Вход

Цвет и его свойства

Реферат по физике
Дата добавления: 12 мая 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 4.2 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
1.Цвет и объекты , изучаемые теорией цвета. Действие на органы зрения излучений , длины волн которых находятся в диапазоне 390-710 нм , приводит к возникновению зрительных ощущений . Эти ощущения разл и чаются количественно и качественно . Их количественная характеристика называется светлотой , качественная – цветностью . Физически е свойства излучения – мощность и длина волны – тесно связаны со свойствами возбуждаемого им ощущения . С измен е нием мощности изменяется светлота , а с изменением дли волны цветность. Первоначальное представление о светлоте и цветности можно проиллюстрироват ь , поместив окрашенную поверхность частично на прямой солнечный свет , а частично - в тень . Обе части ее имеют одинаковую цветность , но разную светлоту. Совокупность этих характеристик обозначается термином “цвет” . По Шредингеру (1920 г .), цвет есть свойств о спектральных составов излучений , не различаемых виз у ально. В связи с ролью цветовых ощущений в жизни и деятельности человека возникла наука о цвете – теория цвета , или цветоведение . Она изучает круг вопросов , связанных с о п тикой и физиологией зрения , пси хологией восприятия цвета , а также теоретические основы и технику измерения и воспроизведения цветов . Так как причиной возникновения цветового ощущения является действие света , то один из разделов теории цвета – физики цвета – рассматривает свойства свет а , главным образом распределение светового потока по спектрам испускания и отражения , а также способы получения этих спектров , аппаратуру и приемники излучения. Действие излучений на глаз , причины возникновения зрительного ощущения , зр и тельный аппарат и ег о работа – содержание части , называемой физиологией цвета. Соотношения между физическими характеристиками излучения и ощущениями , вызываемыми действиями излучений , - предмет психологии цвета. Метрология цвета – раздел теории цвета , изучающий методы измерен ия цвета . Ме т рология устанавливает способы численного выражения цветов , основы их классиф и кации , методы установления цветовых допусков . Закономерности , найденные физикой , физиологией , психологией и метрологией цвета , используются в теории воспроизведения цветного объекта . Она служит основой техники получения цветных изображений в полиграфии , кинематографии и телевид е нии. Хотя теория цвета широко применяет достижения смежных областей знания , она пользуется собственными методами исследования , оригинальными и специфичными и поэтому является самостоятельной наукой . 2.Природа цветового ощущения. Характер цветового ощущения связан со спектральным составом действующего на глаз света и со свойствами зрительного аппарата человека. Влияние спектрального состава сл едует из таблицы , в которой цвета излучений с о поставлены с занимаемыми ими спектральными интервалами. Фиолетовый 400-450 нм Синий 450-480 нм Голубой 480-510 нм Зеленый 510-565 нм Желтый 565-580 нм Оранжевый 580-620 нм Красный 620-700 нм Вместе с тем задача оценки цвета не решается простым измерением распределения энергии излучения по спектру , как можно предположить на основании таблицы . По интервалу , занимаемому излучением , цвет можно указать вполне однозначно : если тело излучает или отражает в пределах 56 5 -580 нм , то цвет его всегда жёлтый . Однако о б ратное заключение верно не всегда : по известному цвету излучения невозможно ув е ренно указать его спектральный состав или длину волны . Например , если излучение желтое , то это не значит , что оно занимает названны й интервал или его часть . Желтой выглядит и смесь монохроматических излучений , находящихся вне этого интервала : зеленого ( 1 = 546 нм ) с красным ( 2 = 700 нм ) при определенных соотношениях их мощн остей . В общем случае видимое тождество световых пучков не гарантирует их тождества по спектральному составу . Неразличимые по цвету , пучки могут иметь как одинаковый состав , так и разный . В первом случае их цвета называются изомерными , во втором – метамер н ыми. Практика воспроизведения цветных объектов требует получения цвета , зрительно неотличимого от воспроизводимого . При этом не имеет значения , метамерны или изомерны оригинальный цвет и цвет-копия . Отсюда возникает потребность воспрои з водить и измерять цв ет , не зависимо от спектрального состава излучения , вызывающего данное цветовое ощущение . Для специалиста , использующего или воспроизводящего цвет , безразличен спектральный состав света , отражаемого образцом . Для него сущ е ственно , чтобы копия была действит ельно , например желтой , как образец , а не же л то-зеленой или желто-оранжевой. Теория цветового зрения объясняет , почему участок спектра , находящийся в пределах 400 - 700 нм , оказывает световое действие и по какой причине мы видим излучения в диапазоне 400 - 450 нм фиолетовым , 450 - 480 – синим и т.д . Сущность теории состоит в том , что светочувствительные нервные окончание , находящиеся в одной из оболочек глаза и называемые фоторецепторами , реагируют только на излучения видимой части спектра . Глаз соде р жит три группы рецепторов , из которых одна наиболее чувств и тельна к интервалу 400 - 500 нм , другая – 500 - 600 нм , третья – 600 - 700 нм . Рецепторы реагируют на излучения в соответствии с их спектральной чувствительностью , и ощущения всех цветов возникают в результате комбинации трех реакций. 3.Общие сведения о зрительном аппарате. Орган зрения в целом состоит из трёх отделов – периферического (собственно глаз ), проводникового (зрительный нерв ) и центрального (зрительная зона коры головного мозга в затылоч ной области ). Рассмотрим в общих чертах строение глаза , опуская детали , имеющие для теории цвета второстепенное значение. Глазная линза – хрусталик – дает оптическое изображение наблюдаемого предмета , которое системой нервных окончаний , находящихся в одной из оболочек глаза , пр е образуется в сигналы . Они по зрительному нерву передаются в затылочные доли г о ловного мозга . В результате этого по неизвестным пока механизмам возникает зр и тельный образ предмета. На рис .1 схематически изображен разрез глаза . Глаз представляет собой шарообразное тело , об разованное несколькими оболочк а ми . Внешняя , называемая белковой оболочкой или склерой , состоит из сухожилий , непрозрачна и выполняет защитную роль . Спереди она переходит в прозрачную и более выпуклую оболочку – роговую . Под склерой находится сосудистая обо лочка , в которой заключены кровеносные сосуды , питающие глаз . К ней по внутренней стороне пр и мыкает пигментный слой клеток . Клетки поглощают рассеянный свет . Пигментный слой предохраняет оптическое изображение , создаваемое глазной линзой – хрустал и ком , от чрезмерного искажения рассеянным светом . Сосудистая оболочка спереди п е реходит в ресничное (цилиарное ) тело , а затем – в радужную оболочку , содержащую пигментные клетки . Пространство между хрусталиком и роговой оболочкой заполнено так называемой водянистой влагой . Она преимущественно состоит из воды (90%), в которой растворены соли и белки . За хрусталиком находится стекловидное тело , а также состоящее главным образом из воды. Отверстие в центре радужной оболочки – зрачок – играет роль диафрагмы . При и з менен ии светового потока , попадающего в глаз , площадь зрачка меняется : либо кр у говые радужки сужают его , либо радиальные расширяют . Эти реакции (зрачковый р е флекс ) непроизвольны , их роль заключается в предохранении светочувствительной оболочки глаза – сетчатки от чрезмерного раздражения при повышенной освещенности . При ее снижении зрачковый рефлекс обеспечивает достаточную чувствительность оболочки . В органе зрения наводка на резкость происходит путем изменения оптической силы хрусталика , определяемой кривизной его поверхностей . Кривизной управляют мышцы ресничного тела , находящегося в основании радужной оболочки . При сокращении круговых мышц уменьшается натяжение связок хрусталика , называемых цинновыми . Тогда упругий хрусталик принимает естественную для него в ы пуклую форму , фокусное расстояние уменьшается и близкий предмет изображается резко . Если же предмет удален , круговые мышцы ресничного тела расслабляются , а радиальные сокращаются . В результате этого хрусталик становится менее выпуклым и его фокусное расст о яние возрастает . Эти явления получили название аккомодации . Сетчаткой (ретиной , или сетчатой оболочкой ) называется внутренняя оболочка глаза . Это светочувствительный слой глаза . В сетчатке находятся нервные окончания (р е цепторы ) в которых происходят на чальные преобразования лучистой энергии , прив о дящие , в конце концов , к возникновению светового ощущения . Из глаза выходит зрительный нерв , по которому нервные импульсы , возникающие вследствие обратимого фотораспада веществ , находящихся в рецепторах , перед аются в мозг . Место выхода зрительного нерва – слепое пятно – участок , не содержащий р е цепторов. В сетчатке – три слоя нервных клеток – нейронов , связанных разветвлениями - с и напсами , обеспечивающими передачу электрического сигнала от одной клетки к др у го й . Нейроны , наиболее удаленные от внутренней поверхности сетчатки , оканчиваются рецепторами . Они бывают двух тиров : длинные и тонкие называются палочками , то л стые и короткие – колбочками . Палочки обеспечивают черно-белое зрение , колбочки - как черно-белое, так и цветное . Шестиугольные по форме пигментные клетки охват ы вают своими отростками рецепторы. Рецепторы передают сигнал через биполярные клетки второго слоя ганглиям (ско п лениям нервных волокон ), от которых он попадает в зрительный нерв. Наиболее важная с точки цветовосприятия область сетчатки – желтое пятно , расп о ложенное в центральной её части . Оно окрашено желтым пигментом , предохраняющим рецепторы этой области от чрезмерного возбуждения коротковолновыми излучениями . Средняя часть желтого пятна углуб лена и называется , поэтому центральной ямкой . В середине центральной ямки находится область , содержащая только колбочки . Она имеет угловой размер 2 , что соответствует площади 1 мм 2 . Здесь насчитывается около 50 тыс . колбочек, очень близко расположенных друг к другу . Высокая поверхностная концентрация рецепторов обеспечивает большую разрешающую способность и свет о чувствительность этого участка сетчатки . При наблюдении детали предмета глаз ор и ентируется так . Чтобы ее изображение упало на середину ямки . Такая ориентация обеспечивает наилучшее восприятие. Световая чувствительность палочек и колбочек резко различна . Палочки работают при низких освещённостях и выключаются при высоких . Эти рецепторы обеспечивают так называемое сумереч ное зрение , когда освещенности невелики . В полутьме не ра з личаются цвета , плохо видны детали . Это объясняется тем , что палочки располагаются на сетчатке значительно реже , чем колбочки , и разрешающая способность палочкового аппарата намного ниже , чем колбоч кового . Колбочковое зрение называется дневным . При высоких освещенностях , когда нач и нают действовать колбочки , глаз различает цвета и мелкие объекты. В результате светового возбуждения палочек или колбочек в мозг передаются эле к трические импульсы , частота которых увеличивается с ростом освещенности сетчатки . Импульсы достигают затылочных долей мозга , где возбуждают световые ощущения , из которых складывается зрительный образ объекта. 4.Световая и спектральная чувствительность глаза. Способность глаза реаги ровать на возможно малый поток излучения называется световой чувствительностью . Она измеряется , как величина , пороговой яркости . П о роговой называется та наименьшая яркость объекта , например светового пятна , при которой оно может быть обнаружено с достаточн ой вероятность на абсолютно черном фоне . Вероятность обнаружения зависит не только от яркости объекта , но и от угла зрения , под которым он рассматривается , или , как говорят , от его углового размера . С возрастанием углового размера растет число рецепторов, на которое проецируется пятно . Практически , однако , с увеличением угла зрения более чем на 50 чувств и тельность перестаёт изменяться. В соответствии с этим световая чувствительность S п. определяется как величина , о б ратная поро говой яркости B п. , при условии , что угол зрения 50 : S п. = (1 / В п. ) 50 Световая чувствительность очень велика . Так , по данным Н . И . Пинегина , для о т дельных наблюдателей минимум энергии , необходимый для появления зрительного эффекта , составляет 3-4 кванта . Это значит , что в благоприятных условиях палочковая световая чувст вительность глаза близка к предельной , физически мыслимой. Колбочковая световая чувствительность , обеспечивающая цветовые ощущения , намного ниже “ахроматической” , палочковой . По Н . И . Пинегину , для возбуждения колбочкового зрения необходимо , чтобы на одну колбочку в среднем упало не менее 100 квантов. Монохроматические излучения действуют на глаз по-разному . Его реакция макс и мальна на среднюю часть спектра . Чувствительность к монохроматическим , опред е ляемая как относительная , называется спектральной . Реакци я глаза , выражающаяся в возникновении светового ощущения , зависит , во-первых , от потока излучения Ф , упавшего на сетчатку , а во-вторых , -от той доли потока , которая воздействует на рецепторы . Эта доля есть спектральная чувств ител ь ность k . Иногда для обозначения того же понятия применяется термин спектральная эффективность излучения . Произведение k Ф , оп ределяет характеристику потока излучения , связанную с уровнем его светового действия называемую световым потоком F . F = Ф k . (1) Следовательно , абсолютное значение спектральной чувствительности определяется отношением k = F / Ф . Глаз имеет наибольшую спектральную чувствительность к излу чению = 555 нм , относительно которой определяются все другие значения этой величины. При световых измерениях значение k в формуле (1) принято заменять произведением k 555 v , где v - относительное значение спектральной чувствительности , называемое относительной спектральной световой эффективностью излучения (видностью ) : v = k / v 555 . В таб . 1 даны значения относительной спектральной световой эффективности нек о торых излучений . Наименование цвета световых потоков Длина волны , нм Относительная спектральная световая эффективность Синевато -пурпурный (фиол е товый ) ( bP ) 380 0,0001 Пурпурно-синий (сине-фиолетовый ) ( bP ) 480 0,0116 Синий ( B ) 465 0,075 Зеленовато-синий ( gB ) 482 0,15 Сине-зелёный ( BG ) 487 0,18 Синевато-зелёный ( bG ) 493 0,24 Зелёный ( G ) 498 0,29 Желтовато-зелёный ( yG ) 530 0,862 Желто-зелёный ( YG ) 555 1,00 Зеленовато-желтый ( gY ) 570 0,952 Желтый ( Y ) 575 0,91 Желтовато-оранжевый ( yO ) 580 0,87 Оранжевый ( O ) 586 0,80 Красновато-оранжевый ( rO ) 596 0,68 Красный ( R ) 620 0,381 5.Субъективные характеристики цвета. Характер цветового ощущения зависит как от суммарной реакции цветочувств и тельных рецепторов , так и от соотношения реакций каждого из трёх типов рецепторов . Суммарная реакция определяет светлоту , а соотношение ее долей - цветность. Когда излучение раздражает все рецепторы одинаково (единица интенсивности ра з дражения – “доля участия в белом” ), его цвет воспринимается как белый , серый или как черный . Белый , серый и черный цвета называются ахроматичес кими . Эти цвета не различаются качественно . Разница в зрительных ощущениях при действии на глаз ахроматических излучений зависит только от уровня раздражения рецепторов . Поэтому ахроматические цвета могут быть заданы одной психологической величиной – све т л отой. Если рецепторы разных типов раздражены неодинаково , возникает ощущение хр о матическое цвета . Для его описания нужны уже две величины светлота и цветность . Качественная характеристика зрительного ощущения , определяемая как цветность , двумерна : складыва ется из насыщенности и цветового тона. В тех случаях , когда , когда все рецепторы раздражены почти одинаково , цвет близок к ахроматическому : качество цвета едва выражено . Это , в частности , белый с синим о т тенком , синевато-серый и т.д . Чем больше перевес в раздражении рецепторов одного из двух типов , тем сильнее ощущается качество цвета , его хроматичность . Когда , напр и мер , возбуждены только красночувствительные рецепторы , мы видим чисто красный цвет . Весьма далекий от ахроматического . Степень отличия хромат ического цвета от ахроматического называется насыщенн о стью. Светлота и насыщенность – характеристики , недостаточные для полного определения цвета . Когда говорят “насыщенный красный” или “малонасыщенный зелённый” , то кроме насыщенности , упоминается цветовой тон цвета . Это то его свойство , которое подразумевают в обыденной жизни , когда называют цвет предмета . Несмотря на оч е видность понятия , общепризнанного определения термина “цветовой тон” нет . Одно из них дается в такой форме : цветовой тон – это характерис тика цвета , определяющая его сходство с известным цветом (неба , зелени , песка и т . д .) и выражаемая словами “синий , зеленый . Желтый и т . д.”. Цветовой тон определяется рецепторами , дающими наибольшую реакцию . Если цветовое ощущение формируется в результате одинакового раздражения рецепторов двух типов при меньшем вкладе третьего , то возникает цвет промежуточного тона . Так , голубой цвет ощущается при одинаковых реакциях зеленочувствительных и синечу в ствительных оболочек. Реакция рецепторов , получивших наимен ьшее раздражение , определяет насыще н ность . Ощущение желтого возникает при равных реакциях красночувствительных и зел е ночувствительных колбочек . Если усиливать возбуждение красночувствительных , цветовой тон смещается в сторону оранжевого . Если вызывать раз дражение и у син е чувствительных , насыщенность упадет. Цветовой тон , насыщенность и светлота данного цвета зависят не только от спе к трального состава излучения , но и от условий наблюдения , состояния наблюдателя , цвета фона и т.д . Поэтому рассмотренные здес ь характеристики называются субъе к тивными . 6.Принцыпы измерения цвета. В основе любой точной науки лежат измерения , потому что , раскрывая связи между явлениями , она , прежде всего , рассматривает количественные их соотношения . Эк с периментальная проверка л юбого вывода требует проведение измерений . Учение об измерении цвета называется метрологией цвета или колориметрией . Колориметрия использует два способа количественного описания цветов . 1) Опр е деление их цветовых координат и тем самым – строгих численных характеристик , по которым их можно не только описать , но и воспроизвести . Системы измерения цвета называются колориметрическими . 2) Нахождение в некотором наборе эталонных цв е тов образца , тождественного данному . Совокупность образцов составляет систему , н азываемую системой спецификации . 7.Законы Грасмана. Если на глаз действует смесь излучений , то реакции рецепторов на каждое из них складываются . Смешение окрашенных световых пучков даёт пучок нового цвета . П о лучение заданного цвета называется его синт езом . Законы синтеза цвета сформулир о вал Г . Грасман (1853 г .). Первый закон Грасмана (трехмерности ) . Любой цвет однозначно выражается тремя , если они линейно независимы . Линейная независимость заключается в том , что нельзя получить никакой из ук а занных т рех цветов сложением двух остиальных . Закон утверждает возможность оп и сания цвета с помощью цветовых уравнений. Второй закон Грасмана (непрерывности ) . При непрерывном изменении излучения цвет изменяется также непрерывно. Не существует такого цвета , к кото рому невозможно было бы подобрать бесконечно близкий . Третий закон Грасмана (аддитивности ) . Цвет смеси излучений зависит только от их цветов , но не от спектрального состава. Из этого закона следует факт , имеющий первостепенное значение для теории цвета , - аддитивность цветовых уравнений : если цвета нескольких уравнений описаны цвет о выми уравнениями , то цвет выражается суммой этих уравнений. 8.Колориметрические системы. Результаты любых измерений должны быть однозначны и сопоставимыми . Это – одно из основ ных требований метрологии . Для его существования необходимо , чтобы условия измерения , от которых зависят их результаты , были постоянными , принятыми за норму . Совокупность нормированных условий измерения цвета составляет колор и метрическую систему . Нормирую т цветности основных , уровень яркости , единицы количеств основных , размеры фотометрического поля – все эти факторы определяют значения цветовых координат измеряемого цвета. В основе любой колориметрической системы находятся цветности цветов триады , так как от них результаты измерений зависят в особенно большой степени . Основные и з лучения выбираются так , чтобы они в соответствии с первым законом Грасмана были линейно независимы . Этому требованию отвечают излучения синего , зеленого и кра с ного цветов . Тройка л инейно независимых цветов называется триадой . Для измерения цвета можно воспользоваться разными триадами : основные могут занимать разные спектральные интервалы и участки спектра . Однако практически их число ограничено .. Это связано с тем , что колориметрия предъявляет к основным не только требование линейной зависимости , но и другие . Среди них – возможность легкого и точного ос у ществления основных и также возможно большая насыщенность воспроизводимых цветов. Как известно из изложенного выше , с уровнем яркост и объекта связана контрастная чувствительность глаза . Поэтому два участка разных цветов , различаемые при одной яркости , могут оказаться , неразличимы при другой , когда чувствительности глаза п о нижается . Следовательно , условия колориметрических измерений цел есообразно но р мировать так , что уровень яркости поля был оптимальным в отношении чувствител ь ности глаза. То же относится и к размерам фотометрического поля . Первоначально (1931 г .) его размер был установлен 2 , а позднее (1 964 г .) наряду с ним было принято более широкое поле - 10 . 9.Система RGB . Предлагались разные триады основных . Их цвета должны удовлетворять законам синтеза , но и хорошо воспроизводиться . Когда создавались колориметриче ские с и стемы , лазер не был еще изобретён , и наиболее воспроизводимыми считались излуч е ния от газосветных ламп , из которых с помощью светофильтра можно выделить м о нохроматические строго определенных длин волн . В 1931 г . на VIII сессии Междун а родного комитет а по освещению (МКО ) за основные были приняты цвета следующих излучений : красное R =700 нм , легко выделяется с помощью “крутого” красного свет о фильтр из спектра обычной лампы накаливания ; зеленое G =546,1 нм , присутствует в спектре ртути ; синее B =700 нм , также присутствует в спектре ртути ; Цвета этих излучений получили название цветов R , G , B , а колориметрическая с и стема , использующая их в качестве основ ных RG B . Цвет Ц в системе RG B пре д ставляется как сумма основных умноженных на координаты цвета : Ц = r R + g G + b B Одновременно с этой системой была принята другая система – XYZ , основные цвета которой выбраны более насыщенными . Система RG B в современн ой колориметрии почти не используется. 10.Система XYZ . Одновременно с триадой RGB была принята другая тройка основных . Ее составили воображаемые цвета , более насыщенные , чем спектральные . Поскольку таких цветов в природе нет , их обозначили символами неизв естных величин X , Y , Z . Основанная на их применении колориметрическая система получила название XYZ . Одна из причин , побудивших ввести воображаемые сверхнасыщенные цвета , состоит в стремлении избавиться от отрицательных цветовых координат , неизбежных в сл учае реальных цветов . А главное , система разработана так , что ряд колориметрических расчетов упрощается . Основные цвета XYZ описываются в системе RGB следующими уравнениями : X = 0,4185 R – 0,0912 G + 0,0009 B Y = - 0,1588 R + 0,2524 G – 0,0025 B Z = - 0,0829 R + 0,0157 G + 0,1786 B 11.Кривые сложения. Кривыми сложения называются графики функций распределения по спектру цвет о вых коорд и нат монохроматических излучений , имеющую мощность , равную одному Вт . Такие координаты называются удельн ыми , т . е . относящимися к единице мощности . Они обознач а ются теми же буквами , что и координаты цветности r ( ) уд. , g ( ) уд. , r ( ) уд. , или x ( ) уд. , y ( ) уд. , z ( ) уд. . Удельные координаты находят измерением цветов мон о хроматических излучений произвольной мощности и последующим делением их к о ординат на мощность . Кривые сложения основных XYZ рассчитывают по формулам перехода от одной системы цветовых координат в другую. 12.Свет от солнца и ламп. Стандартные излучения (МКО ). В большинстве случаев окр у жающий свет не является мон о хроматическим ; ранее был пр и ведён пример двух типич ных световых пучков – зелёного и синего цвета . Х а рактерной че р той различных источников света (солнца , пламени свечи , света лампы накаливания , люмине с центной лампы и т.п .) является существенное различие в ра с пределении отно сительного кол-ва света , излучённого в ди а пазоне 390-710 нм . Свет лампы накаливания соде р жит относ ительно большое кол-во излучения при длине волны 650 нм , чем свет от люминесцентной лампы . Спектральный состав света представ ляет собой относительную энергию излучения , выделенную в интервалах длин волн (например , в интервалах шириной 10 нм ) или во всём в идимом диапазоне . Спе к тральный состав света можно определить , как было сказано ранее , с помо щью спе к трорадиометра , Кривая , полученная в виде зависимости относительной энергии изл у чения от дл и ны волны , на зывается кр и вой относительного спе к трального распре дел е ния энергии . На рисунках 2 и 3 представлены типичные кривые для света лампы накаливания и люмине с центной лампы . Сравнение двух кривых для света лампы нака ливания и л ю минесцентной лампы п о казывает , что при длине волны 450 нм относ и тельно большее количе ство изл у че ния даёт люминесцентная лампа , а при 650 нм – лампа накаливания . По форме обеих кривых вблизи 380 нм , откуда сле дует , что и з л у чение такой люмине с центной лампы накалив а ния включает ультрафи о летовую с о ставляющую . На кривой распределения спектрал ьной энергии и з лучения люмине с центной лампы дневного света наблюдаются четыре верти кальные полосы . Каждая захватывает интервал длин волн 10 нм , в пределах к о торого имеется резкий пик , или скачок из лучения , х а рактерный для паров ртути , находящийся в трубк е . Плавные н е прерывные ч а сти кривой характеризуют излу чение фосфоров в лампе . Скачки , пре д ста в ляющие собой четыре м о нохр о матических излучения ртути , налагаются или см е ш и ваются с диффузным многокомпонент ным излучением фосфоров . На р и сунке 4 пре д ставлены т ипичные кривые спектрального распр е деления прямого солнечного света I и света северного неба II , измеренного под углом 45 к горизонту в Кливленде , шт . Огайо . На рисунке также пок а зана горизон тальная линия Е , которая добавлена к ним с тем , чтобы представить равноэне р гетическое распределение с н е изменяемой от длины волны о т носительной энергией . Это ра с пределение сл ужит в качестве условного определения белового света для обсуждаемых ниже целей . В общем , оно представляет интерес , так как может рассматриваться в к а честве разновидности среднего белого цвета , находящегося между двумя крайними излучениями : светом северног о неба и излучением обычной лампы накаливания . В связи с тем , что воспринимаемые цвета предметов обычно меняются с освещением , при котором они наблюдаются , поэтому цвета сравниваются при дневном свете . Однако при идентификации и измерении цвета необходимо точно установить спектральный состав дневного . По этой причине сочли практичным установление приемлемых для всех стран стандартов в виде условных и вместе с тем типичных составов излучений по длинам волн . Эти стандарты называемые излучениями МКО , были уста новлены CIE ( Commission Internationale de l ’ Eclairage ) – Международной комиссией по освещению (МКО ). Стандартные излучения предста в ляют собой таблицы с числами , устанавл и вающие фиксированные спектральные с о ставы . Свет , имеющий такой же состав , может быть в оспроизведен в цветоизмер и тельных лабораториях с помощью специальных ламп и фильтров . На рисунках пре д ставлены графики , характеризующие некоторые важные излучения МКО . Одно изл у чение , называемое А МКО , по волновому составу довольно близко приближается к св ету лампы накаливания с вольфрамовой нитью 500 Вт (2860 К ). Излучение В МКО представляет типичный образец спектрального состава прямого солнечного света . Особенно важным является излучение С МКО , так как его спектральный состав волн типичен для дневного с вета . Излучения В и С МКО пре д ставляют спектральный состав солнечного и дневного (рассеянного ) света довольно хорошо , но только в диапазоне 400-700 нм . Для измерения цвета люминесцирующих веществ необходимо использ о вать излучения , относительные энергии ко торых в ди а пазоне 300-400 нм также хара к терны для солнечного и дневного света . Поэтому были введены новые стандартные излучения , представляющие спектральный состав ра з личных фаз дневного света ; наиболее распространенные из них являются излучения D 55 , D 65 и D 75 МКО . В бол ь шинстве применений излучение С МКО было заменено излучением D 65 МКО , которое представляет собой спектральный состав типичного дневного света в диапазоне 300-830 нм . Новые излучения основаны на детальном из у чении спектрального состава дн евного света . На рисунке можно сравнить кривые о т носительного распределения спектральной энергии излучения С и D 65 МКО . Обе кривые существенно различаются только в о б ласти ниже 380 нм . 13.Расчет координат цвета образца по его спектру пропускания. Излучение при прохождении через прозрачный объект претерпевает изменения . Часть излучения поглощается и рассеивается в виде тепла , а часть проходит сквозь материал . Свет , прошедший через прозрачный объект , например цветное стекло , назы вается пропущенным светом . Зависимость энергии пропущенного света от длинной волны называется спектром пропускания . Если через красное стекло пропустить излучение , например от источника A , то наибольшая относительная энергия будет наблюдаться в красной о бласти . На рисунке представлен спектр пропускания красно-пурпурного стекла. Когда свет от источника проходит через цветное стекло и , попадая в глаза , вызывает ощущение красного , значит цвет стекла – красный . Зная спектр пропускания прозра ч ного объекта , можно найти его цвет . Для решения этой задачи нужно во спользоваться аддитивность цветовых координат и связью координат цвета с удельными . Для каждого из монохроматических излучений , входящих в пропущенный свет , можно записать : Ц = x уд. Ф X + y уд. Ф Y + z уд. Ф Z . В соответствии с третьим законом Грасмана – законом аддитивности – цвет смеси излучений определяется суммой уравнений смешиваемых цветов , т.е. Ц = ( x уд. Ф X + y уд. Ф Y + z уд. Ф Z ) = x уд. Ф X + y уд. Ф Y + z уд. Ф Z Отсюда следу ет : X = x уд. Ф ; Y = y уд. Ф ; Z = z уд. Ф ; Тела природы имеют непрерывные кривые пропускания по всему спектру , следов а тельно , цветовые координаты можно выразить в интегральной форме : X = ∫ x уд. Ф d ; (1) Y = ∫ y уд. Ф d ; (2) Z = ∫ z уд. Ф d ; (3) 14.Программа для определения цветовых координат. Д ля определения цвета объекта по его спектру мо жно воспользоваться программой . За исходными данные должны берутся спектр пропускания и удельные координаты . Спектр пропускания и удельные координаты даются в виде четырех файлов , в которых записаны тридцать три значения . Данные из файлов считываются в м а ссивы . Затем считаются интегралы с помощью формулы Симпсона . Полученные значения X , Y и Z переводятся в координаты RGB . С помощью функции RGB ( r , g , b ), параметры которой принимают значения от 0 до 255, выводится на экран цвет объекта . Каждый параметр процеду ры равен координате цвета в системе RGB , умноженной на 255. Для нагля д ности строится кривая спектра пропускания . На рисунке 6 показан пример выполнения программы определения цвета . Программа разработана на языке программирования Visual Basic 6. Минимальные системные требования : 486 DX , монитор и видео карта , поддерживающие режим SVGA , 256 цветов , Windows 95/98 и выше . Содержание. 1.Цвет и объекты , изучаемые теорией цвета . --------------------------------- 1 2.Природа цветового ощущения. 3.Общие сведения о зрительном аппарате.------------------------------------ 2 4.Световая и спектральная чувствительность глаза.------------------------- 4 5.Субъективные характеристики цвета.---------------------------------------- 5 6.Принцыпы измерения цвета.--------------------------------------------------- 6 7.Законы Грасмана.----------------------------------------------------------------- 7 8.Колориметрические системы. 9.Система RGB . 10.С истема XYZ .-------------------------------------------------------------------- 8 11.Кривые сложения. 12.Свет от солнца и ламп . Стандартные излучения (МКО ).--------------- 9 13.Расчет координат цвета образца по его спектру пропускания.------- 11 14.Программа для определения цветовых координат . ----------------- 12 Список используемой литературы : 1 .Ж . Агостон “Теория цвета и её применение в дизайне” М . “Мир” 1982 г. 2.Б . А . Шашлов “Цвет и цветовоспроизведение” М . “Книга” 1986 г . 3.Б . Сайлер Д . Спотс “Использование Visual Basic 6 М . “Вильямс” 2000 г.
© Рефератбанк, 2002 - 2017