ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сложение цветовых стимулов из "Цвет в науке и технике" Это простое устройство помогает понять принцип трехмерной колориметрии. Справа внизу показано изображение поля зрения, как оно воспринимается наблюдателем. Левая половина внутреннего круга (одно из полей сравнения) порождает в глазу цветовой стимул, обусловленный излучением лампы накаливания правая его половина (второе поле сравнения) порождает смесь красного, зеленого и синего стимулов, возникающих а результате отражения белым экраном трех излучений отдельных источников. Окружающее поле закрыто редуцирующим экраном, который можно оставить темным или освещать излучением наружного источника, который располагается сбоку от наблюдателя. [c.61] ЭТО пятно имеет слабонасыщенный желтый цвет легкого красноватого оттенка. Наблюдатель прекрасно осознает, что воспринимаемый им цвет — цвет не экрана, а освещающего его излучения. [c.61] Дальнейшее исследование показывает, что не все цвета, которые могут восприниматься от самосветящейся поверхности, можно уравнять каким-либо сочетанием красного, зеленого и синего стимулов. Некоторые воспринимаются чересчур яркими для уравнивания. Но мы устанавливаем, что это — сравнительно простое ограничение, связанное с количественными характеристиками используемых потоков излучения. Мы в состоянии преодолеть его, применяя в соответствующих проекционных устройствах более мощные лампы, или повышая напряжение, питающее лампы, или концентрируя больший поток на данной площадке с помощью более мощных линз. Однако, что более важно, некоторые стимулы воспринимаются слишком насыщенными, чтобы их можно было уравнять по цвету, сохраняя неизменной нашу методику. Например, если участок, освещенный лампой накаливания и используемый как образец для сравнения, покрыть желтым желатиновым фильтром или желтым стеклянным светофильтром, наподобие выпускаемых для сигнализации уличного движения, либо желтым жидким светофильтром типа раствора хромистого калия, получаемый желтый цвет может оказаться насыщенным настолько, что его нельзя уравнять, даже отключив вовсе поток излучения синего цвета. О цветах, воспроизводимых смешением выбранных красного, зеленого и синего стимулов, говорят как о цветовом охвате системы. Цвета, которые мы не в состоянии уравнять при выбранных для смешения стимулах, находятся за пределами этого охвата. [c.63] Можно увеличить цветовой охват трехкомпонентных смесей, выбирая в качестве трех исходных стимулов цвета излучений определенных участков самого видимого спектра. Но эксперименты такого типа, проводившиеся на протяжении последних 250 лет, показали, что не существует набора трех стимулов, смешение которых способно уравнять все другие стимулы. Значительные совокупности чистых спектральных цветов и цветов, близких к спектральным, всегда остаются вне цветового охвата любых трех стимулов. [c.63] Постоянство зрительного уравнивания цвета. Самосветящиеся участки поверхности, наблюдаемые нами в поле зрения, охарактеризованном на рис. 1.12, имеют цвета, которые мы можем опирать в терминах яркости, цветового тона и насыщенности. Мы используем здесь термин яркость вместо светлота , чтобы подчеркнуть, что мы воспринимаем излучение от освещенных площадок, а не от пространственных объектов. Такое терминологическое различение нельзя считать существенным, но оно зачастую удобно, ели нужно указать тип цветовосприятия при заданных условиях наблюдения воспринимается ли цвет самосветящегося предмета (цвет излучения, цвет источника освещения) или цвет несамосве-тящегося объекта. [c.64] Когда наше восприятие цвета относится к первому типу, субъективное ощущение яркости заключено в пределах от очень тусклого (темного) до очень яркого (слепящего). Восприятие цвета несамосветящегося объекта дает ощущение светлоты (от черного до белого), при этом объекты воспринимаются как непрозрачные по отношению к другим объектам. [c.64] Подобные эксперименты демонстрируют нам некоторые из поразительных особенностей восприятия цвета, в частности то, как резко наше восприятие может меняться при относительно незначительных изменениях условий наблюдения. Но эти эксперименты подтверждают также фундаментальный закон, известный как закон постоянства зрительного уравнивания цветов [3741. [c.65] Предположим, что мы уравняли цвет стимула, порождаемого излучением лампы накаливания на левой половине круглого поля зрения (рис. 1.12), подобрав нужную для этого смесь красного, зеленого и синего стимулов на правой половине. Редуцирующий экран, окружающий эти два участка поля зрения, сначала затемнен, затем мы освещаем его светом определенной яркости и цветности и наблюдаем, как изменились цвета половинок поля. Нас уже не удивляет тот факт, что воспринимаемый цвет круглого поля изменился но кроме этого мы замечаем, что цветовое равенство между двумя половинками этого поля сохраняется. Продолжая эксперимент, мы установим, что почти при любом выборе яркости и цветности излучения, освещающего окружающую поле поверхность, равенство по цвету двух половинок поля остается неизменным. [c.65] Мы можем также направить взгляд на другие ярко окрашенные участки поверхности, с тем чтобы изменить состояние цветовой адаптации глаза. Но после этого — стоит посмотреть на первоначальное поле, и мы установим, что цветовое равенство двух его половинок сохраняется. [c.65] Закон постоянства зрительного уравнивания справедлив не для всех возможных изменений условий наблюдения, но верен для всех тех изменений, которые важно учитывать на практике. Цветовое равенство сохраняется при предварительной адаптации к излучениям умеренной и даже довольно высокой яркости, но оно нарушается, если глаз до наблюдения сравниваемых половинок поля подвергается воздействию излучения чрезвычайно высокой яркости [63, 703, 704]. [c.65] Еще одно ограничение на справедливость этого закона возникает в том случае, когда изображения сравниваемых по цвету половинок поля выходят за пределы области сетчатки, в которой отсутствуют палочки (области желтого пятна), т. е. когда их угловые размеры превышают 2°. В этом случае уменьшение яркости двух половинок поля в одно и то же число раз может нарушить цветовое равенство в цветовосприятие эффективно вмешивается палочковый механизм зрения и изменяет нашу оценку равенства цветов [381, 634, 661]. [c.65] Законы Грассмана. В широком диапазоне условий наблюдения, в котором соблюдается закон постоянства зрительного уравнивания цветов, информация, которую можно выразить количественно, получая ее из экспериментов по смешению трех цветовых стимулов, была сведена Грассманом [196] в первые два закона. [c.66] Грассман пошел дальше этих утверждений, сформулировав самый общий закон, подтверждающийся, как и первые два, экспериментально. [c.66] Устройство, схематически изображенное на рис. 1.12, указывает на существование непосредственного, практического метода измерения цвета. Для любого цвета, входящего в цветовой охват системы трех стимулов, количества трех стимулов, необходимых для его воспроизведения, могут служить мерой этого цвета. Такие количества называют координатами данного цвета, а само устройство, показанное на рис. 1.12, является по существу простейшим трехмерным колориметром. [c.67] Три стимула (красный, зеленый и синий), создаваемые тремя потоками излучения, носят названия инструментальных стимулов, опорных стимулов или основных цветов. Все перечисленные стимулы представляют собой, разумеется, радиометрические величины и как таковые могут быть выражены в радиометрических единицах (Вт). Иногда более удобным оказывается рассматривать стимулы как фотометрические величины и выражать их через фотометрические единицы (например, кд-м ). Иногда удобным является выражение стимулов в произвольных психофизических терминах, таких, как отсчеты по шкалам красного, зеленого и синего цветов, отградуированных так, чтобы их смешение в одинаковых количествах давало стимул, воспринимаемый как ахроматический (нейтральный), например как дневной свет. В табл. А1 Приложения приведены основные радиометрические и фотометрические понятия и единицы. [c.67] Если бы мы захотели использовать визуальный колориметр, показанный на рис. 1.12, для испытания предложенных изготовителю радиоприемников образцов пластмассы глубокого красного цвета и коричневато-красного, обусловленного красителем ХО-128, мы смогли бы легко сделать это, поместив сначала первый, а затем второй образец в одно из двух полей сравнивания, освещенное лампой накаливания, и найдя количества красного, зеленого и синего основных цветов, необходимые для уравнивания этих полей в первом и во втором случаях. Мы обнаружим, что наборы координат цветов двух образцов несколько отличаются друг от друга. Различные наборы цветовых координат характеризуют образцы, когда они освещены лампой накаливания. [c.67] Переход от цветовых координат, которые определяют цвет смеси основных цветов в рассматриваемом выше эксперименте, к параметрам, определяющим цветовой тон, насыщенность и яркость, которые характеризуют наше субъективное цветовое восприятие цветового стимула, является сложным, и он тесно связан с условиями наблюдения, преобладающими во время эксперимента. На первой стадии изложения, когда мы используем такие наименования цветов, как красный, зеленый, синий и другие, нам необходимо ясно осознавать приблизительность этих наименований, которые могут иметь определенный смысл только в случае, если мы считаем, что на протяжении всего изложения условия наблюдения неизменны. Например, мы полагаем, что поверхность, окружающая рассматриваемые цветовые детали, создает при ярком дневном освещении стимул, близкий к тем стимулам, которые мы наблюдаем на полях сравнения при цветовых измерениях. [c.68] В нашей модели векторного пространства смешивание цветов соответствует сложению векторов. Сложение двух векторов й,, = = 8 +82 показано на рис. 1.15. На нем представлена единичная плоскость и на ней точки трех ее пересечений 51, 8 и 5о с тремя цветовыми векторами 1, 83 и йц. Поскольку 81, 2 и йо лежат в одной плоскости, три точки 8-1, 82 и попадают на одну прямую — линию пересечения плоскости векторов (81, 83, 8 ) с единичной плоскостью. [c.71] Единичная плоскость представляет для нас особый интерес. Важно отметить, что любой цветовой вектор 8, или по крайней мере его продолжение, пересекает единичную плоскость в точке 5. Эта точка пересечения 5 однозначно соответствует вектору 8 поэтому ее можно использовать для определения вектора 8 во всех отношениях, кроме его длины, т. е. абсолютной величины. Мы называем 5 точкой цветности цвета 8, или просто цветностью 8. Участок единичной плоскости, заключенный внутри цветового охвата данной системы цветовых координат, обычно называют графиком цветности (или диаграммой цветности, или цветовым треугольником). [c.71] Чтобы установить положение точки 5 на графике цветности (и тем самым определить цветность вектора 8), мы вводим координаты цветности г, g, Ь(рис. 1.16). Приизучении рис. 1.14 и 1.15 становится очевидным, что углы треугольника, изображенного на рис. 1.16, представляют собой пересечения осей основных цветов с единичной плоскостью. Они образуют систему отсчета на графике цветности, а их координаты цветности г, g, Ъ задаются координатами (1, О, 0), (О, 1, 0) и (О, О, 1) для красного (/ ), зеленого (б ) и синего (В) цветов соответственно. Координаты г. [c.72] Вернуться к основной статье