“四Ｃ”切割历来最难理解和评价。本申请提供了一种三维数学模型来研究全琢面无色对称圆整磨光刻花钻石的光线的交互作用。通过该模型，人们可以分析出各个外观参数（耀度、琢面和闪度）与比例的关系。该模型形成整耀度即所谓的ＤＣＬＲ光学效率的图像和数值结果，其中的ＤＣＬＲ接近于全闪度。ＤＣＬＲ值会随着切割比例的变化而变化特别是冠角、尖角、钻面尺寸、星面长度、底面尺寸、下环长度。本发明专利技术描述了几种组合比例，其比“理想”切割均具有相同或更高的ＤＣＬＲ，并且这些ＤＣＬＲ率与其它参数如耀度和亮度相平衡可为已有的钻石提供切割等级或为钻石的预切割提供切割分析。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
琢面宝石通常用“四C”来描述其质量和价值，这四C分别为重量克拉(carat weight)、色度(color)、透明度(clarity)和切工(cut)。重量最为客观，因为它可通过天平直接测得。色度和透明度是GIA和其它共用建立起来的分级标准中的两个参数。在过去的27年里，偶尔会听到有人要求形成切工标准并简化切工分级体系，最近这种呼声越来越强烈(见1993和1997年的Shor，1996和1997年Nestlebaum)。在颜色和透明度方面，钻石交易、传承的教导以及实践经验均形成了一个通用的意见，然而在圆钻的切工分级上则有许多不同的系统。正如下面将详细描述的那样，这些系统均基于比例和圆钻外观之间相对简单的关系假设。这些系统的前提是圆钻有(范围很窄的)一组优选比例，偏离该组比例将损害钻石的吸引力。然而，上述系统中至今没有一个很好地考虑到了切割比例与钻石外观规范描述中两个特性——亮度和闪度之间的复杂关系。在过去的一个世纪里钻石加工经历了巨大的变化。最为主要的是，已能在很小的比例误差内对钻石进行切割，这不仅包括在外观最大化的同时节约重量，还包括对当地市场喜好的考虑(见1997的Caspi)。比例的不同会给圆钻的外观带来显著的不同。在单切工艺中，存在着不同的意见，一些人坚持认为某种比例产生最佳的正面效果(参见1997年的Federman)。然而，正面效果还取决于钻石作为一种材质其独特的物理和光学特性，因此这些比例必须通过宝石的琢面来对光路进行控制。(其它的特性随着石头的不同而不同，如抛光质量、几何尺寸、杂质等，这些均会对通过宝石的光路产生影响。)钻石的外面可简单地用耀度(通过冠面返回的白光)、亮度(光线中散射成色谱的可见程度)以及闪度(从冠面反射的闪光)来描述。然而这些参数在没有一些假设和限定条件的情况下却无法用数学方式来表达。在Gem&Gemology第34卷No.3第158-183页中的″Modelingthe Appearance of the Round Brilliant Cut DiamondAn Analysis ofBrilliance″一文中描述了钻石在耀度评估方面的许多内容。从Wade(1916年)开始，已经公开了一些关于圆钻切工方面的分析。最有名的是Tolkowsky(在1919)提出的比例计算法，他相信该方法可以优化圆钻的外观。然而，Tolkowsky的计算法是以二维图像作为图形和数学模型。这些模型在过去一直用来解决抛光圆钻耀度上相对比较简单的问题。(Tolkowsky方法中也包括对亮度的简单分析，但这一点不是其模型的核心)。钻石切工的问题在解决上最好考虑影响琢面钻石外观物理因素(如光线与钻石材料的交互作用、抛光钻石的形状、其抛光面的质量、光源的类型以及照明和观察状态等)的复杂组合，并将这些因素引入外观的分析中。钻石刻面大约开始于15世纪，其间其朝着现在我们所知的圆钻不断进步(参见1966年、1995年的Tillander)。在其早期对流行钻石光学分析的数学模型中，Tolkowsky(在1919)使用几何光学的原理来探索光线在高折射系数棱镜中的现象。然后他使用一种单一折射率(即，只有一种颜色的光线)示意性地画出一些光线的路线，并将这些结果用于具有刃带的圆钻的二维模型中。Tolkowsky假定光线要么完全在内部反射，要么是完全从钻石折射出去，他计算出垂直通过刻面进入宝石的一束光线在内部反射所必需的顶角。他追踪该光线到达顶角另一侧时发现这里的顶角必须更小才能获得第二个内反射。由于对称圆钻内刻面各侧不可能形成明显不同的角度，因此Tolkowsky下一步便假定光线以更小的角度进入刻面。最后，他选择一个顶角，该顶角可使该光线以很高角度从斜面出去，并宣称该射出方向可以清楚地看到光线的散射。Tolkowsky还用这种限制条件下的光线即以小角度进入刻面从斜面出去的光线来选择刻面尺寸，由此其宣布此时亮度为最大。通过圆钻的角度及比例，Tolkowsky提出了自认为使抛光钻石的耀度和亮度匹配为最佳的角度和比例，作为结论，然后他将它们与当时典型的切割比例进行比较。然而，由于Tolkowsky只考虑了一种折射系数，因此其不确定所有光线的散射程度。他也不能计算出以高角度进入钻石的光线在通过刻面时的损失。在以后的80年中，熟悉这一工作的其它研究人员形成了他们自己的分析方法，但彼此结果不同。有意思(并且令人惊异)的是，尽管标准圆钻有许多的组合比例，但多数情况下每个研究人员均只得出一组比例，并认为这组比例要好于其它的比例。现在许多发布切工分级标准的宝石分级实验室和贸易组织都采用很窄的比例范围来对切工进行分级，这包括他们认为最好的切工。除Tolkowsky之外，有几个切工研究者使用“Ideal”(完美)来描述他们提出的比例组。今天除了系统名称使用“Ideal”之外，许多人用这一术语来表示与Tolkowsky比例相类似测量结果，只是刻面更大(在相同冠角时，冠高百分比更小。)这就是我们在这里使用“Ideal”时所要表达的意思。很早就有许多标准的光线建模程序来对光折射物体建立模型。这包括例如Dadoun等人在1985年的ACM Symposium on ComputationalGeometry第55-61页上的The Geometry of Beam Tracing；OliverDevillers的Tools to Study the Efficiency of Space Subdivision for RayTracing；PixIm’89会议录；巴黎的Gagalowicz；Heckbert在SIGGRAPH’84会议录计算机图形版第18卷No.3第119到127页的Beam Tracing Polygonal Objects；Shinya等人在SIGGRAPH’87会议录第21卷No.4第45到54页的Principles and Applications of Pencil Tracing；Visual Computer期刊第4卷No.1第65-83页的Analysis of Algorithmfor Fast Ray Tracing Using Uniform Space Subdivision。然而，无论是采用什么样的标准光线模型，至今的钻石模型程序还不能为钻石切工的评估确定有效的规律。这一点参见Tognoni的1990，Astric等的192，Lawrence的1998，Shor的1998。因此，我们需要一种计算机模型来使用户通过有用的钻石分析单位对切工进行分级。过去，Dodson(在1979年)采用全琢面圆钻的三维模型来设计耀度、亮度和“光闪”(闪度)的度量单位。其数学模型采用中心在钻石面上的全球面近散射照明。其得到的结果是120种比例组合耀度、亮度和光闪度的曲线。这些曲线表明这三个外观参数与顶角、冠高和钻面尺寸之间存在着复杂的依赖关系。然而，Dodson从几个方向和几个颜色来追踪光线来简化其计算模型。其采用Rosch(参见S.Rosch在1927年的ZeitschrftKristallographie的第65卷第46-48页)的反射点技术将模型输出减少为一维数据，然本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用来对宝石提供切工分级的方法，其包括以下步骤： 用一光源模型从无限远处照射一宝石模型； 采用一度量来评估宝石的亮度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：IM瑞尼茨，ML约翰逊，JE希格利，TS亨普希尔，
申请(专利权)人：美国杰莫洛吉克尔研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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