一种用于施工现场建筑材料配色取色的工具及配色方法

摘要

本发明公开了一种用于施工现场建筑材料配色取色的工具及配色方法，工具包括观测筒、外罩壳、环形凸透镜、底垫和拍摄设备；观测筒包括空心的底座和底座上端的圆筒体，底座的底部为锥体、顶部为外凸的环形凸体，环形凸体的内壁固定有光源体，环形凸体内腔的底面和顶面之间连接环形凸透镜，底座的底面为开口面，圆筒体顶面的封板上有安装拍摄设备的中心圆孔，中心圆孔位于底座的周向中心线上；外罩壳套于观测筒底部，底垫套于观测筒下端口外，同时使外罩壳周向限位，底垫上有对应取色位置的中心圆孔。取色工具获取的数据信息按照指定精度对其获取的颜色数量进行优化，并针对参与配平材料的RGB三原色取色并进行分解，通过组合计算得到其最佳配比。

说明书

技术领域

本发明属于建筑领域，具体为一种用于施工现场建筑材料配色取色的工具及配色方法。

背景技术

随着国家强制标准以及业主对建筑品质要求的提高，越来越多的饰面与抹灰工程的二次修补工作对面层成型质量要求愈发严格，尤其因施工工艺造成面层缺陷需要进行修复的饰面工程，对分段施工材料的拼接成型效果、色差控制也提出更高的要求。

颜色色差的调配均受环境湿度、照明条件、材料批次、施工间隙、工人技术水平影响。现阶段施工现场均采用人工目测调色，因此取色、调色标准均无检测标准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对指定样板进行取色的工具，并根据该工具获取的信息得出参与配平材料的掺合比例的方法。

本发明提供的这种用于施工现场建筑材料配色取色的工具，包括观测筒、外罩壳、环形凸透镜、底垫和拍摄设备；观测筒包括空心的底座和底座上端的圆筒体，底座的底部为锥体、顶部为外凸的环形凸体，环形凸体的内壁固定有光源体，环形凸体内腔的底面和顶面之间连接有环形凸透镜，底座的底面为开口面，圆筒体的顶面有封板，封板上有用于安装拍摄设备的中心圆孔，中心圆孔位于底座的周向中心线上；外罩壳套于观测筒的底部，底垫套于观测筒的下端口外，同时使外罩壳周向限位，底垫上有对应取色位置的中心圆孔。

上述技术方案的一种实施方式中，所述底座的锥体内壁有光滑的镜面反光层。

上述技术方案的一种实施方式中，所述环形凸体的内壁中部设置有带均光罩的环形LED灯带作为光源体。

上述技术方案的一种实施方式中，所述圆筒体的内腔下部为锥形、上部为倒锥形，下部内壁有光滑的镜面反光层、上部内壁有黑色吸光材料层，所述封板的内表面有黑色吸光材料层。

上述技术方案的一种实施方式中，所述外罩壳包括锥壳、中部环板和顶部环板，中部环板和顶部环板分别连接于锥壳内壁的中部和锥壳顶面，锥壳的下端支撑于所述底座的锥体底部外壁，中部环板的内缘支撑于底座的环形凸体外壁，顶部环板套于所述观测筒的圆筒体外。

上述技术方案的一种实施方式中，所述底垫为盘状体，其上有中心圆孔，底垫内表面对应中心圆孔的周围有凸环，底垫的外缘有竖向的挡环，通过挡环使所述锥体和锥壳周向限位。

上述技术方案的一种实施方式中，所述底垫的内表面为镜面反光层的漫反射面。

上述技术方案的一种实施方式中，所述拍摄设备为数码相机或者摄像头。

本发明提供的这种利用上述工具对已施工的建筑样板取色配色的方法，包括以下步骤：

(1)选取位置不同的多个拍摄位置，并做好标记；

(2)给底座内的光源体通电，将拍摄设备安装于圆筒体顶部的圆孔处；

(3)根据拍摄设备的参数要求调整光源体的功率，使其发出的光满足拍摄设备对光源的要求；

(4)使底垫上的中心圆孔处与步骤(1)选定的各个位置的表面分别接触好后拍摄设备拍照并保存；

(5)将步骤(4)所拍照片通过计算机进行分析取色，通过调色配平算法对目标颜色进行配平，得到配置料的比例数据；

(6)将步骤(5)得到的配置料进行样板配色，并与目标颜色进行比对修正，得到符合要求的配色样板。

上述方法中，步骤(5)包括以下步骤：

(5.1)、调色配平的取色范围划定

将拍摄照片的圆形视野轮廓范围边界均分成多个区域，并从视野轮廓范围边界上的各均分点往轮廓范围的中心处连线，在各均分点之间连线，取中心点与各均分点连线框围成的区域作为取色范围；

(5.2)取色算法

将步骤(1)划定的取色范围均分成多个区域，每个区域分别有均分点与中心点相连的对角线，将所有与对角线垂直相交的点作为基础点，对基础点所有光学三原色RGB进行整合简化，得出与对角线垂直相交线的计算数字(RGB)

(RGB)

式中R

R

G

G

B

B

由此得到(RGB)

F(R)＝R

F(G)＝G

F(B)＝B

取三者的交集得到对应的(RGB)

上述方法中，步骤(6)包括以下步骤：

(6.1)配平材料的掺合比例确定

根据步骤(5)对可以得到：

RGB

联立三元一次方程式①、②、③，可得到配比a、b、c；a、b、c为达到待配颜色所需要掺和得配平材料A、B、C的掺和比例；

(6.2)配平材料的掺合比例修正

若因材料产生反应，颜色与单独掺合后存在偏向型，则需要对重新配平的颜色与待测颜色通过取色算法进行求差计算，通过下列公式求差计算后重新配平：

由方程④、⑤、⑥得到配比a’、b'、c'，若偏向性仍然不满足精度则重新计算修正偏差值，最后根据修正后的各配平材料的掺合比例进行配色。

本发明取色工具的观测筒作为结构主体，其内腔中设置有光源体和环形凸透镜，观测筒的底面与待取色位置接触，通过观测筒顶口处安装的拍摄设备对指定样板进行取色，并记录其RGB光学三原色。通过低光线直射设计，将所有直射光源导出装置并在被测物体表面产生尽可能均匀的漫反射光线，配合其内部有特定的环形无影光源。从而达到降低取色时光线照度不均带来的误差。通过取色工具获取的数据信息，按照所选指定的精度对其获取的颜色数量进行优化，并针对参与配平材料的RGB三原色取色并进行分解，通过组合计算得到其最佳配比，使饰面与抹灰工程的二次修补工作满足面层成型质量要求，尤其因施工工艺造成面层缺陷需要进行修复的饰面工程，对分段施工材料的拼接成型效果、色差控制也满足质量要求。

附图说明

图1为本发明一个实施例中取色工具的结构示意图。

图2为图1取色工具的纵剖放大结构示意图。

图3为图2中观测筒的放大结构示意图。

图4为图2中环形凸透镜的放大结构示意图。

图5为图2中底垫的放大结构示意图。

图6为图5的仰视示意图。

图7为本实施例对取色工具拍照后的取色范围划定示意图。

图8为图7中划定的区域示意图。

图9为图8中的单个区域示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例公开的这种用于施工现场建筑材料配色取色的工具，包括观测筒1、外罩壳2、环形凸透镜3、底垫4和拍摄设备。

结合图1至图6可以看出：

观测筒1包括空心的底座11和底座上端的圆筒体12，底座11的底部为锥体111、顶部为外凸的环形凸体112，环形凸体内腔的底面和顶面之间连接环形凸透镜3，锥体111的底面为开口面。

圆筒体12的顶面有封板，封板上有用于安装摄像设备的中心圆孔，中心圆孔位于底座11的轴向中心线上。

锥体111的内壁有光滑的镜面反光层，环形凸体112的内壁中部设置有带均光罩的环形LED灯带5作为光源体。

圆筒体12的内腔下部为锥形、上部为倒锥形，下部内壁有光滑的镜面反光层、上部内壁有黑色吸光材料层，封板的内表面有黑色吸光材料层。

底垫4为盘状体，其上有中心圆孔，底垫内表面为有镜面反光层的漫反射面，且对应中心圆孔的周围有凸环，底垫的外缘有竖向的挡环。

底座11以其底部的锥体111卡接于底垫4的挡环中装配。

结合图1、图2可以看出：

外罩壳2包括锥壳21、中部环板22和顶部环板23，中部环板22的外缘连接于锥壳21内壁的中部，顶部环板23连接于锥壳21的上端。

锥壳21的下端支撑于底座11的锥体111底部外壁，中部环板22的内缘支撑于底座11的环形凸体112外壁，顶部环板套于观测筒1的圆筒体12外。

底垫4的挡环同时使锥壳21周向限位。

本工具的观测筒1作为结构主体，数码相机或者摄像头从圆筒体外端的中心圆孔处对取样位置进行拍照取色。

外罩壳2可作为电池仓及LED灯带的灯管亮度检测、功率控制及开关电路板等的存放处。

环形凸透镜3将观测筒环形凸体内的LED灯带点光源转换为平行光，并均匀照射在待取样区域。

底垫4将非平行光源导出，减少各角度不同直接反射照射对拍摄设备所排照片曝光程度的影响。

本工具适用于表面平整和表面凸起物小于或者底垫中心圆孔周围的凸环的厚度的地方。取色前时需确认待测物表面干净整洁无异物，且满足无水印、水渍及影响待测物表面反射程度的污染物，若表面污染应打磨等方式进行清理至露出待测物原色。

本工具使用前，先选取位置不同的多个拍摄位置，并做好标记；使用时，先给LED灯带通电，将拍摄设备安装于圆筒体外端的中心圆孔处，根据拍摄设备的参数要求调整光源体的功率，使其发出的光满足拍摄设备对光源的要求，如色温、照度等均满足拍摄设备捕捉最佳的要求，接下来就可以拍照取样了：

使底垫上的中心圆孔与选定的各个位置的表面分别接触好后拍摄设备拍照并保存。

拍照完成后用计算机取色，确保满足误差范围要求。

取色完成后用调色配平算法对目标颜色的待测物进行配平，得到材料配置比例并进行样板配置，最后对进配置后的材料复测与待测物的差值，并进行修正。

简单来说就是通过工具完成取色后，通过拍摄设备获取的数据信息，通过计算机按照指定的精度对获取的颜色数量进行优化。并针对参与配平的材料的RGB光学三原色取色并进行分解，通过组合计算得到其最佳配比并进行样板配置，如果需要修正则重新优化。

本工具多的取色区域视野为圆形，如图7所示，图中A为视野轮廓边界，根据工具的设计角度及光源光纤几种照射情况可知，图中B、C区域干扰光源较多为误差较大区域，不在取色区域内，因此仅将B至C的中间区域作为取色区域，如图8所示的方形区域，沿方形区域两个方向的中线将方向区域分成四个区域单元I-V、II-V、III-V、IV-V，(其它实施例也可按照4的倍数对整个区域进行划分)，各区域单元分别有方形区域角点与中心点相连的对角线，各区域单元中的小方格均代表基础点。

下面以图8中的I-V区域单元为例(如图9所示)来分析如何确定精度及对应的基础点：

根据摄像头的分辨率，基础点的数量不宜大于待测区域最小分辨率数量，且单次拍摄的基础点合计不应小于4。

拆分的基础点越多代表同样区域参与计算分析的点越多，结果值越精确。但因计算花费时间较多则根据求解精度需要进行划分。

IV对角线在I-V区域单元中确定了固定数量的基础点，对基础点内所有RGB进行整合简化，简化点为过本区域单元各基础点小方格的对角线与IV对角线的交点(各基础点小方格的对角线与IV对角线垂直)，如图9中点1、点2至点11，各简化点的计算数字(RGB)

IV对角线的垂线所覆盖的基础点的RGB均需要按此公式进行简化：

例：RGB

R

R

G

G

X>3)；

B

B

由此得到RGB

对其进行拟合得到

F(R)＝R

F(G)＝G

F(B)＝B

为确保每个简化点的颜色变化率不超过30％(该值为经验值，根据颜色测定要求可以调整)，遂对求导数-0.3

其余II-V、III-V、IV-V，均参照此算法。

得到(RGB)

配色算法

根据取色算法可以得到

RGB

使用A、B、C、……N(0

N种材料对应进行三原色分解存在RGB

当0

联立三元一次方程式①、②、③，可得到配比a、b、c，

即a、b、c为达到待配颜色所需要掺和的配平材料A、配平材料B、配平材料C的掺和比例。

当N＞3时

若其他材料非必须掺和配平材料，则采用排列组合将A、B、C、……N分三个为一组代入①②③进行求解。直到完成求解。

若存在必掺和的配平材料，则采用⑦⑧⑨计算。(D、E、F……N)(例：如对水泥砂浆进行修复调色，那么修复的基材为必掺和的配平材料)

R

G

B

注：

R

且应当同时满足此时k为最大值k

求解后修正

若因材料产生反应，颜色与单独掺和后存在特例的偏向性。

则需要对重新配平的颜色与待测颜色进行采用取色算法进行求差得到

重新进行计算时采用下列差值公式，重新偏向性进行配平。

联立三元一次方程式④、⑤、⑥，可得到配比a'、b'、c'。若偏向性仍然不满足精度则重复前一步操作重新计算修正偏差值，最后根据修正后的各配平材料的掺合比例进行配色。

本发明取色工具的观测筒底部设置为开口锥体、上部设置为环形凸体，在环形凸体内腔的底面和顶面之间连接环形凸透镜，在环形凸体的内壁设置光源体，且使锥体内壁设置光滑的镜面反光层，观测筒的底座上方为圆筒体，且圆筒内内腔的形状设置成下部段为锥形，上部段为倒锥形的形状，还在下部段内表面设置光滑的镜面反光层，在上部段内表面设置黑色吸光材料。在观测筒的圆筒体外端设置可安装拍摄设备的中心圆孔，在观测筒的底面套上底垫，在底垫上设置中心圆孔，两中心圆孔均位于观测筒的轴向中心线上，底垫上的中心圆孔为取色孔。使用时，将工具底垫上的中心圆孔置于确定好的取色位置处，然后通过观测筒圆筒体外端的拍摄设备对取色位置处进行拍照并保存，之后对所拍照片进行分析处理得到参与配平颜色的材料的比例，最后进行配色，如果配色有误差，则进行修正处理。本工具的上述结构通过低光线直射设计，将所有直射光源导出工具并在被测物体表面产生尽可能均匀的漫反射光线，配合其内部有特定的环形无影光源，从而达到降低取色时光线照度不均带来的误差。