị

là 2,6 và sắc độ là 2,2.

- Trong hệ thống Munsell, ba hoặc bốn đĩa chồng lên nhau được sử dụng, mỗi đĩa cho màu sắc và sắc độ và một hoặc hai đĩa để điều chỉnh giá trị Các đĩa được điều chỉnh cho đến khi màu thu được bằng cách quay nhanh các đĩa khớp với màu của vật thể được thử nghiệm.

- Hiện có các chương trình máy tính cho phép tính các ký hiệu Munsell từ các giá trị X, Y và Z trong không gian màu CIE Trítimulus, và ngược lại.

4.2.2.2 Hệ màu CIE

- Một trong những hệ thống nổi tiếng để mô tả màu sắc là hệ màu CIE do Ủy ban Chiếu sáng Liên quốc gia phát triển vào năm 1931 Đây là hệ ba màu, tức là bất kỳ màu nào cũng có thể được kết hợp bằng cách kết hợp phù hợp ba màu cơ bản —đỏ, lục

và lam lần lượt được biểu thị bằng X , Y và Z.

Hình 4 6 Đồ thị màu của hệ màu CIE.

- Hệ thống này sử dụng biểu đồ màu sắc để chỉ định các màu khác nhau Khi xác định thông số kỹ thuật cho một màu, độ phản xạ và độ truyền qua ở mỗi bước sóng sẽ được đo Các giá trị này được tính trọng số bởi các hàm biểu thị cường độ phản xạ tương đốiở các bước sóng khác nhau mà người quan sát tiêu chuẩn sẽ cảm nhận được là xanh lam, xanh lục và đỏ Việc áp dụng trọng số vào đường cong phản xạ sẽ cho ra các giá

trị được biểu thị bằng chữ in hoa X , Y và Z

- Các giá trị này sau đó được sử dụng để tính tọa độ màu, được chỉ định bởi chữ thường

x (đỏ), y (xanh lục) và z (xanh lam) Giá trị của x có thể được tính bằng:

(4.10)

- Giá trị của y và z có thể được tính bằng cách thay X bằng Y và Z tương ứng ở tử số Vìtổng tọa độ màu ( x , y và z ) luôn bằng nhau nên chỉ riêng giá trị x và y có thể được sử dụng để mô tả một màu Khi vẽ x và y , sẽ thu được biểu đồ màu Chiều thứ ba của độ

sáng được xác định bởi giá trị Y tristimulus Màu sắc được xác định bởi sắc độ của nó tọa độ x và y và độ sáng của nó, giá trị tristimulus Y Tất cả các màu thực đều nằm

trong quỹ tích hình móng ngựa được đánh dấu bằng bước sóng của các màu quang phổ.Màu sắc được đọc từ sơ đồ Khi điểm đã được định vị trên sơ đồ, màu sắc (bước sóng chiếm ưu thế) và độ tinh khiết (phần trăm bão hòa) của màu sẽ được xác định.

4.2.2.3 Không gian màu CIE L*a*b* (CIELAB)

- Phương pháp đo màu CIELAB được phát triển vào năm 1976 và mang lại nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống được phát triển vào năm 1931 Phương pháp này đồng nhất hơn và dựa trên các màu hữu ích hơn và được chấp nhận hơn, mô tả lý thuyết về các màu đối lập.

Vị trí của bất kỳ màu sắc trong không gian màu CIEL B được xác định bởi ba trục

tọa độ màu: L*, a* và b* trong đó: Trục L: là giá trị L* đại diện cho sự khác biệt giữa độ sáng (L* 100) và độ tối (L* 0) Trục a-a*: là giá trị a* đại diện cho một sự thay đổi từ màu xanh lá cây (-a*) sang màu đỏ (+ a*) Trục b-b*: là giá trị b*

đại diện cho sự thay đổi từ màu xanh dương (-b*) sang vàng (+ b*)

Màu sắc được mô tả qua ba tọa độ L*, a* và b* Các tọa độ L* , a ∗ , b∗ trong hệ

không gian màu CIELAB có thể được tính qua 3 giá trị tương quan theo phuơng trình (Marcus, 1998) sau:

trong đó chỉ số dưới n đề cập đến các giá trị của bộ khuếch tán hoàn hảo cho người

quan sát tiêu chuẩn và nguồn sáng nhất định.

Và

Các phương trình màu tương tự có thể được sử dụng cho Y và Z bằng cách thay thế X

- Màu sắc cũng có thể được định vị bằng tọa độ hình trụ trong không gian màu

CIELAB Phiên bản hình trụ của hệ thống L* , a* , b* được gọi là không gian màu CIEL*C* h* và nó giống với hệ thống thứ tự màu Munsell, tương ứng với các thuộc tính cảm nhận về độ sáng ( L * ), sắc độ ( C * ) và màu sắc ( h * ) (McLaren, 1976) L* là tọa độ độ sáng như trong L * a * b * ; C * là tọa độ sắc độ,

đó là khoảng cách vuông góc với độ sáng; và h* là góc màu được biểu thị bằng độ với 0

0 là một vị trí trên trục + a * , tiếp tục đến 90 0 cho + b *, trục 180 0 cho − a * , 270 0 với