Zusammenfassung

Das gemeinsame Forschungsprojekt „Multidimensionale Reflektometrie für die Industrie“ stützt sich auf eine Zusammenarbeit zwischen den Nationalen Metrologie Instituten, Partnern aus der Industrie und der universitären Forschungslandschaft in Europa.

Die Zielsetzung des Projektes ist die zuverlässige Validierung von optischen Messungen, welche das allgemeine makroskopische Erscheinungsbild von modernen Oberflächen beschreiben, durch Rückführung auf das SI-Einheitensystem.

Geplante Arbeiten

Im speziellen, behandelt das Projekt die Eigenschaften Goniochromasie, Glanz und Fluoreszenz von geeigneten Artefakten, welche in den drei Hauptarbeitspaketen (WP1, WP2 und WP3) untersucht werden.

Das Arbeitspaket 4 bündelt die Arbeiten im Bereich Modellierung und Datenanalyse, mit dem Ziel einen irreduziblen Satz von Kalibrierschemen und Handlungsmethoden anzugeben. Das Arbeitspaket 5 widmet sich der visuellen menschlichen Wahrnehmung, um physikalische Skalen zu erarbeiten welche auch wirklich mit dem visuellen Sinneseindruck korrelieren.

Zielsetzungen des Projektes

Vom metrologischen Standpunkt aus betrachtet, ist die relevante Messgröße die sogenannte Bidirektionale Reflexionsverteilungsfunktion (engl. Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF). Diese gibt das Verhältnis zwischen der reflektierten Strahldichte in einer gegebenen Richtung und der eingestrahlten Bestrahlungsstärke aus einer anderen Richtung, bei einer Wellenlänge, an. Die BRDF wird mit einem Goniospektophotometer gemessen und erlaubt die vollständige Charakterisierung des durch eine Probe reflektierten Lichtes.

Das Projekt xD-Reflect hat die Zielsetzung, die primäre Metrologie im Bereich der Materialcharakterisierung zu verbessern, aufgrund von neuen Messprotokollen und neuen Standardmessartefakten, welche die Industrie in die Lage versetzen, die visuelle Wahrnehmung der von ihr heute produzierten Oberflächen gezielt zu kontrollieren. Solche Messungen sollten einfach auszuführen sein und die Ergebnisse müssen soweit wie möglich, mit der visuellen menschlichen Wahrnehmung korrelieren.

Die Hauptzielsetzung des Projektes sind die folgenden:

• Verbesserung der primären Goniospektrometer um Fortschritte im Bereich BRDF-Messung zu erreichen und die Messunsicherheiten zu reduzieren
• Entwicklung von Modellen zur Datenkompression, Datendarstellung und Datenhandhabung für BDRF-Messungen
• Verständnis der Korrelationen zwischen dem visuellen Erscheinungsbild und der BRDF
• Entwicklung von Standardprozeduren und Transferstandards um eine angewandte Metrologie von visuellen Erscheinungsattributen zu etablieren

Wirkung

Die innerhalb dieses Projektes durchgeführten Arbeiten werden die Messkapazitäten der europäischen Nationalen Metrologieinstitute (NMIs) im Bereich der Gonioreflektometrie, welche zur Wahrnehmungscharakterisierung von Materialien geeignet sind, drastisch erhöhen. Die hiermit verbundenen Messunsicherheiten und Messzeiten werden reduziert. Die Rückführung von Messungen im Bereich des optischen Erscheinungsbildes für kommerzielle Produkte wird nicht nur gesichert, sondern sogar ausgebaut. Die Maßnahmen, die von diesem Projekt ausgehen, werden in den Markt einfließen und im Speziellen die Qualitätskontrolle unterstützen, in verschiedensten Produktionsgebieten, in denen ein einheitliches optisches Erscheinungsbild der Oberflächenqualität und –struktur wichtig sind. Wissenschaftlich gesehen, wird die Interaktion von einfallendem Licht und der visuellen Wahrnehmung von Oberflächen, sehr viel besser verstanden werden.