Колориметрия (наука о цвете) (версия Миг)

Две спектральные кривые отражения. Рассматриваемый объект отражает свет с определённой заданной яркостью цвета с короткими длинами волн, поглощая их, и в других, кредитованиях этого синего внешнего вида. Например, работа колбочек-S (синих) с длинами волн более 498 нм и палочек — с длинами волн менее 498 нм.

Колориметрия — наука о цвете и измерении цвета. Занимается исследованием методов измерения, выражение характеистики и качества цвета и различий цветов, возникшая в XIX веке.

Главную роль в развитии колориметрии сыграло открытие немецким математиком Г. Грассманом законов, в соответствии с которыми ощущение определённого цвета можно вызвать смешиванием (суммой) трех основных цветов спектра видимых лучей (красный зелёный, синий (RGB)), взятых в определенных долях. При этом два из них любых цвета должны быть независимыми, то есть смешиваясь, не должны давать третий из них.

Измерить цвет (версия Миг) — значит выразить его через какие-то величины и тем самым определить его место во всем множестве цветов в рамках некоторой системы (модели) их выражения или математического описания.

Международной комиссией по освещению, 1931, принят XYZ (цветовая модель) как критерий, который определяет, что видимый источник света состоит из триады цветов (tristimulus) RGB, воспинимаемый зрительной системой (работа трёх колбочек).

Общие сведения

Обиходное цветообозначение производится с помощью общепринятых или специальных слов, которые более точно называются именами цвета. Для более точного цветообозначения с конца XIX века широко используются цветовые эталоны, шкалы (например, серая шкала) и атласы цветов.

Однако, вследствие бесконечного разнообразия цветов, такое дискретное цветоопределения уже в ХХ веке стало недостаточным — как для очень многих технических приложений, так и для теоретических обобщений. В связи с этим был разработан математический аппарат, позволяющий использовать ту или иную систему цвета и созданы различные цветовые модели.(См.Математика цветного зрения (версия Миг), Линейное уравнение цветного зрения и цветового пространства).

Больные с протанопией не увидят числа 37

Все цветовые модели независимы и созданы для практического выражения цветового пространства — это всего лишь удобное средством для представления цвета, и не имеет прямой зависимости от типа колбочек в глазу человека. С точки зрения математической они основаны на базе теории Гильбертовых пространств. Например, плоские цветовые модели легли в основу создания атласов цветов, медицинских руководств для определения полноценности цветного зрения клиента и выявления, скажем, дальтонизма и др. дефектов зрения при выдаче водительских прав.

Инструменты

• колориметр — фотоэлектрическое устройство, которое замеряет интенсивность светового потока, разбивая свет на три области — красную, зелёную и синюю (цветное зрение человека также основано на восприятии светового потока в виде сфокусированного кружка нерезкости порядка 9мкм на фокальную поверхность сетчатки глаза, накрывая три колбочки сетчатки глаза, и каждой колбочкой оппонентно выделяется один из трёх самых ярких основных лучей спектра в виде эквивалентных биосигналов S,M,L — синего, зелёного, красного — RGB, отпрвляемые в мозг) - компоненты. Затем он определяет числовые значения, соответствующие каждому из этих трёх исследуемых цветов в цветовом пространстве CIE XYZ или в одном из его производных — CIE L*a*b* или CIE L*u*v*. Данные замеры затем интерпретируются визуально — строится графическое представление цветового пространства.
• Спектрометр — фотоэлектрическое устройство, которое используется для накопления спектра, его количественного подсчета и последующего анализа с помощью различных аналитических методов.
• Спектрорадиометр — спектрометр, предназначенный для измерения и регистрации спектральных распределений фотометрических величин.
• Спектрофотометр — фотоэлектрическое устройство, которое замеряет спектральные данные, то есть количество световой энергии, отраженной от объекта, сразу во множестве узких интервалов, расположенных вдоль всего непрерывного видимого спектра. В результате получается сложный набор данных — серия величин, которые визуально интерпретируются в виде спектральной кривой.
• Денситометр (версия Миг) — фотоэлектрическое устройство, которое замеряет и вычисляет оптическую плотность — степень поглощения света то есть, какой процент от известного объема света отражается от объекта (или проникает через объект). Новейшие же модели денситометров способны определить цвет живых экстерорецепторов сетчатки глаза — колбочек и палочек и др.
• Прибор измерения «цветовой температуры» источника света.

Измерение цвета

Рис.1 Колориметрический метод. Цветовые части света: красный, зелёный, синий регистрируются тремя фотосенсорами

Рис.2 Спектральный денситометр

При измерении цвета основной задачей является определение цветовых координат, так как все остальные величины вычисляются по их значениям. Цветовые координаты могут быть определены непосредственно при помощи трехцветных колориметров или компараторов цвета, либо вычислены на основании спектров диффузного отражения или пропускания.

При падении потока излучения на поверхность предмета часть потока может пройти сквозь предмет, часть — отразиться от поверхности, а часть — поглотиться. Отношение отраженной, пропущенной и поглощенной частей потока излучения ко всему потоку, падающему на предмет, называют, соответственно, коэффициентом отражения, пропускания и поглощения.

Для измерения коэффициентов отражения и пропускания используются спектрофотометры.

Современные спектрофотометры — например, Спектроденситометр SD 620 (cм. рис.2) могут быть использованы для различных цветовых измерений путем свободно выбираемых измерительных фильтров. Величины отражения и графики отражения предоставляют полную информацию об измеренном цвете. Стандартные цветовые величины XYZ (цветовая модель) воспроизводятся с помощью специальных вычислений, так называемой валентно-метрической оценки. Этот процесс имеет отношение к кривым отражения и стандартным функциям спектральных величин. (См. также ).

См. также

• Атлас цветов
• Цветовая температура
• Измерение цвета
• Цветовая модель (версия Миг)

Литература

• Гуревич М.М. Цвет и его измерение. — М-Л.: Издательство АН СССР, 1950. — С. 268.^{о книге}
• Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике = Color in Business, Science, and Industry ‭. — М.: Мир, 1978. — С. 592.^{о книге}
• Кривошеев М. И., Кустарев А. К., Световые измерения в телевидении, М., 1973/

• Нюберг Н. Д., Измерение цвета и цветовые стандарты, М., 1933.

• Wright W. D., The measurement of colour, 3 ed., L., 1964; Wyszecky G., Stiles W. S., Color science, N. Y., 1967.