Глава 2

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ КОЛОРИМЕТРИИ

209

конечно, оба образца должны иметь идентичные спектральные характеристики, если они должны оставаться одноцветными при освещении любым излучением из множества всех возможных излу­чений.

В ряде случаев гипотетические метамерные несамосветящиеся стимулы могут быть использованы для осмысления некоторых

о\Л______i I i I i____________i_J

400 500 600 700

Длина волны Х,нм

Рис. 2.29. Кривые спектрального апертурного коэффициента отражения двух

гипотетических образцов, которые одноцветны относительно стандартного

наблюдателя МКО 1931 г. как при освещении средним дневным светом, так

и при освещении лампой накаливания.

аспектов концепции метамеризма. Приведенные в качестве приме­ра стимулы были гипотетическими, поскольку они были рассчитаны с помощью специальных численных методов, а не выбраны из числа реальных объектов с желаемым спектральным распределе­нием коэффициента отражения. Детальное описание этих числен­ных методов выходит за рамки этой книги, однако интересующийся читатель может отыскать их в литературе [245, 543, 549, 648, 717, 723, 736].

Степень метамеризма. Различия в спектральных составах двух метамерных стимулов обычно используются в качестве прибли­женной оценки степени метамеризма. Например, если спектраль­ные характеристики двух метамерных несамосветящихся стимулов

значительно отличаются друг от друга, мы склонны называть такую пару сильно метамерной. Можно считать, что любая пара кривых на рис. 2.21 представляет пару сильно метамерных несамосветя­щихся стимулов. Аналогично, если кривые спектральных апер-турных коэффициентов отражения двух одноцветных стимулов различаются незначительно, их можно назвать умеренно мета-мерными. Однако такой качественный способ определения степени метамеризма нельзя считать полностью удовлетворительным; как будет вскоре показано, он может привести к ошибочным выводам. Тем не менее при правильном применении понятие степени мета­меризма может оказаться полезным средством в практической коло­риметрии.

Пары стимулов с сильной степенью метамеризма, вероятно, могут вызвать затруднения в следующих случаях:

а. Различные наблюдатели или фотоэлектрические трехцветные колориметры могут значительно расходиться в оценке наличия равенства стимулов по цвету.

б. Если два стимула наблюдаются при большом поле зрения, появление пятна Максвелла может привести к ощущению неравно­мерности стимулов по цвету.

в. Если образцы одноцветны при естественном дневном осве­щении, они, вероятно, будут значительно отличаться друг от дру­га при освещении источником искусственного дневного света, таким, как люминесцентная лампа.

С другой стороны, если пара стимулов обладает низкой сте­пенью метамеризма, от них можно не ждать особых неприятностей. Различные наблюдатели или фотоэлектрические трехцветные коло­риметры будут более точно согласовываться между собой; пятна Максвелла можно не увидеть; изменение освещения не может быть очень критичным.

Можно получить количественную оценку степени метамеризма, если взять квадратный корень из суммы квадратов разностей между спектральными распределениями энергии ф⁽¹> (Я) и Ф⁽²⁾(Я) двух заданных метамерных стимулов, т. е. степень метамеризма D может быть выражена в виде

гХ=780 -.1/2

D= 2 [cp^(1>(/V)-cp^<2>(/V)]² . (2.24)

U=380 J

Это выражение позволяет получить однозначную оценку различия между ф^а> (Я) и ф^<2) (Я); можно считать, что эта оценка согласуется с обсуждавшейся ранее качественной оценкой степени метамеризма. Однако сразу же видно, что все длины волн видимого спектра (от 380 до 780 нм) имеют равные веса. Это придает излишний вес концам спектра, которые, как известно, менее значимы при оценке цвета. Одна взвешивающая функция, например у (Я), могла бы

210

Таблица 2.15

Относительное спектральное распределение энергии S (%) излучении,

рекомендуемых МКО для расчета частного индекса метамеризма

при замене излучения.

Излучение А идентично стандартному излучению А МКО;

Fj, F₂, F₃ представляют излучения люминесцентных ламп.

Энергия основных линий спектра ртути,

полученная после вычитания сплошного спектра,

разнесена на интервал 10 нм [102]

	А	F1	F2	F3
Л(нм)	5(A)	5(A)	5(A)	5(A)
380	9.8	5.4	10.7	23.0
90	12.1	5.6	12.0	27.5
400	14.7	5.8	13.9	33.4
10	17.7	6.1	16.8	43.6
20	21.0	7.4	20.8	55.0
30	24.7	10.6	28.0	67.7
40	28.7	17.2	37.9	81.0
450	33.1	26.5	48.8	94.2
60	37.8	33.6	58.5	104.6
70	42.9	38.3	64.4	111.1
80	48.2	39.7	66.5	114.3
90	53.9	39.8	67.0	115.5
500	59.9	40.7	66.6	114.2
10	66.1	43.6	67.7	111.4
20	72.5	49.9	69.9	107.6
30	79.1	57.4	73.2	103.6
40	85.9	67.8	78.7	101.0
550	92.9	82.3	88.4	99.8
60	100.0	100.0	100.0	100.0
70	107.2	113.2	110.4	101.1
80	114.4	125.7	116.0	102.7
90	121.7	112.9	115.3	102.7

до некоторой степени устранить эту трудность; использование трех взвешивающих функций, как, например, х (X), у (X), z (X) или каких-нибудь подобных им, дало бы еще лучший результат. Такую возможность исследовали Нимерофф и Юроу [509], которые предложили свой показатель степени метамеризма с использова­нием трех взвешивающих функций, однако практическая ценность такого показателя довольно ограничена. С практической точки зрения более приемлемый показатель степени метамеризма может быть получен на основе следующего принципа.

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ КОЛОРИМЕТРИИ

211

Продолжение табл. 2-15

	А	F1	F2	F3
А(нм)	5(A)	5(A)	5(A)	5(A)
600	129.0	103.2	111.2	101.2
10	136.3	93.3	104.6	99.5
20	143.6	109.8	104.0	98.9
30	150.8	145.7	104.9	97.4
40	158.0	143.6	103.6	92.7
650	165.0	272.2	116.9	96.5
60	172.0	296.5	147.7	96.0
70	178.8	86.9	62.3	63.6
80	185.4	35.6	40.5	47.2
90	191.9	21.2	30.2	38.1
700	198.3	12.4	23.6	31:4
10	204.4	8.0	18.0	25.3
20	210.4	5.2	14.0	20.5
30	216.1	3.5	10.8	16.7
40	221.7	2.0	9.3	13.5
750	227.0	1.0	6.6	11.0
60	232.1	0.2	5.2	9.0
70	237.0	0.0	4.0	7.3
80	241.7	0.0	3.1	6.0
404.7°		27.2	42.3	77.7
435.8		84.0	112.1	182.4
546.1		77.7	77.7	100.8
577.8		23.7	23.0	29.1

Степень метамеризма (М) двух несамосветящихся стимулов Р⁽¹⁾ (X) S (X) и р^<2' (X) S (X), которые одноцветны для данного наблюдателя [х(Х), у (X), z(X)\, измеряется в единицах цветового различия АЕ, возникающего между двумя соответствующими неса­мосветящимися стимулами Р⁽¹⁾ (X) S¹ (X) и |3^t2) (X) S' (X), получаю­щихся из первоначальных стимулов при переходе от излучения 5 (X) к излучению S' (X).

Этот принцип использован МКО [102], рекомендовавшей сле­дующий метод.

Для двух образцов, координаты цвета которых идентичны {Х_г = Х₂, У\ = Y₂, Z± = Z₂) относительно исходного излуче­ния и исходного наблюдателя, индекс метамеризма Mt устанав­ливается равным индексу цветового различия &Е, рассчитанному для тестового излучения t.

212 ГЛАВА 2

Таблица 2.16

Спектральные апертурные коэффициенты

отражения трех образцов, образующих

при освещении стандартным излучением D₆₅

метамерные стимулы относительно

стандартного наблюдателя МКО 1931 г.

Данные использованы в численном примере

расчета индекса метамеризма МКО

Х(нм)	р»\\)	/3""(Х)	/8"'(Х)
380	10.50	15.92	11.74
90	12.00	14.85	13.44
400	13.61	9.80	15.48
10	14.27	5.90	16.14
20	14.28	5.42	16.05
30	14.09	6.82	15.60
40	13.94	9.32	15.13
450	13.86	12.39	14.64
60	13.74	15.54	13.90
70	13.68	19.07	13.03
80	13.67	22.00	11.92
90	13.60	23.01	10.37
500	13.56	21.86	8.78
10	13.77	19.26	7.84
20	14.17	15.79	7.84
30	14.67	11.99	8.73
40	16.06	9.85	11.55
550	20.32	13.93	19.18
60	27.78	24.47	31.72

Что касается исходного излучения, предпочтение должно быть отдано стандартному излучению МКО D₆₅.

В качестве тестового излучения следует отдать предпочтение стандартному излучению А, или одному из излучений, определяе­мых табл. 2.15. Излучения типа F (табл. 2.15) относятся к типич­ным излучениям люминесцентных ламп, имеющих достаточно высо­кие значения общих индексов цветопередачи МКО и коррелиро­ванных цветовых температур ~3000 К для F_1? 4000 К для F₂ и 6500 К для F₃. Выбор наиболее целесообразного тестового излу­чения зависит от конкретного использования, и в некоторых слу­чаях более подходящим может оказаться излучение, отличающее­ся от любого из трех F-излучений, приведенных в табл. 2.15. В иных случаях может быть полезным определение индекса мета­меризма относительно нескольких тестовых излучений. В этом

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ КОЛОРИМЕТРИИ 213

Продолжение табл. 2.16

\(нм)	F°W	/?"(Х)	/?2,(А)
70	37.47	38.27	46.97
80	48.48	52.58	62.26
90	57.35	61.00	70.98
600	62.59	63.87	70.20
10	65.68	65.64	63.10
20	67.17	66.90	55.93
30	68.18	68.27	51.09
40	68.76	69.27	48.46
650	69.31	70.28	47.63
60	69.80	71.20	47.24
70	70.40	72.39	47.41
80	71.11	73.37	47.59
90	71.86	74.01	47.81
700	72.61	75.06	47.82
10	73.14	76.15	47.54
20	73.69	77.43	47.41
30	74.45	79.07	47.71
40	74.62	80.09	47.13
750	74.82	81.40	46.52
60	75.20	83.13	46.37
404.7	13.92	7.97	15.79
435.8	14.00	8.27	15.33
546.1	18.66	12.34	16.20
577.8	46.06	49.43	58.90

случае для каждого тестового излучения используется свой под­строчный индекс к М, например М_А или Мр^

В качестве исходного наблюдателя принимается либо стандарт­ный колориметрический наблюдатель МКО 1931 г., либо допол­нительный стандартный колориметрический наблюдатель МКО 1964 г. в зависимости от размера поля зрения; в данном случае необ­ходимо оговорить, какой из наблюдателей был принят в качестве исходного.

Индекс цветового различия АЕ рассчитывается по координатам цвета X_lt, Уц, Z_lt несамосветящегося стимула 1 и Х₂и Уц, %и несамосветящегося стимула 2 относительно тестового излучения t. Для расчета АЕ во всех случаях, когда это возможно, должна использоваться рекомендованная в настоящее время формула для оценки цветовых различий МКО 1964 г. Если используется другая формула, это должно быть оговорено.

214