2.5 Колориметрические параметры

Цвет какой-либо отражающей или излучающей поверхности характеризуется цветовым фоном, его насыщенностью (степенью отличия белого цвета) и яркостью или светлотой. Первые две величины определяют цветность излучения. Основной прием для количественного оценивания цвета заключается в установлении абсолютных значений и относительных соотношений мощностей (или яркостей) трех стандартизированных узкополосных излучений, которые при совместном воздействии вызывают такое же физиологическое ощущение в глазу, что и данный цвет.

В качестве основных цветов Международной комиссией по освещению (МКО) приняты спектрально чистые цвета трех монохроматических излучений R, G и В с длинами волн _R = 700 нм (красный), _G = 546,1 нм (зеленый) и _В = 435,8 нм (синий), которые по мощности находятся в соотношении R:G:В = 1:0,091:0,0138. Любой цвет F определяется основным соотношением колориметрии

(2.19)

где - координаты цвета (или цветовые координаты) обусловливающие долю соответствующего цвета.

Более удобный для описания цветов является система, в которой основные цвета Х, Y, Z не являются реальными, но позволяют определять цвет с помощью такого же уравнения

. (2.20)

Для характеристики только цветности координаты цвета заменяются нормированными координатами цветности

(2.21)

Таким образом , отсюда следует, что независимыми являются только две координаты (обычно выбирают х и y). Тогда цветность можно представить точкой на плоскости (в соответствии с рис. 2.7).

Как видно, цветность определятся направлением вектора F в цветовом пространстве, а не абсолютной величиной, которая при постоянстве относительного спектрального состава излучения служит для оценивания яркости объекта.

Рис. 2.7. График цветности

Цветовой тон обычно характеризуют доминирующей длиной волны _д, определение которой для данного цвета F’ очевиден из рис. 2.7. Цветовой тон также можно описать качественно, наименованием зоны цветового графика, в которой располагается точка цветности F’.

Насыщенность цвета характеризует степень, уровень, силу выражения цветового тона и определяется чистотой цвета – относительным значением энергии монохроматического излучения, которое в смеси с белым излучением воспроизводит анализируемый цвет. На рис. 2.7 это относительное удаление точки F’от точки А на прямой А_д, . Наибольшей насыщенностью обладают спектрально-чистые цвета, наименьшей – ахроматические, серые цвета.

Специфическим понятием являются и дополнительные цвета – два цвета, которые в смеси могут дать белый цвет. На цветовом графике они соответствуют точкам пересечения кривой спектрально-чистых цветов и прямой, проходящей через точку А.

Кривая спектрально-чистых цветов – незамкнутая кривая линия, соединяющая ее концы, есть линия пурпурных цветностей, получаемых искусственно путем смешения красного и фиолетового цветов. Часть кривой в красно-зеленой области представляет собой практически прямую линию. Это значит, что при любом смешении спектральных цветов из этой области результирующий цвет имеет 100 %-ную чистоту. Для получения насыщенных зелено-красных цветов обязательно нужна добавка синего цвета. Все многообразие реальных цветов лежит внутри кривой на рис. 2.7; точки вне ее характеризуют нереальные цвета.

Следует отметить, что координаты цветности могут быть вычислены, если известна спектральная характеристика источника излучения р(). Упомянутые величины связаны таким образом:

(2.22)

Зависимости получены экспериментально и приняты МКО в качестве цветовых характеристик для стандартного наблюдения. Поскольку аналитическими выражениями подынтегральных функций пользователь не располагает, интегралы могут быть определены численным методом.

Порядок расчета по данным спектральной характеристики заключается в следующем

• Вычисляются массивы

• Отыскиваются суммы

• Рассчитывается нормирующий коэффициент

• Вычисляются координаты цвета

• По координатам цвета определяются координаты цветности (2.22) в системе МКО 1931 г.