Diamanti - Il software Diamcalc

Grazie a questo software:

• L'utente del programma può lavorare con i parametri di taglio o con un modello in 3D che riporta fedelmente le posizioni delle faccette e i piani di simmetria.
• Un unico raggio può mostrare il cammino percorso dalla luce all'interno del diamante, a partire da qualsiasi punto. Nella foto si può apprezzare come la luce abbia cammini diversi a seconda del tipo di taglio utilizzato (nella gemma a sinistra la luce viene riflessa internamente per due volta, nella gemma a destra la luce viene invece riflessa ben cinque volte). Sempre nella foto sono riportare le immagini delle due pietre sfaccettate per le quali è stato osservato il cammino del raggio di luce.

Tali immagini dimostrano come - al contrario di quanto si è soliti credere, ossia che una pietra profonda sia apparentemente più satura di colore – il diamante di forma ovale, più basso di padiglione rispetto al diamante di forma ottagonale, sia maggiormente carico di colore. Ciò è dovuto al fatto che il cammino della luce all'interno della pietra ovale è maggiore. Bisogna ricordare che questo software è funzionale se le immagini vengono sempre raccolte nelle stesse condizioni di luminosità e ingrandimento.

Differenti tipi di taglio e differenti condizioni di illuminazione

Se le condizioni di illuminazione vengono modificate, l'apparenza della pietra può cambiare; i cambiamenti sono rappresentati da 10 tipi di taglio in 8 diverse condizioni di illuminazione. Prendendo un solo tipo di taglio (ad esempio il diamante di forma quadrata e taglio princess) sarà facilmente osservabile come l'effetto visivo finale sia fortemente condizionato dalle condizioni di luce alle quali è stata raccolta l'immagine.

Studio dei fattori dei diamanti "fancy": colore, taglio e condizioni di illuminazione

• Studio del diamante grezzo e registrazione degli spettri di assorbimento attraverso due “finestre” parallele.
• Selezionare alcuni tipi di taglio in funzione dello spettro di assorbimento.
• Assegnazione dei piani di taglio nel grezzo.
• Ottimizzazione del colore in funzione delle proporzioni di taglio.
• Valutazione con un esperto delle immagini virtuali e calcolo metrico del colore sotto differenti condizioni di illuminazione e di angolo di visione.
• Stima della pietra sfaccettata in funzione delle proporzioni di taglio.
• Decisione finale del tipo di taglio da effettuare per ottenere la pietra migliore considerando saturazione e omogeneità di colore, proporzioni di taglio e caratura.

Questi sono i passaggi che vengono consigliati dai più esperti tagliatori di diamanti colorati. La modifica che viene introdotta, con l'utilizzo di questo software, è che tutte le fasi iniziano in funzione di una scansione del diamante grezzo e degli spettri di assorbimento dello stesso, acquisiti grazie ad uno spettrofotometro.
Alcuni tipi di taglio vengono scelti in funzione al passaggio minimo e massimo di luce all'interno della pietra, determinati dalla grandezza del grezzo.
In funzione quindi della precedente decisione, vengono ipotizzate le direzioni dei piani principali di taglio sul grezzo.

Il processo di ottimizzazione viene diviso in due parti:

• ottimizzazione computerizzata per colori metrici (nei casi in cui il colore può essere definito tramite modelli matematici);
• valutazione dei risultati dello studio di ottimizzazione, da parte di uno specialista, per migliorare l'apparenza della pietra sotto varie condizioni di illuminazione e visualizzazione.

Dopo aver trovato e fissato le buone proporzioni di taglio, possiamo affrontare nuovamente e in maniera più selettiva la selezione della forma della gemma e del tipo di taglio. Prima di questo passaggio siamo ancora in condizioni di scegliere il taglio in funzione della caratura finale prevista.
I modelli al computer presentano quindi ancora varie opzioni di taglio, tra le quali un tagliatore bravo deve essere in grado di scegliere la più “redditizia”.

Esplorazione del potenziale del diamante grezzo

Nell'esempio in questione viene presentato un diamante grezzo, di colore giallo, dal peso di 11,28 carati (Figura 7).

Nella Figura 8 è illustrato l'esempio di come si possano ipotizzare e marcare i piani di taglio nel grezzo; l'esempio rappresentato si riferisce allo stesso diamante grezzo di Figura 7.

Nello sketch si vede come oltre ai piani vengono ipotizzate anche le proporzioni e gli angoli di taglio, nonché il numero di pietre possibili, per ridurre al massimo lo scarto.

Differenti ipotesi di taglio

Nella  Figura  vengono mostrati 5 modelli virtuali, per pietre di un determinato peso, realizzati con il software DiamCalc. Si può facilmente escludere il modello 2: le pietre di forma rotonda sono le meno sature di colore. Gli altri modelli saranno sottoposti a ulteriori studi di ottimizzazione del colore.

Ottimizzazione automatica del colore

Ci sono parametri metrici per:

• le zone scure 
• brillantezza media 
• saturazione 
• colore 
• distribuzione del colore

Il software permette di comparare diverse forme e proporzioni di taglio in funzione del colore.
Esistono varie misure per la descrizione del colore, è possibile fissare alcuni parametri e alterarne altri.
Il computer può calcolare varie combinazioni di proporzioni e scoprire il massimo e il minimo del colore a seconda della posizione nella pietra sfaccettata che stiamo considerando (Figura, pietra ovale).

Ottimizzazione del colore

Può essere assegnato un valore numerico del colore nel caso di pietre di forma ovale. Nell'esempio di cui sopra, gli angoli della corona e del padiglione sono stati alterati.
Nella figura precedente la distribuzione del colore si riferisce a prima dell'ottimizzazione del colore; in questa invece è raffigurata la distribuzione del colore dopo i calcoli di ottimizzazione.

Risultati dell'ottimizzazione

Il valore del colore cambia in funzione delle condizioni di illuminazione e non può essere facilmente trasformato. Anche la classificazione delle tonalità del colore cambia.
Per questo motivo uno specialista lavora sui risultati della ottimizzazione del colore specifici per ogni tipo di forma. In differenti condizioni di illuminazione è possibile comparare la pietre prima e dopo l'ottimizzazione:

• attraverso immagini reali;
• attraverso misure del colore.

Aiuto del computer per l'ottimizzazione del colore

Qualsiasi diamante può essere considerato come un mosaico di piccole aree di differenti colori con determinate coordinate di colore.

La classificazione del colore per ogni gruppo di colori può essere determinata a partire da un istogramma che contenga informazioni riguardo al totale dell'area di ciascun colore, misurata per la sua brillantezza.
In questo caso, il software DiamCalc mostra informazioni sul colore della pietra e sulle sue condizioni di illuminazione.

Possiamo ottenere l'istogramma dei colori per tutte le faccette virtuali del diamante nel diagramma – brillantezza e saturazione – discusso precedentemente. Si possono determinare valori metrici come brillantezza, saturazione, colore, distribuzione, contrasto relativo e anche la percentuale di faccette con la rispettiva classificazione del colore.

La considerazione di uno specialista

Per una migliore realizzazione di una pietra con ottime proporzioni di taglio, tramite computer, l'apparenza del colore è visualizzata da immagini di diamanti osservati in varie condizioni di luminosità.

Dopo che le proporzioni ottimali vengono fissate per ogni forma, tali forme vengono considerate per realizzare una pietra che consenta il minor scarto possibile di materiale a partire da un determinato grezzo.

Nel nostro esempio, dopo tutte le considerazioni fatte, rimangono solo due forma possibili: l'ovale e l'ottagonale.

Lo stadio finale: la decisione dello specialista

Alla fine di tutto il processo, il tagliatore è giunto a scegliere fra due tipi di taglio e deve considerare (o ipotizzare) il peso finale del futuro diamante e il grado di purezza.

A questo punto il tagliatore può scegliere i piani dove effettuare il taglio, dopo essersi consultato con il proprietario della pietra che, osservando gli scenari virtuali, potrà indicare l'opzione che egli ritiene economicamente più vantaggiosa (in base alle esigenze di mercato o alle specifiche richieste di un cliente).

Una verifica di questa tecnologia con la zirconia cubica (cz)

Questa tecnologia fu sperimentata sulla CZ colorata, che assomiglia abbastanza al diamante ed è un ottimo modello per compiere studi produttivi.

Nel DiamCalc, è stato sufficiente modificare alcuni parametri, per passare dalla CZ al diamante, quali indice di rifrazione, dispersione e spettro di assorbimento.

Foto reali di gemme cz e immagini al computer basate su modelli tridimensionali usando uno scanner "HELIUM POLISH"

Dopo il taglio di una pietra CZ con proporzioni prossime al taglio Tolkowsky, sono state comparate immagini reali con immagini raccolte al computer con il programma DiamCalc (Figura 16).
 
Come fonte di luce è stata usata una lampada fluorescente e le stesse condizioni furono impostate sul software DiamCalc.

Le immagini sono state riprodotte con la stessa distanza dalle pietre usata per fare le foto originali.

Come si può notare dalla Figura 16, le immagini riprodotte al computer sono molto simili a quelle reali. La stessa verifica fu effettuata su altri tipi di taglio (Figura 17).