nghiên cứu xây dựng phần mềm ngân hàng màu điện tử sử dụng trong các phần mềm thiết kế vải

BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN DỆT - MAY VIỆT NAM
VIỆN DỆT MAY



BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ CÔNG THƯƠNG


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM NGÂN HÀNG MÀU
ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG CÁC PHẦN MỀM THIẾT KẾ VẢI






Mã số đề tài : 14.11 RD
Chủ nhiệm đề tài : KS Vũ Văn Hiều

9080

Hà nội 2011


BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN DỆT - MAY VIỆT NAM
VIỆN DỆT MAY

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ CÔNG THƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM NGÂN HÀNG MÀU ĐIỆN
TỬ SỬ DỤNG TRONG CÁC PHẦN MỀM THIẾT KẾ VẢI

Thực hiện theo hợp đồng số 14.11 RD/ HĐ-KHCN
ngày 25/2/2010 giữa Bộ Công Thương và Viện Dệt May


Những người thực hiện chính
KS Vũ Văn Hiều, c
hủ nhiệm đề tài, Viện Dệt May
KS Võ Thị Hồng Bình, cộng tác viên,
Viện Dệt May
ThS Phạm Khánh Toàn, cộng tác viên,
Viện Dệt May
ThS Lưu Thị Tho, cộng tác viên, ĐH Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp
ThS Phạm Văn Lượng, cộng tác viên,
Viện Dệt May

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài


Vũ Văn Hiều

Hà nội 2011



1
MỤC LỤC

Trang
TÓM TẮT NHIỆM VỤ 2
MỞ ĐẦU 3
Chương 1: TỔNG QUAN SỐ HOÁ MÀU VẢI DỆT 6
1.1 Tính cấp thiết việc sử dụng Ngân hàng màu điện tử trong thiết kế
vải
7
1.2 Tính cấp thiết ứng dụng công nghệ số trong thiết kế vào tạo màu
vải dệt
8
1.3 Số hoá màu trong kỹ thuật vải dệt - Các không gian màu 11
1.4 Phương pháp tính toán ghép màu vải 17
Chương 2: NGÂN HÀNG MÀU Đ
IẾN TỬ VÀ ỨNG DỤNG TRONG
CÁC PHẦN MỀM THIẾT KẾ VẢI
31
2.1 Ngân hàng màu điện tử 30
2.1.1 Panton màu TPX 30
2.1.2 Lập ngân hàng màu điện tử 31
2.1.3. Cấu trúc ngân hàng màu điện tử 34
2.2. Sử dụng ngân hàng màu trong phần mềm thiết kế vải dệt thoi 35

2.3. Sử dụng ngân hàng màu trong phần mềm thiết kế vải dệt kim 38
2.4. Tạo thư viện màu theo yêu cầu người sử dụng 40
2.6 Chuyển đổi các thông s
ố màu giữa các không gian màu, tính độ
lệch màu
42
Chương 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
Phụ lục 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM NGÂN HÀNG MÀU
ĐIỆN TỬ
57
Phụ lục 2: Dữ liiêụ số hoá màu Pantone TPX 66






2
TÓM TẮT NHIỆM VỤ:
* Tên đề tài: :
Nghiên cứu xây dựng phần mềm ngân hàng màu điện tử sử dụng
trong các phần mềm thiết kế vải

* Mục tiêu đề tài: Ứng dụng công nghệ số trong kỹ thuật màu vải dệt: Xây dựng ngân
hàng màu điện tử ứng dụng trong các phần mềm thiết kế vải - tạo thêm công cụ bổ sung
cho các phần mềm thiết kế, đem lại sự thuận tiện trong thiết kế và cho các công đoạn
nhuộm màu tiếp theo triển khai dễ dàng. Có sản phẩm tin học là Phần mềm ngân hàng
màu đi
ện tử :

+ Ngân hàng màu điện tử 1925 màu dựa trên patone màu TPX, ngân hàng màu
được số hoá trong không gian màu CIE RGB và CIE Lab.
+ Ngân hàng màu được kết nhúng và sử dụng trong trong phần mềm thiết kế vải dệt
thoi TRI và phần mềm thiết kế vải dệt kim TRI.
+ Có các công cụ chuyển đổi thông số màu giữa các không gian màu CIE RGB,
CIE XYZ và CIE Lab; Các công cụ quản lý màu: tìm kiếm và so sánh màu.
+ Nghiên cứu tổng quan số hoá màu vải dệt và các ứng dụng số hoá màu trong kỹ
thuật màu vải dệt mở ra hươ
ng ứng dụng công nghệ sô trong kỹ thuật màu vải dệt.
Phần mềm chạy trên nền WinXP, Win2000,Vista, giao diện bằng tiếng Việt
* Nội dung nghiên cứu :
- Nghiên cứu kỹ thuật số hoá màu vải dệt.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu ngân hàng màu điện tử (1925 màu) dựa trên Pantone màu
TPX, số hoá trong không gian màu CIE RGB và CIE Lab
- Xây dựng thuật toán, viết mô đun phần mềm kết nhúng ngân hàng màu trong phần
mềm thiết kế vải dệt thoi, ph
ần mềm thiết kế vải dệt kim.
- Xây dựng các công cụ phần mềm chuyển đổi thông số màu giữa các không gian
màu CIE RGB, CIE XYZ và CIE Lab .
- Xây dựng các công cụ quản lý màu: tìm kiếm, lưu trữ màu, công cụ lập ngân hàng
màu.
- Xây dựng cơ sở lý thuyết số hoá màu vải dệt, thuốc nhuộm và các ứng dụng trong
kỹ thuật số trong tạo màu vải dệt.
* Đối tương nghiên cứu:
- Màu vải dệt, nguyên lý tạo màu vải dệ
t, nguyên lý số hoá màu vải dệt.
- Các phần mềm thiết kế vải
- Các ngôn ngữ lập trình phần mềm
* Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu các tài liệu về tạo màu vải dêt; lý thuyết vầ số hoá màu vải dệt

- Tìm hiểu các tài liệu về thiết kế vải dệt, các phần mềm thiết kế vải.
- Nghiên cứu ứng dụng các ngôn ngữ lập trình như Visual Basic, C
++
, các giải thuật
lập trình phần mềm.
- Phương pháp chuyên gia: dựa vào ý kiến chuyên gia trong ngành.
* Kết quả thực hiện:
Đề tài đã xây dựng được phần mềm ngân hàng màu điện tử với 1925 màu theo
Pantone màu TPX. Ngân hàng màu đã được kết nhúng trong phần mềm thiết kế vải dệt
thoi TRI và phần mềm thiết kế vải dệt kim TRI.Phần mềm đang được dùng thử nghiệm
tại Tổng Cty CP Dệt May Nam Đị
nh, Cty CP Dệt Lụa Nam Định, Nhà máy dệt Tến Tiến
KHATACO - Nha Trang, Khánh Hoà bước đầu đưa lại sự thuận tiện trong thiết kế và
sản xuất.


3
MỞ ĐẦU
Công nghiệp dệt may là một trong những ngành có doanh số xuất khẩu hàng đầu
(năm 2010 đạt hơn 11,2 tỷ USD vượt dầu thô, trong top 5 của thế giới), thu hút khoảng 2
triệu lao động. Tuy nhiên ngành dệt may được coi là một trong những ngành chưa có sự
cạnh tranh cao, còn phụ thuộc nhiều yếu tố nước ngoài (tỷ lệ nội địa hoá 46%). Phần lớn
nguyên liệu, phụ kiện, thiết bị, phải nhậ
p ngoại. Mục tiêu phát triển của ngành là nâng
cao năng lực cạnh tranh: tăng dần tỷ lệ nội địa hoá như phát triển nguồn nguyên liệu
trong nước, sản xuất xơ sợi tổng hợp từ chế xuất dầu mỏ, phát triển sản xuất phụ kiện
ngành may, sản xuất vải chất lượng cao thay thế dần nhập ngoại,
Một trong những công việc góp phần nâng cao năng l
ực canh tranh là vấn đề thiết
kế mẫu mã sản phẩm. Cùng một nguồn nguyên liệu, qui trình sản xuất (tức là giá thành

sản xuất như nhau), một thiết kế sản phẩm hợp lý sẽ làm tăng giá trị sản phẩm. Với sự
phát triển mạnh của tin học ngày nay, việc có những phần mềm thiết kế sản phẩm là hữu
ích, đặc biệt với chức năng thiế
t kế màu, mô phỏng sản phẩm ảo là công cụ hiệu quả cho
việc sáng tác mẫu mới, giúp giảm thiểu chi phí dệt thử.
Màu sắc, hoa văn sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế sản phẩm.
Trong môi trường cạnh tranh ngày nay, người tiêu dùng có nhiều chọn lựa hơn, nên các
nhà sản xuất rất coi trọng màu sắc và hình dáng sản phẩm. Đối với vải ngoài nhiệm vụ
chính che chắn bảo vệ
cơ thể, vải còn đóng vai trò là một mặt hàng thời trang làm đẹp tạo
nên màu sắc, hoa văn càng có vai trò quan trọng tạo nên giá trị của sản phẩm. Các nhà
sản xuất vải không ngừng phát triển đưa ra các mầu vải đẹp, đa dạng về màu sắc, hoa
văn. Màu sắc, hoa văn càng đa dạng thì càng khó quản lý, nhận biết và phân biệt, vì vậy
rất cần có một phần mềm thiết kế và quản lý m
ẫu sản phẩm.
Trong những năm qua Viện Dệt May đã xây dựng được một số phần mềm thiết kế
sản phẩm như :
- Phần mềm thiết kế vải dệt thoi TRI của Viện Dệt May: tính toán các thông số
thiết kế vải, công cụ thiết kế kiểu dệt, thiết kế vải ca rô, sọc màu, công cụ mô phỏng hình
ảnh vải. Phần mềm đã
được chuyển giao và ứng dụng tại một số danh nghiệp dệt trong
nước.


4

Hình 1: Hình vẽ mô phỏng hình ảnh vải của phần mềm Thiết kế vải dệt thoi TRI
(Viện Dệt May)

- Phần mềm thiết kế vải dệt thoi nổi vòng TRI của Viện Dệt May (khăn nổi

vòng): Phần mềm có các chức năng: tính toán thiết kế, các công cụ thiết kế màu, hoa
văn, kiểu dệt, mô phỏng hình ảnh vải:

Hình 2: Phần mềm thiết kế vải nổi vòng TRI (khăn nổi vòng - Viện Dệt May)
- Phần mềm thiết kế vải dệt kim đan ngang TRI của Viện Dệt May: tính toán các
thông số thiết kế vải, công cụ thiết kế kiểu dệt, thiết kế hoa văn, công cụ mô phỏng hình
ảnh vải.


5

Hình 3: Phần mềm thiết kế vải dệt kim TRI (Viện Dệt May)
- Phần mềm thiết kế vải Jacquard và máy đục bìa tự động của Viện Dệt May với
chức năng tính toán các thông số thiết kế vải, công cụ thiết kế kiểu dệt, thiết kế hoa văn,
tích hợp cùng máy đục bìa và truyền tín hiệu thiết kế hoa văn tới máy đục bìa tự động để
đục bìa theo chươ
ng trình. Phần mềm đã được ứng dụng tại làng nghề dệt tơ tằm Vạn
Phúc - Hà Đông - Hà Nội.

Hình 4: Phần mềm thiết kế vải Jacquard và máy đục bìa tự động (Viện Dệt May)

Tiếp tục mục tiêu phát triển các phân mềm thiết kế sản phẩm dệt trong ngành, Viện
Dệt May đã được Bộ Công Thương giao nhiệm vụ xây dựng phần phần mềm ngân hàng
màu điện tử sử dụng trong các phần mềm thiết kế vải để phát huy hiệu quả các phần mềm
thiế
t kế vải đang sử dụng, đem lại sự thuận tiện trong thiết kế. Sử dụng ngân hàng màu
điện tử mở ra hướng ứng dụng công nghệ số trong kỹ thuật màu vải dệt. Sản phẩm đề tài
là Phần mềm ngân hàng màu điện tử :
+ Ngân hàng màu điện tử 1925 màu dựa trên patone màu TPX, ngân hàng màu
được số hoá trong không gian màu CIE RGB và CIE Lab.

+ Ngân hàng màu được kết nhúng và sử dụng trong phần mềm thiết k
ế vải dệt thoi
TRI và phần mềm thiết kế vải dệt kim TRI.


6
+ Có các công cụ chuyển đổi thông số màu giữa các không gian màu CIE RGB,
CIE XYZ và CIE Lab; Các công cụ quản lý màu: tìm kiếm và so sánh màu.
Phần mềm chạy trên nền WinXP, Win7, giao diện bằng tiếng Việt
Nội dung báo cáo gồm:
Chương 1: Tổng quan số hoá màu vải dệt: Các phương pháp số hoá màu vải dệt và
các ứng dụng kỹ thuật số trong nhuộm màu vải dệt.
Chương 2: Ngân hàng màu điện tử và các ứng dụng trong phần mềm thiết kế vải:
Cấ
u trúc ngân hàng màu điện tử , các tiện ích ứng dụng ngân hàng màu điện tử.
Chương 3: Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo và Phụ lục 1: Hướng dẫn sử dụng phần mềm ngân hàng màu
điện tử trong thiết kế vải; Phụ lục 2: Dữ liệu số hoá màu PANTONE TPX




7
Chương 1
TỔNG QUAN SỐ HOÁ MÀU VẢI DỆT

Với sự phát triển tin học, chúng ta thường nghe nói tới công nghệ số hoá trong mọi
ngành kỹ thuật. Trong ngành dệt cũng vậy, xu thế ứng dụng công nghệ số ngày càng trở
nên phổ biến. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ số trong kỹ thuật màu vải dệ là một trong
những nghiên cứu đó.

1.1 Tính cấp thiết việc sử dụng Ngân hàng màu điện tử trong thiết kế vải
Các phầ
n mềm trên đều có công cụ phối màu, tuy nhiên kết quả phối màu là màu
trên màn hình, có một số khó khăn:
- Khó khăn trong việc hiện thực hoá màu thiết kế trên màn hình tới màu trên sản
phẩm.
- Khó khăn trong việc giao dịch màu sắc với khách hàng.
Sử dụng ngân hàng màu điện tử ta giải quyết được hai khó khăn trên, các tiện ích đó
là:
• 1- Thiết kế màu thuận tiện khi sử dụng các phần mềm thiết kế vả
i:
+ Thay vì việc phối màu, tạo màu mới, ta có sẵn một bộ màu được qui chuẩn và chỉ
việc lựa chọn ra để sử dụng. Khi khách hàng yêu cầu màu sản phẩm là màu của
Pantone TPX, ta không cần phải số hoá màu từ quyển màu Pantone vào phần mềm
mà chỉ việc lấy ra sử dụng (gán màu vào sản phẩm để mô phỏng hình ảnh sản
phẩm). Như thế tiết kiệm được thời gian và tránh được sai số trong quá trình s
ố
hoá màu.
• 2- Triển khai sản xuất màu thuận tiện:
+ Ứng với mỗi màu của Pantone TPX đã được chọn trong thiết kế ta có mẫu màu
thực (bộ màu Pantone TPX bằng giấy) tiện cho việc triển khai nhuộm thay vì phải
so với màu trên màn hình vi tính.
+ Loại trừ được các màu có khả năng đưa đến nhuộm khó đạt được màu. Các màu
trong patone là những màu đã được nghiên cứu và tạo được màu trên vải. Nếu ta
thiết k
ế, chọn màu khác nhiều so với màu có trong patone, trong một số trường hợp
có thể dẫn đến khó nhuộm màu (ví dụ rất khó nhuộm màu có độ phản xạ của một
dải sóng nào đó gần 100% hay gần 0%). Như vậy nếu chọn màu trong Pantone màu
sẽ nhuộm màu dễ hơn, "độ an toàn" đúng màu cao hơn.

• 3- Giao dịch màu sắc thuận tiện:
Giao dịch màu sắc theo bộ màu được qui ước chuẩn thuận tiệ
n hơn với việc giao dịch
một màu thiết kế mới. Hiện nay khách hàng có xu thế sử dụng màu theo Pantone
màu, đặc biệt với khách hàng nước ngoài hay dùng. Giao dịch màu sắc thuận tiện
khi màu được số hoá, qui ước chuẩn. Có thể giao dịch màu từ xa thông qua
internet. Khách hàng và nhà sản xuất chỉ cần giao dịch màu thông qua mã màu là
đủ.


8
• 4- Thuận tiên trong việc quản lý màu, quản lý thiết kế: Sử dụng thư viện màu
là sử dụng một bộ màu đã được qui ước chuẩn. Việc tìm kiếm, sử dụng, so sánh
màu được thuận tiện.
Hiện tại, các phần mềm thiết kế vải đang sử dụng tại Việt Nam chưa có phần mềm nào
chứa kèm ngân hàng màu theo Pantone TPX.
Với mỗi một màu cho trước, bằng ph
ần mềm ta sẽ tìm được màu trong ngân hàng màu
có sai số màu nhỏ nhất so với màu đã chọn, nếu màu trong ngân hàng đáp ứng được yêu
cầu mẫu vải, ta sử dụng màu của ngân hàng màu, khi đó sẽ tiện lợi trong thiết kế và sản
xuất.
Hiện tại có rất nhiều bản mẫu màu (Pantone) dùng cho nhiều lĩnh vực khác nhau
như:
PANTONE MATCHING SYSTEM sử dụng trong kỹ thuật đồ hoạ, sơn, Trong
lĩnh vực d
ệt thường chỉ sử dụng Pantone TP hay Pantone TPX (là 2 bộ màu hầu như
giống nhau, chỉ khác nhau về thứ tự sắp xếp). Pantone TCX tương tự như Patone TPX,
nhưng màu sắc được nhuộm lên vải mẫu cotton.

Ngân hàng màu điện tử là một cơ sở dữ liệu màu được số hoá, lưu trữ, là một bộ

màu có sẵn cung cấp cho người thiết kế sử dụng thay vì phối màu mới.
Vớ
i sự phát triển công nghệ tin học, công việc thiết kế mẫu mã sản phẩm đã được
tin học hoá. Thiết kế màu sắc là một khâu quan trọng trong thiết thiết kế phẩm dệt. Để
phát huy hiệu quả các phần mềm thiết kế, thuận tiện cho việc triển khai sản xuất, việc xây
dựng ngân hàng màu điện tử là cần thiết.
Ngân hàng màu đề tài xây dựng dựa trên bộ màu mẫu Pantone TPX.
Pantone TPX là bộ mẫu màu sử dụng trong ngành dệt do Pantone Inc phát hành.
Pantone Inc là một công ty có trụ sở tại Carlstadt, New Jersey, Hoa Kỳ (thành lập năm
1962. Pantone đã được mua lại bởi X-Rite tháng 10 năm 2007).

1.2. Tính cấp thiết ứng dụng công nghệ số trong thiết kế vào tạo màu vải dệt
Màu của sản phẩm vải là đa dạng và phong phú để đáp ứng thị yếu người tiêu dùng.
Trong thực tế người ta chỉ sản xuất một số
màu (thuốc nhuộm) cơ bản nhất định, để có
được một màu theo yêu cầu, người ta cần phối trộn các màu cơ bản với nhau trong một
đơn nhuộm theo một tỷ lệ xác định để có được màu theo yêu cầu. Quá trình chọn thuốc
nhuộm và xác định tỷ lệ mỗi loại thuốc nhuộm gọi là ghép màu nhuộm (hay xây dựng
đơn nhuộm). Vì vậy công việc phối ghép màu để tạo nên màu mới là công việc thườ
ng
xuyên của nhà kỹ thuật nhuộm.
Màu sắc của vải đóng vai trò quan trọng tạo nên chất lượng và giá trị gia tăng sản
phẩm. Kỹ thuật màu vải dệt là một trong những khâu khó của sản xuất vải đòi hỏi người
thực hiện cần có chuyên môn và kinh nghiệm. Việc ứng dụng kỹ thuật số trong tạo màu
vải dệt là cần thiết để giảm bớt khó khă
n và tăng độ chính xác trong việc tạo màu.



9

Qui trình thiết kế và tạo màu vải dệt:
















Hình 1.1: Sơ đồ qui trình tạo màu vải dệt

Sau khi có màu thiết kế, cần xây dựng đơn nhuộm: dùng những thuốc nhuộm gì và
lượng sử dụng bao nhiêu để đạt được màu theo yêu cầu.
Theo truyền thống, người xây dựng đơn nhuộm dựa vào kinh nghiệm, các mẫu màu
tương tự đã nhuộm từ trước để chọn thu
ốc nhuộm và tỷ lệ sử dụng. Tiếp theo là nhuộm
mẫu nhỏ theo đơn nhuộm đã dự kiến. Đánh giá kết quả mẫu nhuộm, nếu chưa đạt, hiệu
chỉnh lại đơn nhuộm cũng theo kinh nghiệm để màu đạt được tiến dần tới màu yêu cầu.
Quá trình hiệu chỉnh đơn nhuộm và nhuộm mẫu nhỏ đôi khi phải tiến hành nhiều lần m
ới
đạt được màu theo yêu cầu tuỳ vào màu cụ thể và yêu cầu chính xác về màu đặt ra.
Có các khó khăn trong qui trình trên là:

- Làm thế nào để xác định được chọn loại thuốc nhuộm và lượng sử dụng để có
được màu như mẫu"
- Nếu mẫu nhuộm thử không giống mẫu yêu cầu, làm thế nào đưa ra phương án hiệu
chỉnh đơn nhuộm để lần nhuộm sau màu giống với mẫu hơn?
- Làm thế nào
để có được đánh giá mẫu màu chính xác mà không phụ thuộc vào
cảm nhận chủ quan của người quan sát.
Việc ứng dụng công nghệ số trong kỹ thuật màu vải dệt sẽ giảm bớt được những
khó khăn trên. Với việc số hoá màu, thuốc nhuộm, ứng dụng các kỹ thuật tính toán về
màu sắc, ứng dụng công nghệ tin học ta có thể tính toán được các kết quả về màu sắc và
đơn nhuộ
m.


Thiết kế màu
Nhuộm màu
Đánh giá kết quả màu
Sản xuất
Xây dựng đơn nhuộm
Đạt
Không đạt


10

Hình: 1.2 Minh hoạ bài toán ghép màu nhuộm vải.

Ứng dụng công nghệ số hoá màu vải dệt:

Khi màu được số hoá ta có thể ứng dụng tin học trong việc tính toán, quản lý màu

sắc đem lại hiệu quả trong sản xuất, sau đây là một số ứng dụng chính:
1- Ghép màu tự động - dự tính trước kết quả màu nhuộm: Từ một đơn
nhuộm cho trước, tính trước được màu kết quả mà chưa cần nhuộm thử. Tự tính được
phương án hiệu chỉnh đơn nhu
ộm để đạt được màu theo yêu cầu giúp giảm thiểu chi phí
nhuộm mẫu thử.
2- Tách màu tự động - tạo đơn nhuộm tự đông, phương án hiệu chỉnh
đơn nhuộm: Từ màu yêu cầu cần nhuộm tính tự động được đơn nhuộm thay vì phải
ước đoán bằng kinh nghiệm. Có được kết quả đơn nhuộm nhanh và chính xác. Đem lại
hiệu quả trong sản xuất do giảm
được số lần hiệu chỉnh đơn nhuộm và nhuộm mẫu thử,
kết quả tính toán lại chính xác hơn so với kết quả đưa ra từ khinh nghiệm.
3 Giao dịch màu sắc thuận tiện: Giao dịch màu sắc thuận tiện khi màu được
số hoá, có thể giao dịch màu từ xa thông qua internet. Việc kiểm tra, đánh giá màu, thoả
thuận màu sắc được cụ thể hoá bằng những tiêu chuẩn được số hoá vì thế
giảm được
khiếu kiện về màu sắc gây thiệt hại cho nhà sản xuất và khách hàng.
4. Quản lý thuốc nhuộm, đơn nhuộm, màu vải: Màu vải, thuốc nhuộm, đơn
nhuộm, thư viện màu được lưu trong máy tính dưới dạng số hoá tiện khi sử dụng, tra
cứu, tìm kiếm, quản lý, tính toán.
Việc ứng dụng công nghệ số trong kỹ thuật màu đem lại nhiều lợi ích:
a. Chọn 3 loại thuốc nhuộm này, có nhuộm được màu
như thế này không?
Tính lượg thuốc nhuộm sử dụng mỗi loại?
b. Trong kho thuốc nhuộm, hãy chọn
những loại thuốc nhuộm nào để ghép
màu đúng nhất?
Tính lượng sử dụng mỗi loại là bao
nhiêu?
(mở rộng: chọn thuốc nhuộm có lượng sử

dụng ít hay giá thành thấp, …)

Ghép màu nhuộm - Nhiệm vụ thường xuyên của người kỹ thuật nhuộm
Một bài toán khó ! Kỹ thuật số hoá màu vải dệt giúp bạn tự động tính
các kết quả trên.
?


11
- Giảm thời gian xây dựng đơn nhuộm
- Giảm chi phí nhuộm mẫu thử
- Tăng độ chính xác màu theo yêu cầu khách hàng, giảm rủi ro trong sản xuất.
- Tăng năng lực thiết kế và sáng tạo mẫu mã khi màu sắc được thiết kế, tính toán và
mô phỏng bằng máy tính ngay khi thiết kế, trước khi mẫu vải được sản xuất.
- Đưa ra được các phương án hiệu quả cho sản xuất như:
+ Lựa chọn
được phương án nhuộm màu sao cho chính xác với màu yêu cầu
+ Lựa chọn được phương án dùng ít thuốc nhuộm.
+ Lựa chọn được phương án nhuộm giảm giá thành.
+ Lựa chọn được phương án nhuộm làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường
Với yêu cầu chất lượng của khách hàng ngày càng cao, kết quả màu sắc yêu cầu
ngày một chính xác, ứng dụng công nghệ số chính là giải pháp lựa chọn cho hướng phát
triển của kỹ thuậ
t màu vải dệt.

1.3 Số hoá màu trong kỹ thuật vải dệt - Các không gian màu
Theo truyền thống, màu sắc mang tính "định tính" hơn "định lượng", người ta
thường mô tả màu sắc theo tên gọi như "Xanh lục", "Ghi đậm", "Vàng chanh" Người
tiếp nhận thông tin có thể hình dung nhất định về màu sắc theo tên gọi. Nhưng màu chính
xác và cụ thể như thế nào khó có thể mô tả chính xác bằng tên gọi, thông thường để có

màu với yêu cầu chính xác người ta phải có mẫ
u màu thực kèm với tên gọi, đây là một
trở ngại trong giao dịch, triển khai công nghệ nhuộm màu, nhất là trong thời kỳ ứng dụng
công nghệ số phát triển như hiện nay đòi hỏi cần ứng dụng công nghệ số hoá màu.
Số hoá được màu sắc sẽ dẫn tới nhiều ứng dụng tiện ích:
- Giao dịch màu sắc thuận tiện.
- Đưa ra được các phương pháp tính toán và quản lý màu sắc dự
a trên màu được số
hoá.
- Ứng dụng các thiết bị trong việc đo màu, so sánh màu, kiểm tra màu.
- Ứng dụng được công nghệ tin học trong kỹ thuật màu nhuộm: tính toán màu
nhuộm, đơn nhuộm vải.
Vậy số hoá màu sắc như thế nào? đây là vấn đề lớn trong khoa học vật lý và đời
sống con người. Xuất phát từ vấn đề này, trên thế gới đã có rất nhiều những nghiên cứu
về
màu sắc, các nhà nghiên cứu cố gắng "định lượng" tức là "số hoá" màu sắc. Số hoá
màu đã được nghiên cứu từ những năm 20 của thế kỷ trước khi máy vi tính chưa ra đời,
tới năm 1931 lý thuyết số hoá màu đã được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
Chúng ta cảm nhận được màu sắc bằng mắt. Để nhìn thấy, chúng ta cần có ánh
sáng. Mắt người nhìn thấy một vật là do đã có ánh sáng chiếu đến v
ật và phản xạ từ vật
thể truyền đến mắt. Ánh sáng nhìn thấy là các sóng điện từ có bước sóng từ 400-700nm.
Mỗi sóng điện từ có bước sóng khác nhau khi truyền đến mắt sẽ cho ta cảm giác
màu sắc khác nhau. Vùng quang phổ của ánh sáng nhìn thấy có thể được chia làm 3 vùng
chính: Blue (từ 400-500), Green (từ 500-600) và Red (từ 600-700).


12

Hình 1.3 Minh hoạ khoảng bước sóng ánh sáng nhìn thấy

Những tế bào hình nón trong võng mạc của mắt người cũng có 3 loại nhạy tương
ứng với 3 màu này (võng mạc mắt người có 2 loại tế bào: tế bào hình que: nhạy với
cường độ ánh sáng (cảm nhận tối hay sáng) và tế bào hình nón (dùng để cảm nhận màu
sắc).
Từ đặc điểm mắt người cảm nhận 3 sắc màu (đỏ, xanh lục, xanh lam), người ta đ
i
tìm cách số hoá màu, biểu diễn màu bằng những số và thể hiện trong một toạ độ nhiều
chiều (gọi là không gian màu) sao cho mỗi điểm biểu diễn được một màu. Các không
gian màu đều được xây dựng dựa trên nguyên lý cảm nhận màu của mắt người.
Đã có nhiều không gian màu được xây dựng, tuy nhiên không thể xây dựng được
một không gian màu duy nhất để có thể sử dụng cho mọi lĩnh vực. Mỗi một l
ĩnh vực có
các yêu cầu về kỹ thuật màu khác nhau, vì vậy đã có nhiều không gian màu được xây
dựng để đáp ứng được nhiều lĩnh vực ứng dụng màu sắc khác nhau. Đôi khi trong một
lĩnh vực cần ứng dụng nhiều không gian màu, ngược lại một không gian màu cũng được
ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong kỹ thuật màu vải dệt, cùng lúc người ta sử dụng đồng thời nhiề
u không gian
màu khác nhau. Màu sắc cuối cùng chúng ta cần đến là màu trên sản phẩm (thường được
biểu diễn trong không gian màu XYZ, Lab), màu chúng ta sử dụng trong lúc thiết kế là
màu trên màn hình vi tính (không gian màu RGB) vì vậy cần có các công cụ chuyển đổi
giữa 2 dạng màu này
Sau đây là các không gian màu được nghiên cứu trên thế giới và được ứng dụng
trong kỹ thuật màu vải dệt:
* Không gian màu CIE XYZ
được xây dựng năm 1931 bởi Uỷ ban quốc tế về ánh
sáng (International Commission on Illumination
- CIE), trong đó mỗi màu được biểu diễn
bởi bộ ba sắc màu X (đỏ), Y(xanh lục), Z(xanh lam).

Hình 1.4: Không gian màu CIE XYZ



13
Các giá trị XYZ được tính:
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dxIX
;
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dyIY
;
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dzIZ

Trong đó λ là bước sóng; I(λ) là cường độ phân bố ánh sáng tại bước sóng λ
(intensity spectrum) ; Các giá trị
x
(λ),
y
(λ),
z
(λ) (Color matching functions) được xây
dựng trên nguyên lý càm nhận màu sắc của mắt người có dạng như hình đồ thị trên.
Với tiêu chuẩn quan sát CIE nguồn sáng D65, góc nhìn 2
0
. X có giá tị từ 0 →
95.047; Y có giá trị từ 0 →100; Z có giá trị từ 0 → 108.883
Không gian màu CIE XYZ là cơ sở cho việc nghiên cứu và ứng dụng về màu sắc.
Đây là cơ sở để xây dựng nên các không gian màu khác. Không gian màu XYZ được
định nghĩa độc lập, không phụ thuộc vào các thiết bị.
* Không gian màu CIE RGB
tương tự như không gian màu CIE XYZ, ở đó các
sắc màu được phân bố tuyến tính để dễ dàng cho việc thao tác pha màu, điều khiển thiết
bị đồ hoạ. (các sắc màu được phân bố theo tỉ lệ đều trên các trục toạ độ).



Hình 1.5 Không gian màu CIE RGB
Các giá trị RGB được tính:
∫
∞
=
0

)()(
λλλ
drIR
;
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dgIG
;
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dbIB

Trong đó λ là bước sóng; I(λ) là cường độ phân bố ánh sáng tại bước sóng λ
(intensity spectrum); Các giá trị
r
(λ), g (λ), b (λ) (Color matching functions) có giá trị
theo đồ thị trên.
Với tiêu chuẩn quan sát CIE nguồn sáng D65, góc nhìn 2
0
, RGB có giá trị từ 0 đến
18,9. Trong tin học, RGB được chuyển đổi sang mức 0 đến 255. Trong kỹ các kỹ thuật
video, RGB được chuyển sang mức 0 đến 1.

Công thức chuyển đổi giữa RGB và XYZ
X= 049R +0,31G +0,2B
Y= 0,17697R +0,8124G +0,01063B
Z= 0 + 0,01G +099B
R= 2,364614X - 0,896541Y - 0,468073Z
G= -0,515166X + 1,426408Y +0,088758Z
B= 0,005204X - 0,014408Y + 1,009204Z
Không gian màu CIE RGB ứng dụng trong lĩnh vực phối trộn màu theo nguyên lý
màu cộng, nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực có thiết bị phát sáng (ti vi, màn hình
vi tính, kỹ thuật video, ).
Trong các phần mềm thiết kế vải phần lớn sử dụng không gian màu CIE RGB để
thể hiện màu sắc trên màn hình vi tính, mô phỏng hình ảnh vải,



14
* Không gian màu CMYK ứng dụng trong lĩnh vực phối trộn màu theo nguyên lý
màu trừ) được sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật in ấn (máy in màu ).
Mô hình màu này dựa trên cơ sở phối trộn các màu sau theo nguyên lý màu trừ
C = Cyan ( xanh lơ); M = Magenta ( đỏ hồng); Y = Yellow ( vàng );
K = Key (Black = màu đen, dùng ký hiệu K để tránh nhầm với B=Blue trong mô
hình RGB)
Công thức chuyển đổi từ RGB sang CMYK:
C' = 1-R; M' = 1-G; Y' = 1-B; K = min(C',M',Y')
Nếu K = 1 thì C = 0, M = 0, Y = 0 (Màu đen). Nếu K < 1 thì
C = C'-K; M = M'-K; Y = Y'-K
Công thức chuyển đổi từ CMYK sáng RGB:
R = 1-(C+K); G = 1-(M+K); B = 1-(Y+K)

* Không gian màu CIELab

(xây dựng năm 1976 - tương tự như không gian màu
Hunter Lab xây dựng năm 1948)
Không gian màu XZY và RGB không phù hợp cho việc đánh giá độ sai khác màu.
Ở các vị trí khác nhau trong không gian màu, khả năng phân biệt màu khác nhau của mắt
người là khác nhau. Vì lý do đó, một số không gian màu khác được xây dựng để đánh giá
độ lệch màu, không gian màu CIE Lab là một trong số đó.
Trong không gian màu CIELab, sắc màu được thể hiện theo 2 trục a và b (trục a có
màu từ xanh lục sang đỏ; trục b có màu từ xanh sang vàng). Trục L thể hiện độ tố
i sáng
(0→100).


Hình 1.6 Không gian màu CIE Lab
Không gian màu CIELab được xây dựng từ không gian màu CIE XYZ với các
công thức chuyển đổi:
16)(116 −=
n
Y
Y
fL
;
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−= )()(500
nn
Y

Y
f
X
X
fa
;
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−= )()(200
nn
Z
Z
f
Y
Y
fb

Trong đó
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
⎟

⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
≤+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
>
=
32
3
3/1
29
6
29
4
6
29
3

1
29
6
)(
tkhit
tkhit
tf

X
n
, Y
n
, Z
n
là các giá trị của nguồn sáng chiếu tới vật quan sát và X,Y,Z là các giá trị
phản xạ của vật quan sát (tính theo công thức của CIE XYZ). Với điều kiện quan sát
chuẩn: nguồn sáng D65, góc quan sát 2
0
thì X
n
,=95,047 Y
n
,=100; Z
n
=108,883.


15
Công thức chuyển đổi từ không gian màu Lab sang XYZ
; ;

Nếu
thì ngược lại
Nếu
thì ngược lại
Nếu
thì ngược lại
δ = 6 / 29
Không gian màu CIELab được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực:
+ Đọc màu, so sánh màu, đánh giá độ chính xác màu nhuộm;
+ Phối ghép màu nhuộm.

* Không gian màu CIE LCh
Được xây dựng từ không gian màu CIE Lab, các
màu được biểu diễn trong toạ độ cực:
L : Độ tối sáng giống như L trong CIE Lab có giá trị từ 0 đến 100
C: Độ bão hoà màu
22
baC += ; h :
)tan(
a
b
arh =




Hình 1.7 Không gian màu CIE LCh

Lý thuyết số hoá màu đã được các nước trên thế giới ứng dụng trong ngành dệt rộng
rãi trong các phần mềm thiết kế sản phẩm dệt (thiết kế vải dệt thoi, vải dệt kim, thiết kế

sản phần may ) và trong công nghệ nhuộm màu vải dệt.

Số hoá màu vải dệt:
Có 2 phương pháp số hoá màu sử dụng trong kỹ thuật vải: số hoá ảnh phổ và s
ố hoá
trong không gian màu.


16
a- Số hoá màu trong không gian màu
Mỗi một màu được số hoá bằng 1 đỉểm trong không gian màu.

Hình 1.8 - Ví dụ số hoá màu trong không gian màu CIE RGB
Ví dụ màu Pantone TPX 14-6340 được biểu diễn trong không gian màu RGB(có
các toạ độ 107; 211; 140) và XYZ(54.4; 75.2; 60.1), Lab(89.5;-39.7;17.8). Cách tính và
chuyển đổi thông số màu giữa các không gian màu được tình bày ở phần trên. Việc số
hoá được thực hiện bằng thiết bị đo màu (quang phổ kế) và tính toán bằng công thức.
b- Số hoá màu bằng phổ màu : mỗi màu tương ứng với một quang phổ - phổ màu,
chia phổ màu thành các khoảng bằng nhau (ví dụ 31 khoảng từ 400-700nm cách nhau
10nm). Giá tr
ị mỗi cột là độ phản xạ tại mỗi khoảng sóng, ta có bảng (2x31) mô tả đấy đủ
về màu sắc, ví dụ:

Hình 1.9- Ví dụ số hoá màu bằng phổ màu.
Cần lưu ý rằng từ phổ màu ta tính được giá trị màu XYZ, nhưng từ giá trị màu XYZ
không tính ngược lại được phổ màu. Để biểu diễn màu 3 thành phần cần 3 thông số, biểu
diễn màu bằng phổ màu cần 31 thông số.

Số hoá thuốc nhuộm:
Bản thân thuốc nhuộm nguyên chất không phản ánh được màu sắc vải mà nó được

dùng để nhuộm. Chỉ khi vải
được nhuộm ta mới xác nhận được sắc màu (gam màu -
tông màu) mà thuốc nhuộm đó tạo ra, tuy nhiên độ đậm nhạt tuỳ vào tỷ lệ thuốc nhuộm
sử dụng.
Để sử dụng được thuốc nhuộm, trước hết người ta cần nhuộm vải bằng thuốc
nhuộm đó với một số tỷ lệ nhất định. Dựa vào sắc màu thu được mà người ta có phương
án sử
dụng thuốc nhuộm sao cho đạt được màu theo yêu cầu.
Số hoá thuốc nhuộn: Nhuộm màu vải theo một số tỷ lệ thuốc nhuộm nhất định, số
hoá các màu đó theo tỷ lệ thuốc nhuộm, ta có dữ liệu số hoá thuốc nhuộm


17





Hình 1.10 - Đồ thị biểu diễn số hoá thuốc nhuộm

Dữ liệu mỗi thuốc nhuộm là phức tạp. Nếu biểu diễn thuốc nhuộm bằng màu 3
thành phần RGB, tại mỗi tỷ lệ thuốc nhuộm (thường từ 3 đến 6 tỷ lệ thuốc nhuộm, có khí
tới 18 tỷ lệ thuốc nhuộm) có thông số về màu RGB, tham số a
r
, a
g
, a
b
(tỷ lệ độ hấp thụ và
phản xạ ánh sáng), như vậy tổng số thông số một thuốc nhuộm là 42 thông số (với 6 tỷ lệ

thuốc nhuộm). Nếu biểu diễn thuốc nhuộm bằng phổ màu cần khoảng 378 thông số (với
6 tỷ lệ thuốc nhuộm) cho một thuốc nhuộm.
Độ hấp thụ ánh sáng (phần phản xạ là màu quan sát được) không tỷ lệ vớ
i thuốc
nhuộm. Khi tỷ lệ thuốc nhuộm tăng dần, tốc độ hấp thụ ánh sáng chậm lại và tới giá trị
tới hạn, dù ta có tăng tỷ lệ thuốc nhuộm thì độ hấp thụ ánh sáng tăng không đáng kế. Vì
vậy mỗi loại thuốc nhuộm cần biểu diễn dưới dạng một đường đặc trưng như trong đồ thị
trên.
Tại mỗ
i giá trị tỷ lệ thuốc nhuộm có giá trị màu là bảng giá trị ảnh phổ hoặc giá trị
XYZ.
Các dữ liệu đường đặc trưng là cơ sở cho việc tính toán ghép màu nhuộm, tách màu
nhuộm.
Để có được dữ liệu thuốc nhuộm, ta cần nhuộm mẫu nhỏ ở các tỷ lệ thuốc nhuộm
xác định (VD 0.1%; 0.5%; 1%; 2% ) và màu nhuộm trên vật liệu dệt, số hoá màu nhuộm
cùng với tỷ lệ nhuộ
m ta có được dữ liệu của thuốc nhuộm. Dữ liệu này có thể do nhà sản
xuất thuốc nhuộm cung cấp hoặc ta phải tiến hành nhuộm mẫu nhỏ và số hoá màu mỗi
khi phát sinh loại thuốc nhuộm mới.

1.4 Phương pháp tính toán ghép màu vải

Màu màn hình vi tính:
Chúng ta nhìn thấy màu màn hình là do chính màn hình phát sáng. Mỗi điểm ảnh (pixel)
gồm 3 màu cơ bản R (Red), G (Green ), B (Blue). Bằng cách thay đổi cường độ 3 màu này (phối
màu) ta tu được các màu khác nhau. Ví dụ màu đen (R=0, G=0, B=0); màu trắng (R=255,
G=255, B=255); Màu vàng (R=255, G=255, B=0) Nguyên lý phối màu này gọi là phối màu
cộng (additive color) 24 bit.

18

Hình 1.11 - Nguyên lý phối màu cộng
Màu vải dệt
Màu vải dệt thì lại khác so với màu màn hình Mắt người nhìn thấy một vật là do đã có ánh
sáng chiếu đến vật và phản xạ từ vật thể truyền đến mắt. Để vải có màu, người ta nhuộm lên vải
hỗn hợp thuốc nhuộm với ỷ lệ nhất định, thuốc nhuộm sẽ hấp thụ một phần ánh sáng chiếu tới,
phần phản xạ sẽ là màu sắ
c vải. Nguyên lý phối màu này gọi là màu trừ (subtractive color)

Hình 1.12 - Nguyên lý phối màu trừ

Cũng cần nói thêm rằng hiện nay có nhiều phần mềm phối màu (phần mềm pha màu sơn,
pha màu mực in, pha màu mực cho hoa sỹ, ) không thể sử dụng để ghép màu nhuộm vải được.
Nguyên lý ghép màu này là nguyên lý ghép màu dạng tráng phủ. Màu kết quả của việc phối màu
là màu trên vật thể được sơn, nó không phụ thuộc vào khối lượng vật thể (màu sơn không phụ
thuộc vào độ dầy bước tường, không ph
ụ thuộc vào khối lượng tờ giấy). Tuy rằng giữa sơn và
nhuộm vải có một số tính chất giống nhau như: đều là màu phản xạ, nguyên lý pha màu trừ. Màu
nhuộm vải phụ thuộc vào lượng thuốc nhuộm, lượng vải cần nhuộm và độ tận trích của quá trình
nhuộm, Vì những lý do trên nên phần mềm tạo màu nhuộm vải phải là những phần mềm
chuyên dụng dùng riêng cho nhuộm vải

Việc tính toán ghép màu vải dệt dựa vào thuyết "Thuyết hấp thụ - phản xạ màu
Kubelka Munk ".
Thuyết hấp thụ - phản xạ màu Kubelka Munk

Thuyết hấp thụ - phản xạ màu Kubelka Munk được phát biểu năm 1931, những
năm 1940 đã có những ứng dụng đầu tiên về thuyết. Những năm 1970 được ứng dụng
rộng rãi trong các lĩnh vực tính toán màu: sơn, nhựa, vải

Ban đầu, việc tính toán phức tạp nên nó chỉ có thể ứng dụng trong lĩnh vực nghiên
cứu, những năm 1990 - 2000 khi máy tính phát triển, việc ứng dụng trở nên phổ biế
n
trong các cơ sở sản xuất.


19
Phần lớn các loại nguyên liệu dệt có màu trắng (bông, xơ sợi tổng hợp). Để tạo
màu vải dệt, người ta đưa chất mang màu phân tán vào trong thân sợi - nhuộm màu (bằng
phương pháp nhuộm phân tán, hoạt tính, hoàn nguyên ) hoặc gắn màu trên bề mặt vật
liệu dệt (pigment). Trong mục này ta xét tới chất mang màu phân tán vào trong thân sợi.
Thuật ngữ "phân tán" ở đây không nói tới nhuộm phân tán mà bao hàm ý chung là phân
tử chất mang màu nằm xen kẽ với các phân tử vật liệ
u dệt trong xơ sợi - "phân tán" nói
tới sự phân bố chất mang màu chứ không bao hàm phương pháp nhuộm.




Hình 1.13 - Hình vẽ minh hoạ chất mang màu phân tán trong thân sợi
Xét bản chất của ánh sáng chiếu tới vật liệu dệt sau:








Hình 1.14 - Nguyên lý hấp thụ - phản xạ ánh sáng theo thuyết Kubelka Munk

Vật thể có chiều dầy L. Ánh sáng chiếu vào vật thể , một phần truyền vào vật thể,
một phần phản xạ
lại không gian. Tại mỗi vị trí x (tính từ bề mặt vật thể), ánh sáng truyền
tới được chia 2 phần: phần ánh sáng phản xạ ngược với hướng truyền tới; phần tiếp tục
truyền vào vật thể theo hướng ban đầu. Ta ký hiệu:
I
0
cường độ ánh sáng truyền tới
I
j
cường độ ánh sáng phản xạ
I
t
cường độ ánh sáng truyền qua vật thể
I(x)

cường độ ánh sáng truyền trong vật thể tại vị trí x
J(x)

cường độ ánh sáng phản xạ trong vật thể tại vị trí x
Ta có:
Kdx
I
dI
=
−
, trong đó K là hệ số hấp thụ ánh sáng
J
(

x
)
I
(
x
)
I
0
I
j
I
t
x=0
x=L
dx


20
Sdx
J
dJ
=
, trong đó S là hệ số phản xạ ánh sáng
Để thay đổi màu vật thể, người ta cho chất mang màu phân tán vào trong vật thể
(nhuộm màu). Giả sử có n chất nhuộm màu được nhuộm vào vật thể.
Gọi K
t
là

hệ số hấp thụ ánh sáng của vật thể khi chưa nhuộm màu

S
t
là

hệ số phản xạ ánh sáng của vật thể khi chưa nhuộm màu
K
i
là

hệ số hấp thụ ánh sáng của thuốc nhuộm màu thứ i
S
i
là

hệ số phản xạ ánh sáng của thuốc nhuộm màu thứ i
C
i
là tỷ lệ thuốc nhuộm màu thứ i trong vật thể
Ta có hệ số hấp thụ ánh sáng của thuốc nhuộm i là K
i
C
i

Hệ số phản xạ ánh sáng của thuốc nhuộm i là S
i
C
i

Tổng hệ số hấp thụ ánh sáng là
∑

+=
iit
CKKK
Tổng hệ số phản xạ ánh sáng là
∑
+=
iit
CSSS

Khi chiều dầy vật thể đủ lớn (L đủ lớn) để ngăn cản ánh sáng sao cho không còn
ánh truyền qua vật thể (I
t
=0). Gọi R
∞
là độ phản xạ ánh sáng với chiều dầy này, ta có:
0
I
I
R
j
=
∞

Công thức Kubelka Munk được viết như sau:
∞
∞
−
=
+
+

=
∑
∑
R
R
CSS
CKK
S
K
iit
iit
2
)1(
2

Công thức trên chứng minh được bằng toán học, trong phạm vi báo cáo ta chỉ cần
nêu công thức để ứng dụng. Trong nhuộm màu vật liệu dệt, hầu hết thuốc nhuộm được
phân tán dạng phân tử trong xơ sợi, độ phản xạ của bản thân thuốc nhuộm là không đáng
kể (S
i
≈0). Công thức Kubelka Munk được viết trong nhuộm màu vải dệt là:
∞
∞
−
=
+
=
∑
R
R

S
CKK
S
K
t
iit
2
)1(
2
hay có thể viết
∞
∞
−
=+=
∑
R
R
S
K
C
S
K
S
K
t
i
i
t
t
2

)1(
2

∞
∞
−
=+
∑
R
R
aC
S
K
ii
t
t
2
)1(
2
, trong đó a
i
là tham số
t
i
i
S
K
a =

Ứng dụng công thức Kubelka Munk trong việc tính toán màu nhuộm.

Trong ứng dụng thực tế nhuộm màu vải dệt, ta khó (hoặc không đủ thiết bị) để
xác định cụ thể các giá trị K
i
và S
t
, nhưng giá trị tỷ số
t
i
i
S
K
a =
thì có thể, hơn nữa, trong
việc tính toán ta chỉ cần xác định tỷ số này mà không cần xác định cụ thể giá trị K
i
và S
t
.
Các công thức suy diễn trình bày sau đây làm cơ sở cho việc tính toán pha màu.


21
Để ngắn gọn, trong các mục sau, thuật ngữ "độ phản xạ R" được hiểu là độ phản
xạ của vật liệu đủ dầy để không còn ánh sáng truyền qua ( tức là R= R
∞
).
Với vật liệu chưa nhuộm ta có:
0
2

0
2
)1(
R
R
S
K
t
t
−
=
, khi vật liệu là trắng lý tưởng, ta có
0=
t
t
S
K
và R
0
=1
Với vải nhuộm 1 thuốc nhuộm i ta có:
i
i
ii
t
t
R
R
aC
S

K
2
)1(
2
−
=+
hay
i
i
ii
R
R
aC
R
R
2
)1(
2
)1(
2
0
2
0
−
=+
−

Với vải nhuộm n thuốc nhuộm ta có:
nii
t

t
F
R
R
aC
S
K
=
−
=+
∑
2
)1(
2
=>
nnn
FFFR 2)1(
2
+−+=

Từ các công thức trên, khi đo được các giá trị phản xạ R
i
, ta xác định được các
tham số a
i
. Từ đó ta tính được giá trị R.
Mỗi màu tương ứng với một quang phổ, ta chia phổ màu 400-700nm thành 31
khoảng với khoảng cách 10nm, các độ phản xạ tương ứng R{r
1
r

j
r
31
}
Tại mỗi bước sóng λ
j
ta có:
j
j
j
n
i
iji
j
t
t
F
r
r
aC
S
K
=
−
=+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜

⎜
⎝
⎛
∑
=
2
)1(
2
1

Các giá trị không gian màu RGB được tính:
∑
=
=
31
1j
jrj
rWR
,
∑
=
=
31
1j
jgj
rWG
,
∑
=
=

31
1j
jbj
rWB

Trong đó W
rj
=
r
(λ
j
)*∆λ,(∆λ=10nm); W
gj
=
g
(λ
j
)*10; W
bj
=
b
(λ)*10.
1.4.1 Ứng dụng số hoá màu giải quyết các bài toán ghép màu - tách màu tính
theo phổ màu
Có 2 bài toán quan trong cần giải quyết trong nhuộm màu vải là ghép màu và tách
màu vải.
* Bài toán ghép màu nhuộm
: Bài toán ghép màu nhuộm được phát biểu như sau:
Có một đơn nhuộm vải từ n thuốc nhuộm với tỷ lệ thuốc nhuộm là C{c
1

, c
n
}.
Hỏi: Màu M{X,Y,Z} có được từ đơn nhuộm này như thế nào, tính trước màu kết
quả.
Cách tính: theo công thức trên, khi biết A{a
1,1
a
31,n
} (có được từ hồ sơ thuốc
nhuộm), tỷ lệ thuốc nhuộm C, ta tính được F và từ đó tính được R sau đó là M{X, Y ,Z} -
các thông số màu nhuộm.


22


Hình 1.15 : Minh hoạ bài toán ghép màu nhuộm bằng số hoá
* Bài toán tách màu nhuộm:
Bài toán tách màu nhuộm được phát biểu như sau:
Khách hàng đưa cho bạn một mẫu vải màu cụ thể, yêu cầu bạn nhuộm vải đúng
màu M
m
(X
m
,Y
m
,Z
m
) như mẫu. Hỏi:

a. Với n (n=1,2,3,4) loại thuốc nhuộm xác định, tính tỷ lệ thuốc nhuộm C{c
1
, c
n
}
mỗi loại là bao nhiêu để có được màu như mẫu. Trong trường hợp từ n thuốc nhuộm đó
không thể nhuộm được màu như mẫu, hãy xác định tỷ lệ mỗi loại thuốc nhuộm để nhuộm
được màu sát với mẫu yêu cầu nhất ?
b. Tổng quát hoá câu a : Cần dùng loại thuốc nhuộm gì trong kho thuốc nhuộm và
tỷ lệ thuốc nhuộm là bao nhiêu để có được màu như mẫu. Nếu không tìm được
đơn
nhuộm có màu như mẫu, hãy tìm thuốc nhuộm gì và tỷ lệ bao nhiêu để có được màu sát
với mẫu nhất, độ lệch màu đó là bao nhiêu?
Bài toán ghép màu và tách màu là nhiệm vụ thường xuyên của kỹ thuật nhuộm
vải.
Nhuộm mẫu nhỏ theo tỷ lệ C và số hoá màu (phổ
màu – các đ
ộ

p
hản x
ạ

R
i
bằn
g
má
y
đo màu

)

Tính a
j
=K
j
/S
t
từ công thức
(j=1 31)
Tính phổ màu tổng hợp

R
j
theo công thức
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dxIX
∫
∞
=
0
)()(
λλλ
dyIY
∫

∞
=
0
)()(
λλλ
dzIZ
j
j
j
t
t
R
R
Ca
S
K
2
)1(
2
−
=+
Tính màu XYZ từ
p
hổ màu
Cõ sở dữ li
ệ
u thuốc nhu
ộ
m: Phổ màu R
j

; a
j
; C
Chọn n thuốc nhuộm tỷ lệ
nhu
ộ
m c
i
Tính màu kết
q
uả
Ghép màu bằng số hoá
j
j
j
n
i
iji
t
t
F
R
R
ac
S
K
=
−
=+
∑

=
2
)1(
2
1
jjjj
FFFR 2)1(
2
+−+=


23
Thuật toán giải bài toán tách màu nhuộm:
Với mỗi loại thuốc nhuộm có 378 thông số, nếu đơn nhuộm có 3 loại thuốc
nhuộm, tổng số thông số là 1134 thông số (nếu biểu diễn màu 3 thành phần RGB thì số
thông số là 126 thông số). Các mối tương quan giữa các thông số không tuyến tính vì vậy
khó có thể giải được bằng các phép biến đổi đại số thông thường. Giải pháp đề xuất là
tìm kiếm nghiệm trong không gian trạng thái, tạ
i một điểm trong không gian trạng thái ta
tiến dần tới giá trị mục tiêu tốt hơn. Phương pháp được trình bày như sau:
Gọi M(X,Y,Z) là màu nhuộm với tỷ lệ thuốc nhuộm C (gồm n thuốc nhuộm sử
dụng có giá trị trong miền xác định c
i
= 0 → c
max
- giá trị lớn nhất của tỷ lệ thuốc nhuộm
có thể có trong vải).
Ta cần tìm C cao cho M=M
m
. Trong trường hợp không tìm được M=M

m
, tìm C
sao cho M gần M
m
nhất, tức khoảng cách giữa 2 điểm trong không gian màu là nhỏ nhất:
222
)()()( ZZYYXXSd
mmm
−+−+−==
→min
Tìm d nhỏ nhất tương đương với tim S nhỏ nhất, để gọn nhẹ công thức tính, bài
toán được phát biểu lại là tìm C sao cho S nhỏ nhất
Cách tìm: Trong mục này trình bày 2 phương pháp tìm nghiệm:
+ Phương pháp gradient: Từ giá trị ban đầu C theo hướng ngược gradient tới cực tiểu.
+ Phương pháp tìm nghiệm hướng theo giá trị lân cận.
a- Phương pháp gradient giải bài toán tách màu nhuộm theo phổ màu:
Màu yêu cầu cần nhuộm

1. Chọn một tỷ lệ nhuộm xuất phát C (c1,c2,c3).
2. Tính màu kết quả theo C (c1,c2,c3) →

3. Tính phương sai 2 điẻm màu giữa màu cần nhuộm và màu đang tính
222
)()()( ZZYYXXS
mmm
−+−+−= trong không gian màu.
4. Cự tiểu hoá S theo C, ta có ta có màu tính toán tiến dần tới màu cần nhuộm (màu giống
khi S=0). Theo hướng ngược Gradient
⎟
⎟

⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
=∇
n
c
S
c
S
S
,
1
, giá trị thuốc nhuộm hiệu
chỉnh
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
∂
∂
−

∂
∂
−=
ηη
n
n
c
S
c
c
S
cC , ,
1
1
1
, η là bước hiệu chỉnh tỷ lệ thuốc nhuộm.
+ Khi
S ≤ε (độ chính xác màu yêu cầu). Thuật toán dừng, ta có lời giải.
+ Khi
S >ε và ∇S=0 . Thuạt toán dừng, ta không có lời giải, các thuốc nhuộm đã chọn
chỉ nhuộm được màu gần đúng với khoảng cách
S .
+ Khi C ngoài miền xác định, chuyển sang "Cách giải hướng theo giá trị lân cận".
+ Ngược lại (không phải các trường hợp trên), quay về bước 2

- Từ giá trị ban đầu C theo hướng ngược gradient tới cực tiểu S