การวัดสี CIE และการทำงานของเครื่องวัดสี

การวัดสี คืออะไร และการทำงาน ของเครื่องวัดสี

เราเคยตั้งคำถามไหม ว่า…สีของชิ้นงานที่ผลิตออกมาของเรา คือสีที่ตรงตามแบบ สีตรงตามที่กำหนดมาไหม และการสุ่มวัดทุกชิ้นมีค่าสีเท่ากัน หรือแม้แต่ย้อนกลับไปที่ Raw material ที่เราสั่งซื้อ นำเข้า หรือผลิตเอง คือสีที่ได้ตามต้องการไหม?

และนั้นถือเป็นจุดเริ่มต้นของ เครื่องวัดสี ที่จะมาควบคุมคุณภาพของการผลิต ทางด้านสีและการมองเห็น

ประวัติความเป็นมาของ การวัดสี (Color Measurement)

มาตรฐานของการวัดสี หรือ มาตรฐานด้านสี ถูกจัดตั้งในชื่อของ CIE : Commission International de l’Eclairage หรือ ก็คือ International Commission on Illumination (https://cie.co.at) และถูกตั้งเป็นระบบขององค์กร โดย CIE เป็นระบบขององค์กรที่ได้เป็นที่ยอมรับ ในระดับสากล ด้วยระบบที่เรียก CIE Lab Scale

โดยแรกเริ่มมีการวัดเพียงค่าของ R G B (Red Green Blue) ก่อนจะถูกพัฒนาต่อเนื่องจนสามารถวัดค่า L* a* b* 

ที่สามารถวัดได้ถึงค่า ความมืด หรือ ความสว่างของสีอีกด้วย (เป็นที่มาของคำพูดที่เราเห็นเป็นมีม บ่อยๆ ดำสว่าง ส้มสว่าง)

สีคืออะไร และ จุดเริ่มต้นของสี

สี คืออะไร และ เกิดขึ้นได้ยังไง

สีที่ตาเรามองเห็นอยู่ รู้ไหมว่าจริงๆ แล้ว สีที่เราเห็นเกิดจากการสะท้อนของแสง ด้วยคุณสมบัติเชิงแสง ถ้าให้เราพูดให้ง่ายที่สุด สีที่เรามองเห็น ก็คือการสะท้อนแสงบนวัตถุ มาที่ตาเรา และสมองประมวลผลออกมาเป็นภาพสีที่เรามองเห็น และถ้าหากเราอยู่ในที่มืด ที่สว่างมากเกินไป การมองเห็นเราก็จะผิดเพี้ยน ตามแสงที่กระทบกับวัตถุ

และแน่นอนอย่างไฟสี แสงสีส้มก็จะได้รับผลกระทบของความผิดเพี้ยนเช่นเดียวกัน

* นับเป็นหนึ่งในปัจจัย ที่ทำให้เกิดการคลาดเคลื่อนได้ เช่นในโรงงานหาก แสงไฟ ทำให้สีที่สายตาเรามองเพี้ยน ชิ้นงานก็จะเพี้ยน และนอกจากเครื่องวัดสี ก็จะมี เครื่องวัดแสง ที่อยู่ใน สภาพแวดล้อมการทำงานภายในอาคาร ด้วยเช่นเดียวกัน

International Commission on illumination (CIE)

CIE ได้กำหนดค่าอยู่ 3 ค่า นั้นก็คือ L*-a*-b* เป็นมาตรฐานในการบ่งบอกถึงค่าสี และถูกนำไปใช้ในเครื่องวัดสี โดยความหมายของค่าแต่ละค่าก็คือ

แกน L* คือความสว่าง (Lightness) ที่จะมีระยะค่า หรือ Rangeตั้ง 0 -100 โดยที่ 100 คือสีขาวสุด

แกน a* จุดไกลสุดของ สีเขียว (-a*) จนถึง จุดไกลสุดของ สีแดง (+a*)

แกน b* จุดไกลสุดของ สีน้ำเงิน (-b*) จนถึง จุดไกลสุดของ สีเหลือง (+b*)

และในบางรุ่นอย่าง INSIZE Colorimeter : 5700-LS35 ที่จะมีการคำนวนสองค่าเพิ่มเติมนั้นก็คือ ค่า C และ h 

ค่า C* จะหมายถึงค่าความเข้ม ค่าความสดของสี (Chroma) ยิ่งค่าที่มาก สียิ่งสดและค่านี้จะไม่มีค่าติดลบ เพราะเป็นค่าที่อ้างอิงจากจุดกึ่งกลาง ของ ชาร์ท 

ค่า h คือ มุมของสี โดยค่านี้จะทำหน้าที่ในการ บอกเฉดของสี โดยอ้างอิง จากเส้นรอบวงของเฉดสี  (โดยนับเป็นองศา 0 – 360) โดยจุดเริ่มของ 0 องศา จะเริ่มต้นที่สีแดง ไปสีส้ม และวนไป เฉดน้ำเงิน ก่อนจะมาถึง 359 องศา สีแดงแดง ก่อนจะกลับมา 0 อีกครั้ง

CIE Diagram ในมุมมอง 2D

แกน L* คือความสว่าง (Lightness) ที่จะมีระยะค่า หรือ Range ตั้งแต่ 0 -100 โดยที่ 100 คือสีขาวสุด

แกน a* จุดไกลสุดของ สีเขียว (-a*) จนถึง จุดไกลสุดของ สีแดง (+a*)

แกน b* จุดไกลสุดของ สีน้ำเงิน (-b*) จนถึง จุดไกลสุดของ สีเหลือง (+b*)

CIE Diagram ในมุมมอง 3D

โดยในการพล็อตกราฟ หรือการระบุตำแหน่งของค่า เพื่อให้ได้ค่าความต่างของสี จะมีการจุดด้วยกัน 3 จุดเป็นหลัก และค่าความสัมพันธ์ เพื่อให้ได้ สีที่ตรงตามการวัดออกมา >>> ไปดูตัวอย่างการดูสีและค่าต่างๆ <<<

ค่า CIE บอกอะไรกับเราบ้าง

ก่อนอื่น ในการหาค่า CIE เราจะทำการหาค่าความต่างของสีที่ 1 และ สีที่ 2 นั้นหมายความว่า เราจะต้องมี Standard ของ สี ไม่ว่าจะเป็น จากการทำสีตัวอย่างมาเป็น Standard หรือมี Standard สีแล้ว เราก็จะใช้ตัว Standard เป็นค่ามาตรฐานหรือก็คือค่า อ้างอิง 

และสีที่สอง จะใช้มาเป็นสีที่นำไปอ้างอิงด้วย ว่าสีที่สอง มีค่าใกล้เคียงมาน้อยแค่ไหน เช่นหาก ค่าเปลี่ยนแปลง CIE คือ 0-1 เท่ากับ สีที่ 2 ที่อ้างอิง กับ Standard สี มีความตรงกับ Standard มากมาก

การคำนวนของ CIE (International Commission on illumination)

ด้วยการกำหนัดค่าของ CIE จะถูกใช้สัญญลักษณ์ △E ในการบอกถึง ค่าความแตกต่างของสี

สูตรคำนวน CIE

หมายเลข 1 แทนการทดสอบครั้งที่ 1 และ หมายเลข 2 ที่ห้อยท้าย แทนการทดสอบครั้งที่ 2

และหลังจากนำเครื่องวัดสี ไปวัดสี จะได้ค่ามาหลักๆ นั้นก็คือ L (ความสว่างของสี) a (ระยะของ สีเขียวไปแดง) และ b (ระยะของ จุดน้ำเงินไปเหลือง) 

ตัวอย่าง
สีทดสอบที่ 1 อ่านค่าจาก Colorimeter ได้ L* = 50 ,a=50 , b=50

สีทดสอบที่ 2 อ่านค่าจาก Colorimeter ได้ L* = 52 ,a=51 , b=52  

เมื่อนำเข้าสมการจะได้   △E = √(50-52)2+(50-51)2+(50-52)2= 3

เท่ากับ ค่าความต่างของสี คือ △E = 3

ตัวอย่างในการทำงาน ของ เครื่องวัดสี

หลังจากที่เครื่องได้ทำการวัดสีออกมาแล้ว โดยเราจะได้มาซึ่ง 3 ค่า นั้นก็คือ L* a* b* C และ h โดยแต่ละค่าเราจะสามารถพล็อตกราฟออกมาได้ ตามสีที่เราวัด

ในความจำเป็นจริงๆ นั้นก็คือ เราสามารถทำการ พล็อตกราฟ เพื่อทำ Control Chart หาค่าความเบี่ยงเบียนต่างๆ เพิ่มเติมได้ และยังสามารถ หาอัตราการทำซ่ำ Repeatability ได้อีกด้วย

Picture of Koffaree S.

Koffaree S.

Digital marketing and Content designer of IKKI Thailand
ตลาดอุตสาหกรรม นับเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดอันดับต้นๆของประเทศ และการเข้าใจตลาดของอุตสาหกรรม ในทัศนคติของตัวผมเอง ผมมองคำว่า User Experience หรือ ประสบการ์ณการใช้งานของผู้ใช้งาน เป็นหัวใจหลักของการเข้าถึงตลาดอุตสาหกรรม

ในทุกๆครั้ง คำถามมากมายที่ผมมักถามตัวผมเองก่อนเสมอ… สินค้าจะไปเพิ่มอะไรในโรงงาน คุณภาพการผลิตเพิ่มขึ้นไหม ระบบการทำงานจะมีการเปลี่ยนแปลงไหม ระบบการทำงานดีขึ้นไหม ผลตอบแทนที่ได้รับจากการลงทุน…
ซึ่งการตอบคำถามต่างๆเหล่านี้ อันดับแรก คือการมองเห็นศักยภาพของสินค้าของเรา หน้าที่เราจึงเป็นการที่เราจะต้องเข้าใจ ระบบการทำงานในโรงงานทั้งหมด ในสินค้าของเรา และการใช้งานของสินค้า เพื่อการมอบ User Experience ที่ยอดเยี่ยมให้กับลูกค้า