Продолжительность – 4 часа




Лабораторная работа №1

Исследование явления метамеризма

 

Продолжительность – 4 часа

 

Цель работы

Изучение явления метамеризма.

 

Содержание работы

Нахождение метамерных пар из набора эталонных цветных образцов, полученных с помощью различных красителей, на основе их колориметрического, спектрофотометрического анализа и визуальной оценки.

 

Теоретическое обоснование

Ощущение цвета возникает в мозгу человека при воздействии на его зрительный анализатор светового излучения. Понятие «свет» охватывает воспринимаемые глазом электромагнитные колебания в диапазоне длин волн от 380 до 780 нм или в так называемом видимом спектре. В качестве возбудителя цветового ощущения световое излучение характеризуется своим спектральным составом (спектральным распределением энергии излучения), т.е. величинами энергии на каждой длине волны излучения.

Зрительное ощущение цвета зависит от спектрального состава излучения, попадающего на сетчатку глаза непосредственно от самосветящегося объекта, например, ТВ экрана, или света источника, отраженного от неизлучающего объекта, а также прошедшего через прозрачную среду. В этих случаях величина зрительного возбуждения определяется как свойствами самого объекта, так и характеристиками взаимодействующего с ним освещения.

Несамосветящиеся непрозрачные объекты изменяют спектральный состав света, идущего от источника, избирательно поглощая часть световой энергии. Такие объекты характеризуют спектральным распределением коэффициента отражения. Спектральная характеристика отражения - это зависимость этого коэффициента от длины волны ρλ = f(λ). Для красного яблока она показана на рис.1. Источник, со своей стороны, неодинаково излучает энергию на различных длинах волн, и это его свойство определяют спектральным распределением мощности излучения. У разных типов источников эти распределения существенно отличаются (Рис.2) и у источников одного типа, например естественного освещения, также имеют значительные отклонения.

 
 

Рис.1 Спектр отражения красного яблока

 
 

Таким образом, при освещении одного и того же объекта разными источниками образуются разные цветовые возбуждения. Их описывают спектральным распределением мощности - произведением спектральных распределений излучения источника и отражения объекта (рис.3).

Рис 3. Определение спектрального распределения мощности цветового возбуждения

Зрительное восприятие цвета является трехкомпонентным. Зрительный аппарат имеет три типа рецепторов (три селективных приемника), воспринимающих световую энергию, реакции которых можно обозначить Rс, Rз, Rк. Спектральные свойства этих рецепторов описываются их характеристиками чувствительности или кривыми основных возбуждений – спектральными распределениями реакций красно-, сине- и зеленочувствительных рецепторов на одинаковые по мощности монохроматические излучения. Три типа зрительных рецепторов неодинаково реагируют на возбуждения одинаковой мощности на разных длинах волн. Этим объясняется, в частности, то, цвету объекта часто соответствует не тот участок спектра, на котором объект имеет наибольшее отражение. Цветовое ощущение определяется соотношением возбуждений трех типов рецепторов. При определенном соотношении возбуждений рецепторов создается ощущение ахроматического (нейтрального) цвета.

Чувствительность зрительного аппарата имеет интегральный характер, т.е. цветовое ощущение определяется суммарными (по спектру) реакциями рецепторов. Распределение этих реакций получают перемножением ординат спектральной кривой мощности возбуждения I(λ) и кривых чувствительности (основных возбуждений) – С(λ), З(λ), К(λ):

Rс = åC(l)I(l)

Rз = åЗ(l)I(l)

Rк = åК(l)I(l)

В силу трехкомпонентной природы зрения одинаковое цветовое ощущение может быть вызвано цветовыми возбуждениями с неодинаковым спектральным распределением энергии, но одинаковых результирующих реакциях. Это явление называется метамеризмом. Два различных по спектральному составу световых потока, создающие у наблюдателя ощущение одинакового цвета, т.е два эквивалентных в указанном смысле возбуждения называют метамерной парой. Таких эквивалентных возбуждений может быть множество. Поэтому оригинальному цветовому возбуждению, характеризующемуся определенным спектральным распределением, можно подобрать визуальный эквивалент с отличающимся распределением.

Именно метамерные свойства цветовых возбуждений позволяют отображать одну и ту же изобразительную информацию такими разными по своей природе средствами, как живопись, фотография, телевидение, печать и т.д., предполагая лишь физиологическое тождество.

 

Методика и порядок выполнения работы

4.1. Измерить с помощью спектрофотометра спектральные коэффициенты отражения цветных объектов, полученных разными красителями.

4.2. Построить спектральные характеристики отражения объектов.

4.3. Измерить с помощью колориметра цветовые координаты L*a*b* этих объектов при освещении их источниками света, имеющими разные спектральные распределения мощности излучения (выбирать в меню Illuminant требуемый источник).

4.4. Рассчитать цветовые различия между цветами измеряемых объектов.

4.5. Определить при каком освещении эти объекты будут иметь минимальное цветовое различие.

4.6. Сделать выводы по работе.

Оборудование, материалы и программное обеспечение

5.1. Образцы различных способов печати – ахроматические и цветные.

5.2. Колориметр.

5.3. Спектрофотометр.

Содержание отчета и его форма

6.1. Краткое описание цели, методики работы и объектов исследования.

6.2. Используемые средства измерения и их краткая характеристика.

6.3. Таблицы измеренных значений спектральных коэффициентов отражения разноокрашенных непрозрачных объектов.

6.4. Графики спектральных характеристик отражения (поглощения) различных объектов.

6.5. Таблицы измеренных трехкомпонентных значений L*a*b* МКО, измеренных при четырех разных источниках (A, F2, С, D50), и рассчитанных значений цветовых различий между соответствующими цветами образцов при разном освещении.

Контрольные вопросы

7.1. Дать определение понятия цвета.

7.2. Как образуется цветовое возбуждение?

7.3. Чем характеризуются источники света и несамосветящиеся объекты?

7.4. Что такое метамеризм, метамерная пара?

7.5. Какие цвета имеют наибольшее количество метамерных пар?

7.6. Что такое метамеризм наблюдателя и чем он обусловлен?

7.7. Какие существуют стандартные колориметрические системы? Их особенности, преимущества и недостатки.

7.8. Физическое и физиологическое тождество цвета объектов.

7.9. Что такое цветовое различие и как оно оценивается?



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: