Физиологический – действие этой энергии на глаз и преобразование её в энергию возбуждения нервных клеток органа зрения,

Психологический – ощущение и восприятие цвета.

Свойства и характерные особенности света, попадающего в глаз, могут быть определены и выражены в величинах, не имеющих отношение к глазу. Эти измерения и понятия относятся целиком к сфере физики и определяются методами, для которых не имеет значение, виден свет или нет. Физик может определять количество и качество света объективно, не прибегая к помощи наблюдателя.

Научное исследование зрительного механизма в данных конкретных условиях – область психофизики. В настоящее время психофизика ограничена оценкой световых лучей по отношению к данным стандартного наблюдателя, полученных в нормальных условиях.

Психология цвета – исследование зависимости между цветом, рассчитанным для стандартного наблюдателя, и цветом, ощущаемым и воспринимаемым в действительности. Это определение учитывает внимание, его ощущение и отношение наблюдателя к воспринимаемому объекту, то есть те факторы, которые исключаются при психофизических расчётах.

Основными измерениями

в физике являются измерения количества энергии,

в психофизике – количественные измерения воздействия этой энергии на глаз наблюдателя,

в психологии – измерения эффективности (самого воздействия света) по отношению к другим ощущениям и восприятиям.

Излучения (объективно существующее физическое явление) вызывают ощущения определённых цветов, но сами по себе цвета не имеют. Ощущение цвета возникает в зрительном аппарате человека. Цвет не существует независимо от него и не является объективной физической величиной. Для описания цвета применимы как объективные, так и субъективные качественные и количественные оценки его основных характеристик.

 

Таблица 2. Термины, используемые при описании световых явлений

	Физика	Психофизика	Психология
Источник	мощность излучения, Ф, Вт	световой поток, F, лм	-
Излучение, падающее на поверхность	энергетическая яркость (интенсивность) I = ·	яркость B = ·	светлота* источника (больше, меньше, одинаково), L
	облучённость E=Ф/S, Вт/м2	освещённость E=F/S, лк	светлота поверхности
Отражённое излучение	энергетическая отражающая способность , где Ф0 – падающая мощность излучения, Фρ – отражённая мощность излучения.	световая отражающая способность  где F0 – падающий световой поток, Fρ – отражённый световой поток.	светлота поверхности - видимая яркость поверхности
Пропущенное излучение	энергетическая пропускающая способность , где Ф0 – падающая мощность излучения, Фτ – пропущенная мощность излучения.	световая пропускающая способность , где F0 – падающий световой поток, Fτ – пропущенный световой поток.	светлота пропускающей свет поверхности

*светлота – световое ощущение, обозначает только зрительную оценку света реальным наблюдателем.

 

Цвет характеризуется в физике интенсивностью излучения и его спектральным распределением. В психофизике тремя характеристиками: количественной – яркостью, качественной – цветностью, за которую отвечает доминирующая длина волны, и как бы концентрацией цвета – чистотой цвета. В психологии зрительное ощущение цвета создаётся тремя характеристиками: светлотой, цветовым тоном и насыщенностью.

 

Цветность и цветовой тонопределяют качество цвета. За них отвечает в объективных измерениях длина волны – для монохроматических излучений или чистых цветов, или доминирующая длина волны – для смешанных цветов. Цветовой тон – ощущение света с определённой длиной волны, он обусловлен свойствами зрительного восприятия человека, является субъективной характеристикой.

Спектральная характеристика излучения полностью определяет цвет, но наблюдаемый цвет не определяет своего спектрального состава, вызвавшего данное цветовое ощущение. Объяснение этому кроется в метамерии цветов: цвета различного спектрального состава, могут вызывать у человека одинаковое ощущение цвета.

Если на первых трёх диаграммах цветность полностью определяют длины волн излучений: в первом случае – монохроматического, во втором и третьем – смешанных, состоящих из двух монохроматических. То на четвёртой и пятой диаграмме цветность определяет доминирующая длина волны.

   

 

Яркости и светлоте в физических измерениях соответствует интенсивность излучения. Интенсивность излучения − это яркость, измеренная методами энергетической фотометрии, т.е. это объективная физическая величина, не зависящая от спектральной чувствительности глаза.Яркость – это интенсивность, определённая в видимом диапазоне спектра в соответствии со спектральной чувствительностью глаза (кривая видности), то есть – объективная (не зависящая от других параметров цвета: цветности и чистоты цвета) величина визуальной фотометрии. Её можно, как и интенсивность, измерить с помощью соответствующих приборов.Светлота, или субъективная яркость – мера светового ощущения.

 

Таблица 2. Терминология Комитета по колориметрии Американского оптического общества (OSA)

Физика	Психофизика	Психология
зрительный стимул	свет	зрительное ощущение	зрительное восприятие*
лучистая энергия	световая энергия	цветовое ощущение	восприятие цвета
спектральный состав	цвет
Характеристики лучистой энергии	Характеристики света и цвета	Характеристики цветового ощущения	Факторы внешнего вида, определяющие восприятие
1. Мощность излучения	1. Световой поток	1. Светлота (субъективная или визуальная яркость) - количественная характеристика цвета	1. апертура 2. источник света 3. освещённость
интенсивность(энергетическая яркость)	яркость- количественная характеристика цвета
облучённость	освещённость		Характеристики объекта
энергетическая отражающая способность	световая отражающая способность		1. поверхность 2. объём
энергетическая пропускающая способность	световая пропускающая способность		Характеристика внешнего вида
			светлота
Спектральное распределение (относительный спектральный состав, качество)	Цветность- качество цвета	Ощущение цветности	цветовой тон
			насыщенность
	2. Доминирующая (или дополнительная) длина волны) - качественная характеристика цвета	2. Цветовой тон - качественная характеристика цвета	размер
			форма
			расположение
	3. Чистота цвета** – степень приближения к монохроматическому излучению	3. Насыщенность – определяет примесь белого света в цвете	мелькание
			сверкание
			прозрачность
			глянец
			блеск

 

* восприятие – познавательный процесс, формирующий субъективную картину мира.

** Если обозначить яркость белого цвета B_w, а яркость хроматического цвета B_c, то чистота цвета будет вычисляться по формуле Р = B_c /(B_c+ B_w). Для чистых спектральных (монохроматических) цветов Р =1, соответственно, они являются более насыщенными. Хроматические цвета имеют чистоту цвета 0<Р<1. Ахроматические цвета являются наименее насыщенными Р=0.

 

ЦВЕТНЫЕ КИНОФОТОМАТЕРИАЛЫ

имеют три светочувствительных слоя(у некоторых современных цветных материалов слои состоят из двух или даже трёх светочувствительных полуслоёв для лучшего воспроизведения цвета): синечувствительный, зелёночувствительный и красночувствительный. Синечувствительный слойв идеале поглощаетизлучениетолько синей области спектра, при наличии жёлтого фильтрового слоя зелёночувствительный – только зелёной и красночувствительный, соответственно, только красной. Для лучшего цветоделения два нижних светочувствительных слоя делают иногда на основе хлоросеребряной эмульсии, которая имеет в синей области спектра крайне низкую собственную чувствительность (max чувствительности – в УФ). Сами по себе галогениды серебра не могут образовывать цветного изображения. Цветное изображение в традиционном галогенидосеребряном процессе создают образующиеся непосредственно в процессе цветного проявления красители. В галогенидосеребряные эму-льсии при подготовке к поливу кроме спектрально-го сенсибилизатора для каждого цветочувствитель-ного слоя вводят свою краскообразующую ком-поненту. Цвет образующее-гося ею при проявлении фотослоя красителя являет-ся дополнительным к цвету лучей, к которым свето-чувствителен данный слой. В синечувствительный слой вводится жёлтая краско-образующая компонента, в зелёночувствительный – пурпурная, в красночувст-вительный – голубая. То есть реализуется субтрактивный синтез цвета. Кроме светочувствительных слоёв цветные кинофотоматериалы имеют вспомогательные слои.

 

В каждом светочувствительном слое цветного кинофотоматериала образуется скрытое изображение только той части объекта съёмки, которая отражает или излучает свет, соответствующий спектральной чувствительности этого эмульсионного слоя.

При цветном проявлении в каждом из эмульсионных слоёв образуется цветоделённое изображение. В синечувствительном слое – изображение жёлтого цвета, в зелёночувствительном – пурпурного, а в красночувствительном – голубого цвета. Причём количество образовавшегося красителя прямо пропорционально энергетической освещённости эмульсионного слоя.

 

Схема получения негативного цветного изображения

При съёмке на негативный материал получается негативное цветное изображение объекта в «дополнительных цветах», при печати на позитивный материал – негативное изображение негатива, т.е. позитивное изображение объекта в натуральных цветах.

В процессе цветного проявленияиз краскообразующей компоненты образуется краситель. Во время цветного проявления проявляющее вещество – производное п-фенилендиамина – восстанавливает ион серебра из кристалла галогенида серебра, имеющего центр скрытого изображения, до металлического серебра, само окисляется и конденсируется с краскообразующей компонентой с образованием красителя, локализующегося на месте, где было восстановлено серебро.

Колориметрия – наука об измерении и систематизации цветов.

В ней используются достижения физики и физиологии цвета. Колориметрический способ основан на том, что каждому цвету соответствуют три вполне определённых основных возбуждений КЗС-приёмников глаза (см. таблицу 1). Измерить эти возбуждения – значит выразить цвет тремя числами. Такие числа называются цветовыми координатами. Количественное выражение цветов в колориметрии связано с объективными характеристиками цвета: яркостью, цветностью и чистотой цвета. Они определяются (вычисляются) в зависимости от координат цвета.

Первая графическая схема смешения цветов принадлежит Ньютону (цветовой круг, цветовые таблицы на основе 6 цветов).

Прообразом современных колориметрических систем явились работы Джеймса Максвелла. Учёный построил первый колориметр, для записи цветовых равенств, получаемых в этих опытах и цветовых расчётов,он впервыеввёл цветовые уравнения, графически смешение цветов изобразил в виде равностороннего треугольника. На сторонах треугольника нанесены масштабные метки с длинами волн в нм. В вершинах этого треугольника отмечены длины волн, выбранных Максвеллом для основных цветов, соответствующих излучениям синего, зелёного и красного цвета. В качестве трёх основных цветов он выбрал следующие цвета монохроматических излучений: синий (λ=457 нм), зелёный (λ=528 нм) и красный (λ=630 нм). Цвет, получающийся в результате сложения интенсивностей, пропорциональных коэффициентам a, b и c для основных цветов R, G, B, можно найти по принципу отыскания центра тяжести. При равенстве a = b = c получается белый цвет W (центр треугольника – точка пересечения медиан). Спектрально-чистые тона (которым можно приписать определённую длину волны) лежат на сплошной линии за пределами штрихового треугольника. При положительных значениях коэффициентов a, b и c можно получить только цвета, лежащие внутри треугольника и на его сторонах.

 

СХЕМА КОЛОРИМЕТРА

Треугольник в центре схемы – фотометрическое поле. На одну его половину направлено излучение цвета Ф, а на другую – излучения трёх основных цветов – цветов R, G, B. Наблюдатель видит обе половины поля. Регулировкой количества трёх излучений (интенсивность, яркость) добиваются уравнивания цвета половинок фотометрического поля. То есть, уровняв цвет Ф и цвет смеси R, G, B, можно утверждать, что возбуждения КЗС-приёмников глаза от действия излучений с обеих половинок фотометрического поля одинаковы. Значений самих возбуждений при этом мы не знаем, но можем утверждать, что они возникают от действия излучений с цветами R, G, B.

При выборе трёх реальных основных излученийстремятся к тому, чтобы каждое из них преимущественно действовало на один приёмник глаза. Тогда регулируя количество этих излучений, будем получать наибольшее разнообразие комбинаций основных возбуждений, то есть наибольшее разнообразие цветов. Тем самым увеличивается цветовой охват метода.

По решению Международной комиссии по освещению (МКО, она же CIE − фр. Commission Internationale de l'Eclairage) основные цвета R, G, Bимеют длины волн: синий (λ=435,8 нм) - B, зелёный (λ=546,1 нм) – G, красный (λ=700 нм) – R.

Выбрав длины волн основных излучений, мы определили только их цветность, т.е. только качествоосновных цветов R, G, B.Цвета, получаемые при аддитивном синтезе, зависят не только от качества основных цветов, но и от их количества.

Количество цветамонохроматического излучения измеряется либо яркостью В_λ (лм/ср м²), либо интенсивностью I_λ (Вт/ср м²). Если определяется количество излучения, пользуются интенсивностью излучения. Если речь идёт о количестве цвета, надо пользоваться яркостью.

Яркость определяется из интенсивности по формуле В_λ = 683 I_λV_λ, где 683−световая отдача для монохроматического излученияс =556 нм – максимума кривой видности человеческого глаза: ή =683 , V_λ - относительная спектральная чувствительность человеческого глаза.

Единицами измерения яркости и интенсивности основных цветов R, G, B для колориметрических расчётов принимают не системные единицы, а такие единицы измерения, которые имеют одинаковый яркостной отклик в органе зрениячеловека: синие цвета имеют меньшую светлоту, чем зелёные, а красные занимают промежуточное положение.И чтобы получить равноэнергетический белый, надо иметь разные количества каждого основного цвета

Действительно,чтобы получить равноэнергетическое белое излучение, надо чтобы I_R = 243,9 Вт/ср м², I_G=4,66Вт/ср м², I_B =3,37Вт/ср м²,а чтобы получить равноэнергетический белый цвет, надо чтобы B_R= 683 лм/ср м², B_G= 3135 лм/ср м² и  B_B=41 лм/ср м². Что неудобно при расчётах.

Поэтому каждый из основных цветов имеет свою единицу измерения, которая называется − единичный цвет. Тогда цвет с яркостью 341,5 лм/ср м² (0,5×683) составляет 0,5 единицы цвета R (0,5 R), цвет G с яркостью 313,5 лм/ср м² (0,1×3135) составляет 0,1 единицы цвета G (0,1 G) и аналогично цвет В с яркостью 8,2 лм/ср м² (0,2×41) составляет 0,2 единицы цвета В. Таким образом, количество каждого основного единичного цвета измеряется по своей особой шкале яркостей. Причём, при смешении единичных цветов в равных количествах они дают белый цвет.

Цветовые координаты однородных излучений с единичными лучистыми яркостями называются удельными координатами. Удельные координаты определяются опытным путём. Достаточно один раз выполнить исходный опыт, чтобы потом по его данным рассчитать координаты цветов любых излучений по их спектральным составам. Наблюдатели при этом должны обладать нормальным цветовым зрением. Эти опыты проведены Райтом в США и Гилдом в Великобритании и очень хорошо совпали, хотя они пользовались в своих опытах разными подходами. Удельные координаты показывают, в каких количествах надо смешивать основные цвета, чтобы получить цвета однородных излучений с единичными интенсивностями.

Графики зависимости удельных координат от длины волны излучений называются кривыми смешения.Чем ближе реальные основные цвета R, G, Bк основным физиологическим К, З, С, тем ближе кривые смешения к кривым спектральной чувствительности КЗС-приёмников глаза. Для расчётов цветовых координат удельные координаты обычно приводят в таблицах для однородных (монохроматических) излучений с длинами волн через 5 или 10 нм.

---

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 625; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!