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Die Physik des Make Up

Ursula Schmitzer

Art der Arbeit

Dissertation

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Physik

Betreuer*in

Helmuth Horvath

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DOI

10.25365/thesis.14751

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30260.51723.673663-8

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Das Versprechen des „verschönerten Aussehens“ vermittelt der Make Up Industrie einen weltweiten Marktanteil von zweistelligen Milliardenbeträgen an US$, noch vor Pflege- oder Sonnenschutzpro-dukten. Nachdem Schönheit im Auge des Betrachters liegt, ist „verschönertes Aussehen“ primär ein subjektiver Eindruck. Es war das Ziel dieser Arbeit eine objektive Methode zu definieren, mit der man diesen subjektiven Eindruck durch technische Hilfsmittel beurteilen kann, einen Evaluierungskontext zu definieren und ein einfaches mathematisches Modell anzuwenden, um die prinzipielle Machbarkeit einer Modellie-rung und Simulation zu zeigen. Es wurde beachtlicher Aufwand in die verschiedenen Gebiete der Objektivierung des visuellen Ein-drucks von Make Up auf Haut investiert. Dazu mussten experimentelle Auswertungen für spektropho-tometrische Erfassung und Auswertung mit einer Standard-Digitalcamera konzipiert werden, genauso wie eine Kalibration beider Aufbauten mit angemessenen Referenzstandards, die Nachvollziehbarkeit gewährleisteten. Dazu mussten auch die radiometrischen Größen (wie spektraler Fluss) in ihre photo-metrischen Gegenstücke (wie Beleuchtungsstärke) im Kontext der Farbmetrik und des kolorimetri-schen „Standardbeobachters“ umgesetzt werden, wie er von der CIE (Commission Internationale de l´Éclairage) definiert wurde. Zusätzliche Anstrengungen wurden unternommen, um ausgewählte Produkte (Make Up, Abdeckstift, Faltenauffüller) auf ihre optischen Eigenschaften zu untersuchen (Absorption, Streuung). Sowohl Licht- als auch Elektronenmikroskopie wurde verwendet, um Abschätzungen zu Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung dieser ausgewählten Produkte zu erhalten, um die Basis für ein mathemati-sches Modell des gestreuten Lichts zu liefern. Der letzte Abschnitt dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Modellerstellung und der Simulation eines „theoretischen“ Make Up Produkts auf der Basis von modifizierten Parametern. Die Betonung liegt hier auf „einfachem“ Modell, nicht eine ausgedehnte Simulation aller Details des visuellen Eindrucks, der durch von Make Up bedeckter Haut entsteht. Dies sollte die prinzipielle Machbarkeit der Mög-lichkeit eines verhältnismäßig einfachen Streumodells zur Reproduktion der Schlüsseleigenschaften des visuellen Eindrucks qualitativ (z.B. ausgewogener Farbeindruck) und quantitativ (z.B. zurückge-worfene Lichtintensität) aufzeigen. Es wurde ein Standardmodell der Lichtstreuung durch Partikel gewählt (das hauptsächlich für atmosphärische Streuung angewendet wird und für Make Up auf der Haut adaptiert wurde), wobei die Parameter für das Modell aus den zuvor bestimmten physikalischen Eigenschaften gewonnen wurden. Es wurde eine gute Übereinstimmung innerhalb der Messunsicher-heit zwischen den Experimentdaten und dem Modell gefunden. Verschiedene Simulationen mit spe-ziellen Modellparametern beschließen diese Arbeit. Obwohl technische Hilfsmittel und wissenschaftliche Methoden – die in dieser Arbeit verwendet wur-den – das Verständnis des fundamentalen Prozesses der Lichtstreuung in Make Up steigern, die für den allgemeinen visuellen Eindruck verantwortlich ist, wird der ultimative Test immer die subjektive Wahrnehmung des Betrachters sein. An verschiedensten Stellen dieser Arbeit wurde zufriedenstellend festgestellt, dass die objektiven Daten mit dem subjektiven visuellen Eindruck übereinstimmen und ihn bestätigen. Diese Arbeit bemüht sich um einen multi–disziplinären Zugang, sie berührt – wie oben erwähnt – verschiedene Fachgebiete. Die im Text zitierten Referenzen zu der technischen und wissenschaftlichen Literatur wurden daher mit großer Sorgsamkeit erstellt.

Abstract

(Englisch)

With a worldwide market share in the tens of billions of US$ make-up is big business living on the promise of „improved appearance“. Besides this, skin care and other functions are a big revenue. Since beauty is in the eye of the beholder, the “improved appearance” is a sub-jective impression of the observer. It was the goal of this work to define an objective method of assessing this subjective impres-sion by technical means, to define the context of evaluation, and to apply a simple mathemati-cal model as proof of concept regarding feasibility of simulation. Considerable effort was involved in the various areas of objectifying the visual impression of make-up on skin. This consisted of defining experimental setups for spectroscopic evaluation and standard photo-camera evaluation as well as cross-calibration of both setups with appro-priate reference standards ensuring traceability. It also involved the translation of radiometric properties (such as spectral flux) into their photometric counterparts (such as illuminance) in the context of colour theory and colorimetric “standard oberservers” as defined by CIE, the International Commission on Illumination. A separate effort was dedicated to characterize selected skin care products (make-up, cover-up, wrinkle eraser) in terms of their optical properties (absorption, scattering albedo). Both light and electron microscopy was employed to derive estimates on particle size and distribu-tion contained in these selected products to provide the basis for a mathematical model of light scattered by these products. The final section of this work deals with modelling and simulation of “theoretical” make-up products based on modified model parameters. The emphasis here was on a “simple” model, not on a comprehensive simulation of all details of the visual impression created by skin cov-ered with make-up. This was intended as a proof of concept of the feasibility of employing comparatively simple scattering models to reproduce the key features of the visual impression both qualitatively (e.g. colour balance) and quantitatively (e.g. returned intensity of light). A well established model of light scattering by particles was chosen (primarily employed in at-mospheric scattering and adapted to make-up on skin) and input parameters for the model were derived from the physical properties obtained before. Good agreement was achieved between experimental results and model within the limits of uncertainty. Various simulations of specific model parameters conclude the work. Though technical means and scientific methods – as have been employed in this work – might enhance the understanding of fundamental processes of light scattering responsible for the overall visual impression, the ultimate test will always be the subjective perception of the ob-server. It has been satisfactorily noted at various points of this work that objective data does coincide with and support subjective visual impression. This work realizes a multi-disciplinary approach, touching upon various areas of expertise as outlined above. Diligence has been applied to provide full references for all technical and sci-entific literature quoted throughout the text.

Autor*innen

Ursula Schmitzer

Haupttitel (Deutsch)

Die Physik des Make Up

Publikationsjahr

2011

Umfangsangabe

259 S.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*innen

Wladyslaw Szymanski ,

Miroslav Kocifaj

Klassifikationen

33 Physik > 33.07 Spektroskopie ,

33 Physik > 33.18 Optik ,

33 Physik > 33.90 Physik in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,

54 Informatik > 54.76 Computersimulation

AC Nummer

AC08824020

Utheses ID

13234

Studienkennzahl

UA | 091 | 411 | |

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