校准理论

Kromacut有三种互补的校准工具。遮盖距离测量每种耗材的实体不透明度。配色校样让您为一项任务中重要的颜色,对少量打印候选排序。叠层校准矩阵拍摄许多已知实体配方并记录观察到的颜色。它们都输入同一自动配色叠层模型,但回答不同问题。

逐步控制、保存行为及打印设置兼容性请参阅校准流程。其他打印工作区内容请参阅3D模式。

薄层为何混色

打印件在正面照明下观察:光进入顶面,向下穿过耗材,在下方反射后再穿出。薄层只部分遮住下方,因此可见颜色混合了耗材本色及透出的下层色。自动配色利用这种透底,从少量耗材组合出中间颜色,所以HD必须准确。

黑底上的薄耗材层只能部分遮盖底色;每增加一层,透底量按乘法减少,直到叠层匹配不透明耗材色。

Kromacut用比尔–朗伯定律建模透底。厚度为d的耗材让下层颜色按以下比例透出:

T = 10^(−d / HD)

每增加一层,透底量相乘,因此叠层以几何级数趋于不透明。速率是材料属性:浓黑可能在不足一毫米时遮住底色,透光白色可能需要十倍厚度。这一速率由遮盖距离描述。

耗材表上印出的透射距离,或通过背光TD试样测得的值,描述光一次穿过耗材的情况(光刻浮雕方式)。正面观察时光穿层两次,并以反射为依据,因此传统TD约为遮盖距离的10倍。Kromacut接受传统TD作为输入(每行耗材的转换按钮),但存储和模拟使用HD。

楔块

相机色彩测量不可靠:相机会自动校正,屏幕有差异,光照会变化。楔块避免孤立判断颜色。每块试片在底层上打印1至N层耗材色块,旁边有同耗材完全不透明的参考条,并用底脚标记单层端。

校准楔块:递增层数的编号色块位于完全不透明参考条旁;报告第一个看起来与参考条相同的色块。

您报告首个看起来与旁边参考条完全相同的色块。参考条就是耗材自身的不透明颜色,与色块仅相距几毫米并处于同一光照,因此这种比较能跨房间、屏幕及打印保持成立。薄色块透出底色;到某个色块,差异降至人眼无法分辨,该色块编号就是测量结果。

从读数到遮盖距离

报告的色块标记透底降到恰可察觉差异(JND)以下时的厚度。JND是最小可见色差,日常观察下约为2 ΔE00。

Kromacut反向求解。对于某底色上的耗材色,计算T*,使混色与不透明耗材色恰差一个JND的透底比例。T*仅取决于两种颜色及JND,不使用手调不透明度常数。读数给出达到该点时的厚度d* = patch × layer height,反解比尔–朗伯定律得到:

HD = −d* / log10(T*)

随着层数增加,色块与参考条的色差衰减;报告色块固定了跨过一个JND的位置,反解透射定律可得遮盖距离。

底色对比在这里很重要:黑色耗材在黑底上与参考条的差异永远不足一个JND,因此无从测量。向导会检测此情况,为深色耗材分配较浅底色。

配色校样证据

配色校样将实际打印前缀与当前图案颜色比较。Kromacut保留实体层配方、原始HD预测、请求目标色及每个回答。这样一张校样可提供两类证据,而不假装每次选择都是精确测量。

现有最佳支持选中配方,并反对该目标附近未选替代,但不强制选中色块等于目标色。接近添加部分局部颜色校正。完全一致添加最强校正,并将确切测试过的不透明后缀保留为直接锚点。并列中的每个选中色块都获得支持。无拒绝目标附近合理候选,不虚构校正方向。

这些效果在实体配方空间和色彩空间中都是局部的。Kromacut比较配方时,较近且光学上占主导的层最重要;同一耗材移动到近期叠层中的其他位置会得到较弱匹配。模拟叠层颜色或请求目标偏离已评价颜色时,证据也会减弱。因此,多个相似配方反复输给绿色目标时,会加强对附近绿色叠层的局部警告,而不影响无关红色配方。

“接近”和“完全一致”的校正输入同一套预测Lab颜色,供优化器评分及最终预览使用。支持和拒绝证据增加有限的、考虑目标的优化器偏好,因此重复证据可打破数值接近的平局,但不会覆盖真实色差或精确锚点。更广泛的全局亮度/色度拟合仍然独立,必须通过留出验证门槛。即使全局拟合未通过门槛,局部证据及完全一致锚点仍可有用;所有派生参数都从保存的原始评价确定性重建。

叠层校准矩阵

叠层校准矩阵从查找表(LUT)式测量开始,而非另一次不透明度楔块求解。新板在实体彩色厚度上限内采样不同长度的有用配方,彩色区域的每层都保留所选常规层高。0.04 mm层高、0.40 mm上限允许最多10个彩色层。基础层是有效首层高度的一层,不是根据估计不透明度生成的厚板。首层0.10 mm时,该例总高0.50 mm,共11个打印层。

较短配方位于彩色区域中额外的同种衬底耗材层上,因此所有样本表面停在相同Z且不超过上限。应用测量时,额外衬底与有用配方分开记录。薄基础层不保证不透明:请使用不透明耗材和一致、平整的摄影衬底表面。只有打印衬底确实遮住下方材料,额外衬底才可视为光学中性。旧保存板保留原基础厚度和单元映射。

可能的配方空间指数增长,因此规划使用有限、确定性的候选池,包含纯色连续段、有序耗材过渡及允许深度内更长的探索配方。已保存HD预测其颜色。兼容的已完成矩阵提供测量色覆盖及已打印配方记录。选择偏向颜色缺口和新厚度/过渡覆盖,并安排由弱支持或旧预测误差指导的专门探索。这些采样评分是启发式,不是校准后的不确定性区间。少量有意重复的参考用于一致性检查;未打印计划及不兼容或未接受照片不会填补覆盖缺口。

材料切换额度包含角部参考,并限制规划器逐层材料使用。它不是打印时间或清洗体积估计,切片软件也可能增加切换。因此即使所选单元数少,较大上限也可能更昂贵。新板将相似配方分组为更连续的同色区域,减少路径碎片;重新排列单元不会减少每层需要的材料集合。旧板保留原固定深度穷举或HD色域选择,不被重写,仍可贡献兼容证据。

矩阵正面朝上打印,使基础层、首层厚度和后续配方层与普通Kromacut构建保持相同实体顺序。四角配方识别方向并定义透视变换。打印后,在漫射正面光下拍摄。Kromacut估计板的位置,再允许您用放大十字准线拖动四个编号标记中心控制点。精确投影单元网格及实时校正预览会在采样前显露透视、倾斜及偏斜误差;之后Kromacut在各单元自身的投影坐标中采样中央内缩区域。即使透视让板一侧变窄,此逐单元内缩仍避开边界。低置信度或手动调整的对齐需要明确审核确认,置信度和审核状态随测量保存。保守默认方式是原始采样。可选参考标记校正从四个已知标记配方估计逐通道照明增益,能减少偏色,但也可能掩盖真实的光照相关差异。

完成的矩阵在命名耗材配置中,将预测和拍摄sRGB色与不可变实体配方一起保存。所有兼容矩阵共同重新拟合一个有效实体模型,同时不更改保存的色样、HD校准和原始矩阵测量。拟合将保存值作为正则化先验,再用每个加权矩阵样本估计有效RGB通道HD、有效不透明耗材色、同耗材连续段的非线性透射指数,以及可见耗材与下方基材的有序相互作用。证据稀疏时保留原先验。只有样本足够、留出矩阵ΔE改善且误差尾部未恶化时才使用拟合模型。拟合基材相互作用只用到矩阵中观察过的该材料对最厚连续段。额外未测厚度从该受支持颜色继续,使用适合基材的楔块/HD先验趋向耗材标称色样,不会将整段切换为另一预测或无限外推拟合指数。同一连续段前缀计算用于候选评分、配方比较及预览,包括压缩和层吸附叠层。

拟合用稳健误差指标比较模拟颜色与拍摄sRGB值,而实体混色仍在线性光空间进行。这样暗通道差异也获得足够权重影响拟合。先验惩罚按参数族,在训练样本实际涉及的材料上取平均;添加未用耗材卷不会削弱或禁用同一拟合。验证仍决定是否使用拟合模型。熟悉配方上吻合更好,不证明此前未测耗材对也准确。

兼容矩阵还作为分散在预测Lab及实体配方空间中的经验LUT保留,因此新的稀疏板不会抹去旧板测过的配方。Kromacut按已审核对齐置信度、测量配方覆盖、新近程度,以及与至少另外两块板也测过的配方之间的稳健一致性,对每板加权。同一配方仅一两次观察时,一致性保持中性,因为证据不足以识别离群值。精确固定深度层配方直接组合其拍摄Lab观察。缺失配方则对附近拍摄Lab值进行确定性反距离插值组合,实体层顺序更重视光学上占主导的顶层。仅在各矩阵的局部预测Lab覆盖和有限配方邻域内允许插值;否则使用共同拟合的实体模型。兼容矩阵证据范围外,模型回退到已保存的比尔–朗伯/HD先验。优化器评分和最终预览共享预测。完全一致配色校样锚点仍优先于矩阵证据;矩阵单元是观察,不是期望图像目标,因此打印大矩阵不会让优化器追逐每个采样色。

预测不确定性

在矩阵局部预测颜色覆盖内,插值校正随支持耗尽平滑衰减回实体模型。精确拍摄配方保留测量色。仅顶层材料相同不足以转移矩阵测量:完整测量基础层必须匹配,或替代衬底必须足够不透明、光学等效,并具有相同直接基材相互作用。

对于相同已测配方,如果直接基材是同一材料且模拟最终色差不超过1 ΔE00,Kromacut也可估计向不同更深衬底的转移。起始基础层必须满足当前拟合或保存HD先验的最小不透明度要求;诊断记录哪一个支持其厚度。这样后续拟合改变估计下限时,已有打印仍可保留当初支撑其底层的先验。测量校正以较低置信度转移,并标为插值,因为衬底等效是模型推断而非独立测量。这一例外不允许在不同衬底上进行一般配方插值。

增加相同末端耗材,可将测量前缀的校正向后延续。其影响沿原实体连续段衰减,并在最多一个矩阵配方厚度的额外材料内消退,也标为插值。它不从较厚测量预测更薄前缀;添加不同材料会终止延续。直接测量和适用配色校样评价保留优先级。诊断标识源样本,以及证据是否跨衬底转移或沿额外厚度延续。

每个可打印前缀在预测Lab颜色旁都有置信度。置信度保留四个可见输入,而不是折叠成无法解释的确定性:

  • 测量距离:到最近兼容测量配方的预测色距和实体配方距离。
  • 局部一致性:附近样本是否描述从模拟到拍摄颜色的一致校正。
  • 验证误差:LUT在不使用配方自身经验样本时预测该配方,使用与运行时相同的邻居选择及支持衰减。这是在固定拟合光学模型下的条件检查,不是独立的端到端准确度估计。另外,光学拟合会用整块留出矩阵重新拟合并测试;只有一块矩阵时,用分组配方/基材相互作用测试。
  • 预测方法:精确实体观察的起始支持高于插值、拟合估计或纯比尔–朗伯模拟。

对于完全不确定的匹配,优化器最多增加五个ΔE等效点。该值足以让有经验支持的近似匹配胜过推测中看似完美的灰色,但保持有界,避免证据置信度压过重大可见色差。完全一致锚点保留明确优先级,“保留颜色分离”仍以原始ΔE00而非风险调整成本判断可行性。优化器调色板、最终预览层及保存的目标映射保留同一个置信度对象,避免搜索和渲染暗中使用不同证据假设。

照片校准天生受相机、曝光、反光、白平衡及观察光影响。无需相机的楔块仍是测量材料HD的首选。需要受控设置下广泛的经验配方颜色时使用叠层校准矩阵;最关心一张图中少量颜色时使用配色校样。

逐通道遮盖距离

耗材对红、绿、蓝吸收不同(橙色耗材透红光却阻挡蓝光),因此单一标量HD只是近似。Kromacut用三个逐通道遮盖距离混色:

  • 一个底色读数(快速模式):不透明度比较测量标量HD。RGB通道差异仍由耗材色样保守估计,并锚定最亮通道与测量一致。
  • 额外底色读数(准确模式):每种底色以不同方式检验估计通道曲线。Kromacut仅在量化色块区间所需范围内调整一个有界通道选择性强度和标量,不声称两个视觉阈值能独立测量三个光谱HD值。

改进曲线直接用于楔块实际比较过的底材。未经测试的底色仍使用快速估计,不外推强烈色相偏移。方便时可增加底色,但不要求三四种。完全独立的通道HD、非线性透射及特定基材相互作用留给经过留出验证与厚度支持检查的矩阵证据。

可选合并读数记录最后一个仍看起来不同的相邻楔块台阶。它验证拟合曲线,而非增加自由参数:严重不符会降低置信度,并在诊断中显示。

会话JND拟合

默认2 ΔE00的JND是人类视觉常数,但具体观察者和光照可能略有偏离。当会话拥有足够独立且信息充分的多底色读数时,Kromacut可在1至3范围拟合一个共享JND。只有能明确识别并优于默认值时才保留拟合;量化楔块读数往往与标量HD存在歧义,此时会话正确地保持常数。

置信度

每次校准都有表示测量确定程度的置信度分数:

  • 读数在楔块任一端(第1块或最后一块)会降低置信度:真实不透明点可能在打印范围外。请打印更长楔块或使用更细层高并重新校准。
  • 最佳拟合下仍不一致的多底色读数会降低置信度,校准中会注明不一致。
  • 六个月后,随着耗材老化及耗材卷变化,置信度衰减。

未校准耗材按估计HD的合理程度获得较低分数。

校准后改变什么

逐通道遮盖距离同时影响自动配色对每种叠层预测的颜色及其过渡区域的厚度。校准可能改变生成叠层高度和换料计划,而不只是预览。

校准属于测量的材料:它绑定校准时的色样颜色,编辑耗材颜色会使其失效;重新校准替换旧测量,而不是与旧值平均。