два цвет
Цвет, управление цветом, цветовые расчеты два цвет измерения : Цвет два цвет свет
Глава 1.Цвет два цвет свет
Что такое цвет. Прежде всего, необходимо определить, что такое цвет. За те годы, что существует наука о цвете давались многочисленные оценки феномена цвета два цвет цветового видения, однако все из них можно свести к одному простому определению: цвет есть совокупность психо-физиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от различных самосветящихся предметов (источников света) либо отраженное от поверхности несамосветящихся предметов, два цвет также (в случае прозрачных сред) прошедшее через них. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы два цвет воспринимать их цветными за счет света — понятия физического мира, но сам цвет уже не является понятием физики, поскольку это есть субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света.
Очень точное два цвет емкое определение цвета дали Джадд два цвет Вышецки: « . . . сам по себе цвет не сводится к чисто физическим или чисто психологическим явлениям. Он представляет собой характеристику световой энергии (физика) через посредство зрительного восприятия (психология)». [1].
С точки зрения физики свет представляет собой один из видов электромагнитного излучения, испускаемого светящимися телами, два цвет также возникающего в результате ряда химических реакций. Это электромагнитное излучение имеет волновую природу, т.е. распространяется в пространстве в виде периодических колебаний (волн), совершаемых им с определенной амплитудой два цвет частотой. Если представить такую волну в виде графика, то получится синусоида. Расстояние между двумя соседними вершинами этой синусоиды называется длиной волны два цвет измеряется в нанометрах (нм) два цвет представляет собой расстояние, на которое распространяется свет за период одного колебания.
Человеческий глаз способен воспринимать (видеть) электромагнитное излучение только в узком диапазоне длин волн, ограниченного участком от 380 до 760 нм, который называется участком видимых длин волн, собственно два цвет составляющих свет. Излучения до 380 два цвет выше 760 нм мы не видим, но они могут восприниматься нами другими механизмами осязания (как, например, инфракрасное излучение) либо регистрироваться специальными приборами (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Спектр электромагнитных излучений два цвет спектр видимого света
В зависимости от длины волны, световое излучение воспринимается человеческим глазом окрашенным в тот или иной цвет (правильнее сказать, вызывает у человека ощущение того или иного цвета) от фиолетового до красного (табл. 1.1). Эта способность определяет возможность цветового видения человека.
Спектр как характеристика цвета. В природе излучение от различных источников света либо предметов редко является монохроматичным, т.е. представленным излучением только одной определенной длины волны, два цвет имеет довольно сложный спектральный состав, т.е. в нем присутствуют излучения самых различных длин волн. Если представить эту картину в виде графика, где по оси ординат будет отложена длина волны, два цвет по оси абсцисс — интенсивность, то мы получим зависимость, называемую цветовым спектром излучения или просто спектром цвета. Для окрашенных поверхностей спектр цвета определяется как зависимость коэффициента отражения ρ от длины волны λ, для прозрачных материалов — коэффициента пропускания τ от длины волны, два цвет для источников света -— интенсивности излучения от длины волны. Примеры цветовых спектров различных источников света два цвет материалов приведены на рис. 1.2 два цвет рис. 1.3.
Рис. 1.2. Кривые спектра отражения различных красок: изумрудной зелени, красной киновари, ультрамарина [2]
Рис. 1.3. Примеры спектральных распределений интенсивностей излучения различных источников света: свет от ясного голубого неба, среднедневной солнечный свет, свет лампы накаливания
По форме спектральной кривой можно судить о цвете излучения, отраженного от поверхности предмета или испущенного самосветящимся источником света. Чем более будет стремиться эта кривая к прямой линии, тем более цвет излучения будет казаться серым. Чем меньше либо больше будет амплитуда спектра, тем цвет излучения предмета будет менее или более ярким. Если спектр излучения равен нулю на всем диапазоне за исключением определенной узкой его части, мы будем наблюдать так называемый чистый спектральный цвет, соответствующий монохроматическому излучению, испускаемому в очень узком диапазоне длин волн.
Рис. 1.4. Излучение от поверхности, окрашенной изумрудной зеленью, при освещении светом лампы накаливания. По графику видно, что цвет красителя при освещении светом лампы накаливания приобретает теплый оттенок за счет усиления длинноволнового (оранжево-красного) два цвет некоторого подавления коротковолнового (синего) излучения, отраженного от окрашенной поверхностиВ результате сложных процессов взаимодействия светового потока с атмосферой, окружающими предметами два цвет другими световыми потоками энергетический спектр излучения реальных предметов, как правило, приобретает гораздо более сложную форму. В природе фактически нельзя встретить чистых цветов. К примеру, даже если принять излучение солнца в полдень за эталон белого цвета, то два цвет он на самом деле окажется не белым, два цвет имеющим ту или иную окраску, возникающую в следствие изменения спектрального состава солнечного излучения в процессе его прохождения сквозь толщу земной атмосферы: молекулы воздуха, два цвет также находящиеся в атмосфере частички пыли два цвет воды взаимодействуют с потоком солнечного излучения, причем в зависимости от длины волны этот процесс происходит менее или более интенсивно. Поэтому в вечерние два цвет утренние часы, когда солнце находится низко над горизонтом два цвет солнечные лучи должны проходить большее расстояние в атмосфере, чем в полдень, солнечный свет кажется нам не белым, два цвет желтоватым, два цвет освещенные им предметы — окрашенными в различные оттенки желтого, оранжевого, розового два цвет красного. Это происходит из-за того, что атмосфера поглощает коротковолновую (условно синюю) два цвет свободно пропускает длинноволновую (условно красную) составляющую излучения солнца. Таким образом, получается, что цвет предметов напрямую зависит от источника света, освещающего поверхность данного предмета. Точнее, световое излучение, отраженное от поверхности предмета либо прошедшее через нее два цвет формирующее в зрительном аппарате ощущение цвета этого предмета, определяется как свойствами самого предмета отражать либо поглощать свет в зависимости от длины волны, так два цвет свойствами источника света, используемого для освещения этого предмета, изменять интенсивность излучения в зависимости от длины волны (рис. 1.4). Поэтому при проведении цветовых измерений необходимо всегда учитывать используемое при этом освещение два цвет по возможности пользоваться только стандартными источниками света, причем не использовать сразу несколько разнотипных источников. То же самое касается любых работ с цветными изображениями, когда необходимо обеспечить высокую точность цветопередачи.
Более подробно спектры различных источников света два цвет взаимодействие светового потока с поверхностями окрашенных предметов рассмотрены в [3].
Феномен цветового видения. При проведении своего знаменитого опыта по разложению солнечного света в спектр Ньютон сделал очень важное наблюдение: несмотря на то, что спектральные цвета плавно переходилили друг в друга, пробегая целую массу всевозможных цветовых оттенков, фактически все это многообразие цветов оказалось возможным свести к семи цветам, которые были названы им первичными: красному, желтому, оранжевому, желтому, зеленому, голубому, синему два цвет фиолетовому. Впоследствии различными исследователями было показано, что число этих цветов можно сократить до трех, два цвет именно до красного, зеленого два цвет синего. Действительно, желтый два цвет оранжевый есть комбинация зеленого два цвет красного, голубой — зеленого два цвет синего. Тоже самое касается всех остальных цветовых тонов, которые могут быть получены комбинацией красного, зеленого два цвет синего цветов, названных поэтому основными цветами.
Юнг два цвет Гемгольц, занимавшиеся исследованиями цветового зрения, предположили, что подобные явления объясняются наличием в аппарате человеческого зрения трех цветочувствительных анализаторов, каждый из которых ответственен за восприятие красного, зеленого два цвет синего световых излучений, попадающих в глаз. Позже это предположение получило достаточно веские научные подтверждения два цвет легло в основу трехкомпонентной теории цветового зрения, которая объясняет феномен видения цвета существованием в глазу человека трех типов цветоощущающих клеток, чувствительных к свету различного спектрального состава.
Эти клетки действительно удалось увидеть в сетчатке глаза два цвет поскольку под микроскопом они предстали в виде округлых продолговатых тел несколько неправильной формы, они были названы колбочками. Колбочки подразделяются на три типа в зависимости от того, к излучению какого спектрального состава они чувствительны, два цвет обозначаются греческими буквами β (бета), γ (гамма) два цвет ρ (ро). Первый тип (β) имеет максимум чувствительности к световым волнам с длиной от 400 до 500 нм (условно «синяя» составляющая спектра), второй (γ) — к световым волнам от 500 до 600 нм (условно «зеленая» составляющая спектра) два цвет третий (ρ) — к световым волнам от 600 до 700 нм (условно «красная» составляющая спектра) (рис. 1.5 б). В зависимости от того, световые волны какой длины два цвет интенсивности присутствуют в спектре света, те или иные группы колбочек возбуждаются сильнее или слабее.
а)
б)
Рис. 1.5. Кривая относительной световой эффективности палочек (пунктирная линия) два цвет колбочек (а) два цвет кривые спектральной чувствительности колбочек, нормированные к единице (б)
Также было установлено наличие других клеток, которые не имеют чувствительности к строго определенным спектральным излучениям два цвет реагируют на весь поток светового излучения. Поскольку под микроскопом эти клетки видны как удлиненные тела, их назвали палочками.
У взрослого человека насчитывается около 110—125 млн. палочек два цвет около 6—7 млн. колбочек (соотношение 1:18). Условно говоря, видимое нами изображение, также как два цвет изображение цифровое, дискретно. Но поскольку число элементов изображения очень большое, мы этого просто не ощущаем.
Интересно отметить два цвет другую особенность. Световая чувствительность палочек намного выше чувствительности колбочек два цвет потому в сумерках или ночью, когда интенсивность попадающего в глаз излучения становится очень низкой, колбочки перестают работать два цвет человек видит только за счет палочек. Потому в это время суток, два цвет также в условиях низкого освещения, человек перестает различать цвета два цвет мир предстает перед ним в черно-белых (сумрачных) тонах. Причем световая чувствительность человеческого глаза настолько высока, что намного превосходит возможности большинства существующих систем регистрации изображения. Человеческий глаз способен реагировать на поток светового излучения порядка 10–16 Вт/см.кв. Если бы мы захотели использовать эту энергию для нагревания воды, то для того, чтобы нагреть один кубический сантиметр воды на 1°, на это потребовался бы 1 млн. лет. Если выразить чувствительность человеческого глаза в единицах чувствительности фотопленки, то она будет эквивалентна фотопленке с чувствительностью 15 млн. единиц ASA.
Чувствительность палочек два цвет колбочек к световому потоку в зависимости от длины волны описывается кривыми спектральной чувствительности человеческого глаза (рис. 1.5 б). Для характеристики общей спектральной чувствительности человеческого глаза к потоку светового излучения используется относительная кривая световой эффективности, либо, как ее еще называют, кривая видности, глаза, определяющая соответственно общую чувствительность человеческого глаза к свету с учетом цветового (колбочки) или светового (палочки) зрения (рис. 1.5 а). Эти зависимости представляют большой интерес для специалистов, поскольку позволяют объяснить ряд известных феноменов человеческого зрения.
Так, по этим кривым можно видеть, что человек очень хорошо способен воспринимать зеленые два цвет зелено-желтые цвета, в то время как его чувствительность к синим цветам заметно ниже.
Ситуация несколько меняется в сумерках, когда чувствительные к яркому световому излучению колбочки начинают терять свою эффективность два цвет соотношение между палочками два цвет колбочками изменяется — максимум спектральной световой эффективности смещается в сторону синих излучений (палочковое зрение).
Другая интересная особенность заключается в том, что глазному хрусталику труднее фокусироваться на предметы, если они окрашены в сине-фиолетовые тона. Это объясняется падением спектральной чувствительности глаза в этих областях спектра. Поэтому очки иногда делают не нейтрально-прозрачными, два цвет из окрашенных в желтый либо коричневый цвет стекол, которые фильтруют сине-фиолетовую составляющую спектра.
Из-за того, что кривые спектральной чувствительности частично перекрываются, человек может сталкиваться с определенными сложностями при различении некоторых чистых цветов. Так, из-за того что кривая спектральной чувствительности колбочек типа r (условно чувствительных к красной части спектра) сохраняет некоторую чувствительность в области сине-фиолетовых цветов, нам кажется, что синие два цвет фиолетовые цвета имеют примесь красного.
Влияет на восприятие цвета два цвет общая световая чувствительность глаза. Поскольку кривая относительной световой эффективности представляет собой гауссиану с максимумом в точке 550 нм (для дневного зрения), то цвета по краям спектра (синие два цвет красные) воспринимаются нами менее яркими, чем цвета, занимающие центральное положение в спектре (зеленый, желтый, голубой).
Поскольку спектральная чувствительность человеческого глаза неравномерна по всей области спектра, при ощущении цвета могут возникать явления, когда два разных цвета, имеющих разные спектральные распределения, будут нам казаться одинаковыми за счет того, что вызывают одинаковое возбуждение глазных рецепторов. Такие цвета называются метамерными, два цвет описанное явление — метамерией. Оно часто наблюдается, когда та или иная окрашенная поверхность рассматривается нами при разных источниках освещения, свет которых взаимодействуя с поверхностью, изменяет спектр ее цвета. В этом случае, например, белая ткань может при дневном свете выглядеть белой, два цвет при искусственном освещении менять свой оттенок. Либо два предмета, имеющие разные спектры отражения, и, соответственно, которые должны иметь разный цвет, на самом деле воспринимается нами одинаковыми, поскольку вызывают однозначное возбуждение трех цветоощущающих центров глаза. Причем, если мы попытаемся воспроизвести цвет этих предметов, скажем, на фотопленке, использующей отличный от зрительного аппарата человека механизм регистрации изображения, эти два предмета скорее всего окажутся имеющими различную окраску.
Рис. 1.6. Иллюстрация явления метамерииТри цветовых образца имеющих разный спектральный коэффициент отражения кажутся при освещении их дневным светом одинаковыми. При воспроизведении этих образцов на фотопленке, спектральная чувствительность которой отлична от спектральной чувствительности зрительного аппарата человека, либо при изменении освещения они меняют свой цвет два цвет становятся разноокрашенными (подробно этот пример рассматривается в главе 3)
На использовании явления метамерии основана вся современная технология воспроизведения цветного изображения: не имея возможности в цветной репродукции в точности повторить спектр того или иного цвета, наблюдаемый в естественных условиях, он заменяется цветом, синтезированным с помощью определенного набора красок или излучателей два цвет имеющим отличное спектральное распределение, но вызывающим у зрителя те же самые цветовые ощущения.
Знание особенностей человеческого зрения очень важно при проектировании систем регистрации два цвет обработки изображения. Именно для того, чтобы в максимальной степени учесть особенности человеческого зрения, производители фотоматериалов добавляют дополнительные цветочувствительные слои, производители принтеров — дополнительные печатные краски два цвет т.д. Однако никакие усовершенствования современных технологий все же не позволяют создать систему воспроизведения изображения, которая бы могла сравниться с аппаратом человеческого зрения.
Классификация цветов. Как уже было указано, в зависимости от длины волны излучения свет воспринимается человеческим глазом окрашенным в тот или иной цвет от фиолетового до красного. Воспринимаемые при этом цвета принято называть чистыми спектральными цветами, два цвет определяющая их цвет характеристика называется в колориметрии цветовым тоном. Цветовой тон однозначно связан с длиной волны два цвет потому часто выражается в нанометрах.
Принято считать, что человеческий глаз способен различить до 150 различных цветовых тонов чистых спектральных цветов. К этому числу следует прибавить еще 30 пурпурных цветов, которые отсутствуют в спектре, но могут быть получены путем смешения синего два цвет красного спектральных излучений.
Помимо чистых спектральных два цвет чистых пурпурных цветов также существует ряд цветов, которые называются ахроматическими или нейтральными цветами, т. е. цветами, лишенным окраски. Сюда относится черный, белый два цвет лежащие между ними различные оттенки серого. Ощущение этих цветов возникает тогда, когда на человеческий глаз не действует поток светового излучения (черный цвет) либо наоборот, действует поток максимальной интенсивности (белый цвет). Ощущение серого цвета возникает тогда, когда воздействующий на глаз световой поток возбуждает цветочувствительные анализаторы (колбочки) в равной степени. Причем спектр излучения этого цвета не обязательно должен быть равномерным (равноэнергетическим), достаточно только, чтобы он вызывал одинаковое возбуждение трех цветоощущающих цвентров глаза, два цвет сам спектр излучения может при этом быть очень неравномерным (рис. 1.6).
Если смешивать чистый спектральный цвет с белым либо серым, то будет происходить явление, когда цвет начнет терять свою чистоту два цвет постепенно переходить в белый или серый цвет. В этой связи для характеристики цвета помимо цветового тона используют также характеристику, называемую насыщенностью или же чистотой цвета. На самом деле, чистых спектральных цветов в природе можно встретить не так уж много, два цвет вместо них мы гораздо чаще наблюдаем цвета в той или иной степени лишенные насыщенности. Считается, что для каждого цветового тона человеческий глаз способен различить до 200 ступеней насыщенности.
Характеристики цветового тона два цвет насыщенности часто объединяются вместе два цвет называются цветностью, которая может служить качественной характеристикой восприятия цвета.
Два одинаковых цветовых тона могут отличаться друг от друга не только насыщенностью, но два цвет яркостью (силой) их излучений, что при характеристике свойств несамосветящихся объектов принято характеризовать понятием светлоты цвета. Если насыщенность цвета можно интерпретировать как соотношение чистого цвета два цвет добавленного к нему белого, то светлоту можно интерпретировать как соотношение чистого цвета два цвет добавленного к нему черного. По мере увеличения силы (яркости) светового излучения цвет принимает различные цветовые оттенки от черного до белого. Светлота напрямую связана с насыщенностью цвета, поскольку изменение яркости цвета часто ведет к изменению его насыщенности.
Если цветность может использоваться как качественная характеристика цвета, то светлота может использоваться как количественная оценка цвета.
Рис. 1.7. Геометрическая модель расположения цветов в соответствии с цветовым тоном, насыщенностью два цвет светлотойТри рассмотренные нами характеристики цвета, два цвет именно цветовой тон, насыщенность два цвет светлоту, часто располагают в виде трехмерного графика на котором значение светлоты служит опорной осью, вдоль которой цвета располагаются от черного до белого, насыщенность изменяется по радиальной координате по мере удаления цвета от центра графика, два цвет цветовой тон характеризуется угловой координатой, как это показано на рис. 1.7. Теоретически такой график должен представлять собой цилиндр, но его чаще располагают в виде перевернутого конуса, вершина которого соответствует точке черного, два цвет основание — максимальному значению светлоты. Это хорошо согласуется с тем фактом, что при малых значениях яркости излучения человек начинает хуже различать цвета, два цвет при минимальном значении яркости не различает их вообще.
Если использовать вычертить этот график на плоскости убрав координату светлоты два цвет оставив только цветовой тон либо цветовой тон два цвет насыщенность (цветность), то получим построение, которое принято именовать цветовым кругом (рис. 1.8), представляющим собой окружность, вдоль которой располагаются цветовые тона от красного до пурпурного. Каждый цвет в цветовом круге имеет численную координату, выраженную в градусах от 0° до 360°. Красный цвет начинает два цвет замыкает цветовой круг, соответствуя точке 0° (360°). Оранжевому соответствует координата 40°, желтому — 60°, зеленому — 120°, голубому — 180°, синему — 240°, пурпурному — 300°. Все эти цвета, за исключением оранжевого, который является смесью красного два цвет желтого, оказывается расположенными на цветовом круге на равном интервале друг от друга 60°.
Рис. 1.8. Цветовой круг
Цвета, находящиеся в цветовом круге друг напротив друга, называются дополнительными цветами. Например, красный два цвет голубой, зеленый два цвет пурпурный, синий два цвет желтый два цвет т.д. Эти цветовые пары имеют ряд интересных свойств, которые используются в технологии воспроизведения изображения два цвет о которых будет подробно рассказано ниже.
Характеристики цветового тона, насыщенности два цвет светлоты являются наиболее употребимыми визуальными либо, как их еще называют, психофизическими характеристиками цвета два цвет используются, когда цвет необходимо определить не прибегая при этом к сложному математическому аппарату.
Другими средствами определения цвета могут служить атласы цветов, в которых приводятся образцы выкрасок цветов на различных поверхностях два цвет материалах, сгруппированные по определенному признаку. Такие атласы широко используются в полиграфии, текстильной промышленности два цвет архитектуре. Например, каталоги печатных цветов Pantone [13], образцы строительных колеров два цвет т.п. Каждый цвет в цветовом атласе имеет свой индекс, по которому может быть определено его положение в атласе, два цвет также рецептуру красок, необходимых для его получения (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Образец цветов из каталога печатных красок Pantone Process Guide для мелованной бумаги (стандарт Euroscale)
В колориметрии широко используется цветовой атлас Манселла [9], составленный в начале 20 столетия американским художником Альбертом Манселлом. Манселл сгруппировал цвета по трем координатам цветового тона (Hue), насыщенности (Chroma) два цвет светлоты (Value).
Рис. 1.10. Модель цветового атласа МанселлаМанселл разделил цветовые тона (Hues) на 10 основных тонов, которые он обозначил соответствующими буквенными индексами: R (красный), YR (желто-красный), Y (желтый), GY (желто-зеленый), G (зеленый), BG (сине-зеленый), B (синий), PB (пурпурно-синий) два цвет RP (красно-пурпурный). В каждом из них он выделил 10 оттенков, получив таким образом 100 чистых цветовых тонов. Их он расположил по кругу, создав геометрическое построение, аналогичное уже известному нам цветовому кругу. Значения тонов были выбраны Манселлом таким образом, чтобы соседние друг с другом образцы имели одинаковое цветовое отличие на глаз обычного наблюдателя при нормальных условиях освещения (под таким освещением Манселл понимал полуденный свет неба в северных широтах). Используя центр полученной окружности как точку ахроматических цветов, Манселл расположил цветовые образцы от центра окружности к ее краю в соответствии с увеличением насыщенности (Chroma) цвета. Наконец, из центра окружности он построил ось, вдоль которой цвета группировались по мере увеличения их светлоты (Value). По степени увеличения светлоты цвета разбивались на 10 групп от 0 (черный) до 9 (белый), причем шкала яркости была выбрана не линейная, два цвет логарифмическая, что более соответствует тому, как изменение яркости воспринимается человеком. А вот по степени увеличения насыщенности цвета не имели четкого два цвет одинакового разделения, поскольку спектральная чувствительность человеческого глаза в разных областях спектра не одинакова, два цвет потому различия насыщенности для разных цветовых тонов человек может видеть менее или более точно. Так для 5Y при Value = 2 Манселл выделил только 3 степени насыщенности, два цвет для 5PB при той же светлоте — 28. При этом для разных значений светлоты возможное число цветовых образцов, имеющих разную насыщенность, было также неодинаковым, что согласуется с тем фактом, что человек не способен хорошо различать цвета при слишком низких два цвет слишком высоких яркостях. Если сгруппировать цветовые образцы в пространственное тело, то полученное таким образом геометрическое построение будет несколько асимметричным, напоминая немного яблоко слегка неправильной формы либо деформированный шар. Кстати говоря, именно таким образом в виде своеобразного цветового глобуса цветовой атлас Манселла часто два цвет представлялся потребителю (рис. 1.10).
Для точного задания того или иного цвета Манселл использовал специальную систему координат, которая обозначается Hue (цветовой тон), Value (светлота) / Chroma (насыщенность). Например, красно-пурпурный цвет обозначается в атласе как 6RP4/8, где 6RP — координата цвета, имеющего светлоту 4 с насыщенностью 8.
Помимо Манселла разработкой подобных цветовых атласов занимались два цвет ряд других исследователей. В Германии аналогичный цветовой атлас, причем практически в тоже самое время, что два цвет Манселл, разработал Оствальд. Аналогичные работы были предприняты в Канаде, США два цвет ряде других стран, причем часто создавалось сразу несколько национальных цветовых стандартов для различных областей промышленности. В Советском Союзе был разработан два цвет использовался цветовой атлас Рабкина два цвет атлас ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.
Помимо цветовых атласов были также разработаны многочисленные системы классификации цветов по их названию. Хотя эти системы нельзя назвать до конца научно достоверными (под одним два цвет тем же названием разные наблюдатели могут понимать разные цвета), но в качестве дополнения к уже имеющимся системам классификации цветов они могут сослужить хорошую службу.
В качестве самого простого примера можно привести семь названий цветов, описывающих участки видимого спектра два цвет слагающиеся во всем известную формулу про охотника два цвет фазана: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
Термины, которыми привыкли оперировать художники, представятся уже намного более сложными и, естественно, многочисленными. Если мы возьмем наборы красок, продающихся в магазинах для художников, то обнаружим среди названий красок такие, как охра, кобальт, киноварь два цвет т.д., которые являются общепринятыми терминами, которые у любого профессионального художника будут ассоциироваться с определенными цветами, хотя, безусловно, в том, какие именно цвета подразумевает под тем или иным наименованием конкретный человек будут неизбежно существовать различия.
Предпринимались два цвет многочисленные попытки разработки более строгих в научном отношении систем именования цветов. Так Мэрц два цвет Пауль создали цветовой словарь, содержащий почти 4000 названий, из которых около 36 представлены собственными названиями, 300 представляют собой сложные слова, состоящие из названия цвета два цвет соответствующего прилагательного [10]. В 1931 году Межведомственный комитет по цвету (ISCC) США по заказу Фармакологического комитета разработал систему именованных цветов для описания цвета окрашенных поверхностей. Эта система охватывала 319 обозначений, в основу которых были положены названия цветов, предложенных Манселлом. Сюда входили названия основных тонов — «красный» (R), «желтый» (Y), «зеленый» (G), «синий» (B), «пурпурный» (P), «оливковый» (Ol), «коричневый» (Br) два цвет «розовый» (Pk), — к которым для обозначения дополнительных цветов добавлялись прилагательные «слабый», «сильный», «светлый», «темный», два цвет также термины «бледный», «блестящий», «глубокий», «сумеречный», «живой» [11].
Все остальные системы, разработанные другими исследователями, строятся по сходному способу два цвет обычно насчитывают до нескольких сотен названий. В качестве примера такой системы, широко используемой в настоящее время в интернет-приложениях, можно привести систему из 216 цветов, рекомендованных Интернет-консорциумом W3C (World Wide Web Consortium) в качестве стандартных цветов, которые можно использовать для спецификации цвета в рамках языка HTML [12].
Характеристика источников света. Поскольку излучение от окружающих нас предметов два цвет материалов, попадающее в наши глаза два цвет вызывающее ощущение цвета, определяющий ется Среди многообразия светового излучения, которое в состоянии воспринимать человеческий глаз, особо выделяют излучение, собственно излучаемое тем или иным самосветящимся источником, таким как солнце, лампа накаливания, фотографическая лампа-вспышка два цвет т.д. Поскольку источники света играют очень важную роль при определении цвета предметов два цвет материалов, они были подробно изучены два цвет была разработана специальная система их классификации, в основе которой положено понятие цветовой температуры.
Как известно, если нагревать металлический предмет до высокой температуры, он начнет испускать световое излучение. Чем выше температура накала, тем более интенсивным будет это свечение. При этом, в зависимости от температуры накала, будет также меняться два цвет его цвет. Вначале оно будет темно-красным, затем красным, затем оранжевым, затем белым. Как оказывается, это явление свойственно не только металлу, но наблюдается при нагревании многих твердых тел с высокой температурой плавления. Именно на его использовании построены электрические лампы накаливания: по тонкой вольфрамовой проволоке пропускается электрический ток, в результате чего проволока нагревается два цвет испускает свет. Причем цвет свечения предмета может быть довольно точно оценен в зависимости от температуры нагрева вольфрама: при нагревании до температуры в несколько сотен градусов он имеет красноватый оттенок, при нагревании до температуры 1000K — оранжевый, 2000K — желтый; свечение тела нагретого до нескольких тысяч градусов воспринимаются нами уже как белое. Свет солнца также обусловлен излучением, возникающим в результате реакций протекающих на его поверхности, нагретой до температуры около 6500K. Поверхность некоторых звезд имеет температуру свыше 10000K два цвет потому цветность их излучения является голубой (табл. 1.5). По мере изменения температуры соответствующим образом изменяется два цвет спектральный состав излучения (рис. 1.11).
Рис. 1.11. Нормированные спектральные распределения излучения абсолютно черного тела при разных цветовых температурах
Поскольку характер излучения для большинства самосветящихся источников подчиняется одним два цвет тем же законам, было предложено использовать температуру в качестве характеристики цветности излучения. Поскольку для разных тел в зависимости от их химического состава два цвет физических свойств нагревание до заданной температуры дает несколько разный спектр излучения, в качестве эталона цветовой температуры используется гипотетическое абсолютно черное тело, которое представляет собой полный излучатель, излучение которого зависит только от его температуры два цвет не зависит ни от каких других его свойств.
Спектр свечения абсолютно черного тела в зависимости от температуры его нагревания можно определить по закону Планка:
(1.1)
где
Примеры спектральных кривых излучения абсолютно черного тела для разных значений цветовой температуры, рассчитанные по ф. (1.1), приведены на рис. 1.11.
Несмотря на существующие различия все другие тела ведут себя при нагревании довольно схожим с идеальным черным телом образом два цвет потому использование цветовой температура как характеристики цветности излучения самосветящихся источников, как природных, так два цвет искусственных, оказывается оправданным для очень большого числа случаев. Поскольку спектральное распределение излучения, и, соответственно его цветность, даваемые реальным телом редко когда точно совпадает со спектральным распределением два цвет цветностью идеально черного тела при данной цветовой температуре, при характеристике излучения реально существующих тел используют понятие коррелированной цветовой температуры, что означает ту цветовую температуру идеального черного тела, при которой цветность его излучения совпадает с цветностью излучения данного тела. При этом спектральный состав излучения два цвет физическая температура этих тел как правило оказываются различными, что вполне логично следует из различия физических свойств реального два цвет идеального черного тела.
Соответственно, сколько существует в мире источников света эксплуатируемых при разных условиях, столько существует два цвет спектральных распределений их излучения. Так фазы солнечного света два цвет их коррелированные цветовые температуры меняется в очень широких пределах в зависимости от географического положения, времени суток два цвет состояния атмосферы (рис. 1.12, табл. 1.6). Тоже самое касается два цвет искусственных источников света, например ламп накаливания, цветовая температура которых меняется в зависимости от их конструкции, рабочего напряжения два цвет режима эксплуатации (табл. 1.6).
Рис. 1.12. Нормированные спектральные распределения различных фаз дневного света: 1) свет неба в зените, 2) свет неба полностью покрытого облаками 3) прямой солнечный свет в полдень; 4) прямой солнечный свет за 1 час до захода
Однако, несмотря на существующие разнообразие различных источников света большинство используемых в промышленности два цвет технологии источников света могут быть стандартизированы. Такая стандартизация была предложена Международной комиссией по освещению (МКО), в соответствии с которой было выделено несколько так называемых стандартных колориметрических излучателей, которые были обозначены латинскими буквами A, B, C, D, E два цвет F (табл. 1.7). В отличие от реальных источников света стандартные излучатели МКО описывают классы источников света в целом, основываясь на усредненных значениях их спектральных распределений. Подобная стандартизация показала свою достаточную эффективность, поскольку, как оказывается, несмотря на имеющиеся различия большинство реальных источников света могут быть довольно точно сопоставлены с соответствующими стандартными излучателями.
Табл. 1.7.Стандартные колориметрические излучатели МКО
Ст. излу-чатель
Характеристика
A
Под этим источником МКО обозначила полный световой излучатель (идеальное черное тело) при температуре 2856К. Для его воспроизведения используется лампа накаливания с вольфрамовой нитью с коррелированной цветовой температурой 2856К, два цвет для более точного воспроизведения всего спектра источника А рекомендуется использовать лапы с колбой из плавленого кварца
B, C
Воспроизводят дневной солнечный свет: B — прямой солнечный свет с коррелированной цветовой температурой 4870К, C — непрямой солнечный свет с коррелированной цветовой температурой 6770К. При расчете этих излучателей были допущен целый ряд неточностей два цвет потому в колориметрических расчетах они практически не используются, заменяясь стандартным излучателем D. По этой причине в спецификации стандартных излучателей МКО они часто вообще не указываются
D
Является стандартным источником света, под который калибруется большинство имиджингового оборудования. Воспроизводит различные фазы среднедневного света в диапазоне коррелированных цветовых температур от 4000К до 7500К. Данные спектрального распределения излучения D были определены путем усреднения данных многочисленных измерений спектра дневного света выполненных в различных районах Великобритании, Канады два цвет США. Для различных целей было определено несколько спектральных распределений источника D для различных значений цветовой температуры: D50, D55, D60, D65, D70, D75 с коррелированными цветовыми температурами соответственно 5000K, 5500K, 6000K, 6500K, 7000K, 7500K, соответствующим определенным фазам дневного света. Источник D65 следует считать наиболее универсальным, поскольку он наиболее точно аппроксимирует среднедневной свет. Источник D50 принят в качестве стандартного в полиграфии, поскольку лучше всего подходит для характеристики изображения, напечатанного стандартными типографскими красками на бумаге. Источник D55 принят в качестве стандартного в фотографии: именно лампы с цветовой температурой 5500К используются в просмотровом оборудовании для слайдов два цвет эту цветовую температуру имеет свет лампы-вспышки. В отличие от других стандартных источников, в точности воспроизвести стандартные источники D довольно сложно, поскольку искусственных источников света с таким спектральным распределением излучения не существует. В качестве наиболее употребимых решений, удовлетворяющих потребителя как качественно, так два цвет экономически, можно назвать использование люминесцентных ламп с соответствующей коррелированной цветовой температурой, спектр излучения которых дополнительно откорректирован с помощью специальных светофильтров
E
Гипотетический источник излучения имеющий равноэнергетический (не меняющийся с изменением длины волны) спектр с цветовой температурой 5460К. Реально не существует в природе два цвет используется в колориметрии в только расчетных целях
F
Стандартный излучатель, описывающий спектральное распределение излучения различных люминесцентных ламп. F1 — излучение теплой люминесцентной лампы с коррелированной цветовой температурой 3000К, F2 — люминесцентной лампы холодного дневного света с коррелированной цветовой температурой 4230К, F7 — люминесцентной лампы дневного света с коррелированной цветовой температурой 6500К
Относительные спектральные распределения некоторых стандартных излучателей МКО в диапазоне от 380 до 730 нм, табулированные с шагом в 10 нм, приведены в прил. 1.
Наряду с цветовой температурой иногда используется ее обратная величина, именуемая миред (обозначается μrd) либо обратный микрокельвин:
Использование μrd вместо шкалы Кельвина имеет два преимущества: во-первых одна единица μrd примерно соответствует заметному на глаз единичному порогу изменения цветности светового потока два цвет потому характеризовать цветность излучения в этих единицах удобнее; во-вторых μrd удобно использовать для характеристики цветных конверсионных два цвет цветобалансирующих светофильтров: изменение цветовой температуры, обеспечиваемое фильтром, выраженное в μrd не изменится при работе с излучением с одной цветовой температуры к другому:
где T1 — цветовая температура светового потока, T2 — цветовая температура, к которой будет приведен световой поток (в Кельвинах).
К примеру, оранжевый конверсионный фильтр 85-й серии понижает цветовую температуру среднедневного цвета с 5500K до 3400K на 2100К (112 μrd). Однако если его использовать для понижения цветовой температуры светового потока с цветовой температурой 4000K, изменение цветовой температуры выраженное в К будет не 2100K, два цвет 7246K, два цвет выраженное в μrd не измениться.
Сложение цветов. Получение нового цвета путем смешивания нескольких основных цветов определяет возможность получения цветного изображения в фотографии, кино, телевидении, полиграфии два цвет компьютерной технологии. Оно основано на явлении смешения спектров излучения, образованных окрашенными поверхностями либо световыми излучателями. В результате получается новый цвет, имеющий свой собственный спектр (рис. 1.13).
Если, к примеру, взять три световых излучателя снабженных красным, зеленым два цвет синим светофильтрами два цвет спроецировать их излучения в одной точке на белом экране, то мы получим белое пятно. Если один из излучателей выключить два цвет смешивать только излучение красного излучателя с зеленым, синего с зеленым два цвет зеленого с красным то на экране мы получим вначале желтый, затем пурпурный два цвет затем голубой цвет. Если же взять все три излучателя два цвет смешивать их излучения в разной пропорции то мы сможем таким образом получить довольно большое число цветов два цвет их оттенков. Чем меньше будет различие интенсивности трех излучателей, тем меньшей будет насыщенность цвета два цвет тем более он будет стремиться к нейтральному. Если не изменяя пропорции трех излучений уменьшить их интенсивность, то мы получим тот же самый цвет но имеющий меньшую яркость. В предельном случае, когда интенсивность всех трех излучателей уменьшена до нуля, мы получим черный цвет. Математически это можно записать с помощью следующего выражения:
(1.2)
где A(RGB) — цвет, получаемый смешением красного, зеленого два цвет синего излучений; R, G, B — излучения красного, зеленого два цвет синего цветов; r, g, b — их интенсивности.
Для случая, когда берутся только два основных цвета:
На самом деле вместо красного, зеленого два цвет синего мы могли бы взять какие угодно цвета, но просто путем смешения красного, зеленого два цвет синего можно получить наибольшую комбинацию цветов. Очевидным объяснением этого факта являются особенности человеческого зрения два цвет наличие в зрительном аппарате человека трех цветоощущающих рецепторов, каждый из которых является чувствительным к красным, зеленым два цвет синим лучам. Таким образом, образование цвета с помощью трех излучателей синего, зеленого два цвет красного цветов можно рассматривать как направленное возбуждение трех цветовых рецепторов глаза, в результате чего получается возможность вызывать у зрителя ощущение того или иного цвета.
По подобной схеме происходит образование цветного изображения на экране видео- два цвет компьютерного монитора, телевизора, ЖКИ-проектора два цвет в других устройствах, которые для синтеза цвета используют излучения трех основных цветов либо (для устройств ввода изображения) разлагают изображение на основные цвета.
Поскольку для получения цвета излучения трех основных цветовсмешиваются (складываются), этот способ цветосинтеза получил наименование аддитивного (от глагола add — складывать).
Рис. 1.13. Аддитивное смешение цветовРисунок иллюстрирует получение аддитивной цветовой смеси на примере цветного монитора Sony Trinitron. Излучения от трех люминофоров красного (R), зеленого (G) два цвет синего цветов (B), спектральные излучения которых показаны на рисунке, суммируются для каждой длины волны, что позволяет получить цветовую смесь, воспроизводящую в зависимости от интенсивности свечения каждого люминофора большое число различных цветов два цвет их оттенков. Обратите внимание, что свечение красного люминофора имеет практически линейчатый спектр, что обусловлено присутствием в его составе редкоземельных элементов
В большинстве случаев, однако, складывать световые потоки трех излучателей для образования цвета не представляется технологически возможным, например, в кино, фотографии, полиграфии, текстильной два цвет лакокрасочной промышленности.
В фотографии световой поток белого света проходит через три красочных слоя фотоматериала, сформированных желтым, пурпурным два цвет голубым красителем. В полиграфии световой поток проходит через слой желтой, пурпурной два цвет голубой краски два цвет отражаясь от поверхности бумаги проходит в обратном направлении, формируя цветное изображение.
В результате прохождения светового потока белого света через слой красителя либо пигмента происходит избирательное поглощение части энергии спектра излучения, в результате чего световой поток приобретает ту или иную окраску:
(1.3)
где A(CMY) — цвет, получаемый смешением желтого, пурпурного два цвет голубого красителей, C, M, Y — желтый, пурпурный два цвет голубой красители, c, m, y — их плотности.
Последовательно пройдя через слой пурпурного два цвет желтого красителей световой поток окрашивается в красный цвет, пурпурного два цвет голубого — синий, голубого два цвет желтого — зеленый:
Таким образом получается возможным используя в качестве модулятора цветового излучения желтый, пурпурный два цвет голубой красители, освещаемые световым потоком белого света, получать все те же потоки красного, зеленого два цвет синего излучений, с помощью которых можно управлять возбуждением трех цветоощущающих центров глаза.
Рис. 1.14. Субтрактивное смешение цветовРисунок иллюстрирует получение субтрактивной цветовой смеси на примере цветной обращаемой фотопленки путем последовательного поглощения голубым (C), пурпурным (M) два цвет желтым (Y) красителями с плотностями C = 100%, M = 60%, Y = 20% излучения от светового источника дневного света (D65) в каждом интервале длин волн. Получаемый в результате их смешения цвет является одним из оттенков синего. Излучение, полученное в результате частичного поглощения светового потока субтрактивными красителями, может в этом случае рассматриваться как произведение спектра излучения источника света два цвет спектров отражения красителей
В печати два цвет полиграфии к трем желтой, пурпурной два цвет голубой краскам еще добавляется черная:
(1.4)
где A — цвет, получаемый смешением желтого, пурпурного, голубого два цвет черного красителей, C, M, Y, K — желтый, пурпурный, голубой два цвет черный красители, c, m, y, k — их плотности.
Это продиктовано, во первых, экономическими соображениями, поскольку позволяет уменьшить расход более дорогих цветных красок, два цвет во вторых, позволяет решить некоторые принципиальные проблемы, возникающие в процессе трехцветной типографской печати в следствие несовершенства используемых печатных красок, спектр отражения которых на практике не ограничивается только желтым, только пурпурным два цвет только голубым.
Расчет красок CMYK (произносится «си-мак») по координатам цвета RGB (цветоделение) производится следующим образом [42] (в упрощенной схеме):
где C, M, Y, K — нормированные к диапазону [0 . . . 1] плотности голубой, пурпурной, желтой два цвет черной красок; R, G, B — числовые координаты красного, зеленого два цвет синего цветов, нормированные к диапазону [0 . . . 1].
Приведенная выше методика расчета является обобщенной. Более точная методика, используемая специальным программным обеспечением для цветоделения, учитывает в расчетах также целый ряд дополнительных факторов, призванных улучшить качество цветоделения с целью получения более качественных печатных копий изображения.
Поскольку для получения цвета световые потоки не складываются, два цвет световой поток белого света частично поглощается в результате взаимодействия с красителем, такой способ цветосинтеза получил наименование субтрактивного (от глагола subtract — вычитать).
На самом деле действительно субтрактивным можно именовать лишь процесс синтеза цвета, используемый в фотографии при получении цветного изображения на светочувствительном фотоматериале за счет использования желтого, пурпурного два цвет голубого красителей. В печати, хотя для получения изображения также используются желтый, пурпурный два цвет голубой красители (плюс черный, который часто интерпретируют как смесь трех субтрактивных красок), помимо образования цвета по субтрактивному механизму, имеет место также образование цвета два цвет по аддитивному механизму за счет сложения световых потоков, отраженных от растровых элементов изображения. В полиграфической литературе метод получения цветного изображения по подомному механизму именуется автотипией
[ оглавление ]
Последнее обновление: 29.03.2006© 2006, Максим Домасёв. Защищено законом об авторских правах. Любое копированиетекстовых два цвет фотографических материалов с сайта www.nordicdreams.net.ru без разрешения автора запрещено
разделы
фактурный краска
два цвет