Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
Я считаю строгое различие между этими двумя областями — несмотря на то, что теоретически они ггесно соприкасаются — потому чрезвычайно важным, что иначе многочисленные неясности в понятиях и экспериментальные неопределенности, которые мы встречаем в высшей метрике цветов на каждом шагу, постоянно угрожают проникновением в низшую метрику, внося в нее путаницу, тогда как последняя сама по себе прочна и надежна и никак не затрагивается этими затруднениями».
Итак, низшая метрика цвета — это чисто физиче-ская наука колориметрия.
Высшая метрика цвета уже, несомненно, тесно связана с нашими ощущениями, нашим восприя-* тием цвета. Поэтому высшая метрика цвета привлекает внимание психологов, физиологов. Но разраба-* бывают ее и физики, светотехники, колориметристы, математики. Нужно сказать, что обе метрики цвета отнюдь не зависимы друг от друга. Истоки колориметрии лежат в области цветовых ощущений, которые, как и другие ощущения, дают нам сведения о внешнем материальном мире. Примером связи обеих метрик может служить опыт с размещением цветных карточек, описанный нами в § 4.2. На основе наших ощущений мы установили трехмерность цвета — одно из фундаментальных положений колориметрии.
1 В подлиннике Lichtmischung -г светосмешение*
186
Решение многих практически важных задач требует разработки вопросов, относящихся к высшей метрике цвета. Одна из таких задач, например, построение атласа цветов. Определение порогов различения цветов необходимо для установления обоснованных допусков на цвет многих товаров. Поэтому к области высшей метрики цвета относится много работ, авторы которых стремятся придать ей характер строгой, математически обоснованной науки. Проблемам высшей метрики цвета посвящена следующая глава.
Глава
17
Пороги цветоразлнчения и равноконтрастные системы
17.1. РАЗЛИЧЕНИЕ ЦВЕТНОСТЕЙ
Попробуем ввести понятие порога цветоразличе-ния по аналогии с пороговым различением яркостей. Введенную нами в главе 2 формулу (2.7), проведя в ней замену L — Ln на AL, перепишем в виде
К = -~. (17.1)
Приближая яркость Ln к яркости L, мы в конце концов придем к такому значению AL, при котором разница между двумя яркостями станет едва заметной, т. е. дойдет до порога различения яркостей: ALn,
Подобным образом приближая цвет Ui к цвету Ц0, мы дойдем до такой разности ДЦП, равной Ц1 —
— Цо, при которой разница в цвете будет едва за-метна.
Мы знаем, что пороговая разность яркостей ALn возрастает с ростом яркости L, что, однако, не означает падения чувствительности глаза к различению яркостей с ростом яркости. Решающее значение имеет не абсолютная величина ALn, а ее отношение к исходной яркости L, т. е. контраст К, а точнее, пороговый контраст /Сп. Порог цветоразличения АЦП тоже растет с увеличением Ц@.
187
Но у ДЦп сразу обнаруживается существенное отличие от порога ALn. Яркость — величина скалярная, а цвет — вектор. Поэтому порог цветоразличе-ния — тоже вектор, т. е. его следует характеризовать не только модулем, но и направлением. В пространстве от точки, изображающей конец вектора Ц0, можно провести бесчисленное множество векторов ДЦП в различных направлениях. Оказывается, что модули этих векторов будут различны. Построив поверхность, охватывающую концы всех векторов АЦП, мы получим некоторый объем. Цвета, концы векторов которых лежат внутри этого объема, для глаза неотличимы от цвета Ц0. Приближенно полученный объем можно рассматривать как трехосный эллипсоид. Минимальную, еще уловимую разницу в цвете называют порогом цветоразличения.
Чтобы в какой-то мере провести аналогию с пороговым контрастом яркости, перейдем от цвета к цветности, т. е. разделим координаты цвета Ц0 на х' + у' + г' и отложим интересующие нас величины на графике ху. Эллипсоид изобразится эллипсом, в центре которого будет цветность С0, соответствующая цвету Ц0. Внутри эллипса лягут цветности, неотличимые от С0. Проведя из точки С0 прямую до любой точки эллипса, назовем полученный отрезок AL
0,6
0,6
ол
0,2
о о,г о^ о,б о,в
Рис, 17.1. Пороги цветоощущения по данным МакАдама Оси всех эллипсов увеличены в 10 раз
183
Очевидно, что
А/ = V А*2 + А*/2
(17.2)
и что А/ зависит от направления, в котором проведена прямая.
На рис. 17.1 изображены эллипсы порогов цвето-различения по данным МакАдама [67], увеличенные по линейным размерам в 10 раз. Видно, насколько различны пороги в разных областях графика цветное сти. С увеличением яркости сравниваемых цветов пороги цветоразличения на графике цветности понижаются. При уменьшении площади сравниваемых по цвету полей порог возрастает.
17.2. ПОРОГИ В СИСТЕМЕ р, L
Более наглядное представление о цветоразличе-нии дают пороги, выраженные в координатах: цветовой тон А,, чистота цвета р и яркость L.
Если два цвета отличаются только по яркости, порог может быть определен просто яркостным контрастом Кп, который можно определить согласно формуле (2.8) 1:
Кп = 0,02 + (0’44 + 0^63Z'~0,42)3/2, (17.3)
где б~ угловой размер поля сравнения, ...°; L — яркость, кд*м-2.
Пороговая разность длин волн АЯП сравниваемых излучений сильно зависит от длины волны К. Средние значения АЯП в разных частях спектра при достаточно высокой яркости полей и достаточно большой их площади представлены в табл. 17.1 [25].
