Ośrodek SKZ Plastics Center we współpracy z Instytutem Psychologii Uniwersytetu w Würzburgu zakończył projekt badawczy OFHarmonie dotyczący zależności pomiędzy strukturą powierzchni elementów z tworzyw sztucznych a sposobem postrzegania barwy. Zagadnienie to ma istotne znaczenie dla branż wykorzystujących tworzywa sztuczne w obszarach o wysokich wymaganiach estetycznych, w tym zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie sąsiadujące ze sobą komponenty o różnej fakturze powierzchni powinny być wizualnie spójne. Kluczowym wyzwaniem jest tu fakt, że różnice strukturalne mogą zaburzać subiektywną zgodność kolorystyczną elementów montowanych obok siebie, mimo nominalnie zbliżonych wartości barwy.
W ramach projektu analizowano, do jakiego poziomu różnice w strukturze powierzchni są akceptowalne dla obserwatorów oraz jakie podejścia kompensacyjne mogą ograniczyć negatywny wpływ tych różnic na odbiór barwy. Długofalowym celem jest opracowanie metody umożliwiającej przewidywanie, w jaki sposób należy korygować kolory, aby przy odmiennych strukturach powierzchni osiągać możliwie najwyższą ciągłość percepcji barwy, a tym samym akceptację użytkowników. Opracowanie takich wytycznych ma znaczenie zarówno dla projektowania wzorniczego, jak i dla kontroli jakości produkcji komponentów z tworzyw sztucznych.
Zakres i metodyka badań
Podstawą prac badawczych była szeroka analiza próbek testowych, w których systematycznie zmieniano zarówno strukturę powierzchni, jak i zabarwienie. Zastosowano klasyczne techniki pomiarowe służące do rejestrowania parametrów barwy, jasności i połysku, a także parametrów opisujących właściwości powierzchni. Uzupełniono je zaawansowanymi metodami przemysłowego przetwarzania obrazu, które pozwalają na bardziej szczegółową charakterystykę wizualną badanych elementów.
Istotnym elementem projektu były również badania psychometryczne, których celem było systematyczne uchwycenie subiektywnych ocen obserwatorów. Uzyskane dane porównywano następnie z wynikami pomiarów instrumentalnych. Takie zestawienie pomiarów obiektywnych z ocenami subiektywnymi pozwoliło określić granice akceptowalności różnic oraz lepiej zrozumieć mechanizmy percepcji barwy w zależności od struktury powierzchni. Wnioski z tych analiz stanowią punkt wyjścia do opracowania praktycznych zaleceń dla przemysłu.
Wyniki projektu i dalsze kierunki prac
Wyniki uzyskane w projekcie OFHarmonie wskazują, że pomiary barwy prowadzone w oderwaniu od innych parametrów nie wystarczają do wyjaśnienia różnic wywołanych odmienną strukturą powierzchni. Dla pełniejszego opisu konieczne jest łączne uwzględnienie jasności, połysku oraz parametrów powierzchniowych. Badacze podkreślają, że dopiero takie podejście umożliwia bardziej wiarygodne powiązanie danych pomiarowych z rzeczywistym odbiorem wizualnym komponentów przez użytkowników.
Zastosowane w projekcie metody przemysłowego przetwarzania obrazu okazały się obiecującym narzędziem do opisu i różnicowania struktur powierzchni w kontekście harmonii barwnej. Techniki te mogą w przyszłości stanowić uzupełnienie klasycznych procedur kontroli jakości, zwłaszcza tam, gdzie wymagane jest wysokie dopasowanie wizualne części produkowanych z różnych tworzyw lub przy użyciu odmiennych technologii wytwarzania. Wyniki sugerują możliwość dalszego rozwoju modeli predykcyjnych, które będą uwzględniały więcej niż jeden typ danych pomiarowych.
Timo Grunemann, kierujący grupą ds. spektroskopii w SKZ, zwraca uwagę na znaczenie projektu dla praktyki przemysłowej - Wyniki OFHarmonie są ważnym krokiem dla przemysłu. Pokazują, że nie możemy sterować harmonią wizualną wyłącznie na podstawie czystych wartości barwy, lecz musimy aktywnie uwzględniać strukturę powierzchni. Otwiera to nowe możliwości w zakresie projektowania i zapewnienia jakości. Jak podkreśla Grunemann - w ramach projektu zbudowano istotne podstawy, które mogą być dalej wykorzystywane w kolejnych pracach badawczych.
Znaczenie dla zastosowań przemysłowych
Wnioski z projektu OFHarmonie stanowią ważny impuls dla przemysłowego projektowania barw i powierzchni. Opracowane podejście może wspierać przedsiębiorstwa w optymalizacji wizualnej harmonii elementów z tworzyw sztucznych, szczególnie w zastosowaniach o wysokiej wrażliwości na wygląd, takich jak wnętrza pojazdów. Dzięki łączeniu wyników pomiarów kolorystycznych z parametrami struktury powierzchni możliwe jest lepsze dopasowanie komponentów montowanych obok siebie, nawet jeśli różnią się one fakturą.
Znajomość progów akceptowalności różnic postrzeganych przez użytkowników może być również wykorzystana przy definiowaniu tolerancji produkcyjnych oraz przy tworzeniu specyfikacji materiałowych. Wyniki badań mają znaczenie dla producentów tworzyw sztucznych, przetwórców oraz odbiorców końcowych, którzy kładą nacisk na powtarzalność i spójność wizualną wyrobów. Możliwe zastosowania obejmują także segmenty takie jak elektronika użytkowa czy inne produkty, w których komponenty z tworzyw sztucznych o różnej strukturze powierzchni muszą tworzyć estetycznie jednolitą całość.
Projekt 01IF22811N realizowany przez stowarzyszenie badawcze Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V. (FSKZ) został sfinansowany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii Niemiec za pośrednictwem agencji zarządzającej projektami Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) w ramach programu wspierania przemysłowych badań zbiorowych IGF, na podstawie uchwały Bundestagu RFN.
Jak struktura powierzchni elementów z tworzyw sztucznych wpływa na wizualne postrzeganie barwy? SKZ i Instytut Psychologii Uniwersytetu w Würzburgu badali to zagadnienie w projekcie OFHarmonie. (fot. Luca Hoffmannbeck)
