Файл: Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении.pdf

Поскольку стороны цветового треугольника системы колоримет­ ра не должны пересекать линии спектральных цветностей, то па графике цветностей этой системы вся область реальных цветностей будет находиться внутри цветового треугольника. Чем больше бу­ дем раздвигать цветовой треугольник (Р) относительно области реальных цветностей (при выборе цветовой системы колориметра), тем меньшую часть треугольника (Р) будет занимать эта область. При этом области максимально возможных ошибок измерений цветности при одном и том же процентном изменении цветовых ко­ ординат Р будут занимать все большие участки области реальных цветностей, т. е. тем значительнее будут ошибки измерений.

Таким образом, для обеспечения возможности более точного измерения цвета цветовой треугольник системы колориметра сле­ дует выбирать как можно более близким к области реальных цвет­ ностей. Поэтому, кроме прямой (z), которая войдет в цветовой тре­ угольник (Р) обязательно, из пучка рис. 3.8а следует взять две граничные его прямые. После определения желательного івьибора цветовой системы колориметра рассмотрим вопрос о требуемой точности приближения спектральных характеристик чувствитель­ ности колориметра к кривым сложения.

Ошибки в измеренных значениях цветовых координат при не­ точном осуществлении теоретических спектральных характеристик чувствительности прибора будут зависеть от спектрального распре­ деления излучения с измеряемым цветом, т. е. будут различными при измерении разных метамерных цветов с одной и той же цвет­ ностью. Поэтому необходимо найти достаточно простой и практи­ чески приемлемый метод оценки ошибок в цветовых координа­ тах, возникающих при отличии спектральных характеристик коло­ риметра от кривых сложения. Поскольку оценить ошибки для всех возможных метамеров данной цветности невозможно, то надо вы­ брать для ряда опорных цветностей специальную группу метаме­ ров. Эта группа либо должна давать зоны разброса цветности, охватывающие ошибочные цветности для всех возможных метаме­ ров с данными цветностями, либо должна быть характерной в от­ ношении претерпеваемых метамерами этой группы ошибок по от­ ношению к большинству цветов, которые могут быть встречены в практике работы данного прибора (например, измерения в телеви­ дении), и обеспечивать относительную легкость расчета возникаю­ щих ошибок.

Охват всех возможных метамеров данной цветности достигает­ ся в использовавшемся для решения подобной колориметрической задачи методе, который можно назвать «методом спектральных ме­ тамеров» [45]. В этом методе цвет с данной цветностью представ­ ляется в виде пар дополнительных по отношению к нему чистых спектральных цветов (или троек, когда дополнительным к взятому спектральному цвету является пурпурный цвет; последний пред­ ставляется в виде суммы крайних спектральных цветов в соответ­ ствующей пропорции). Если взять достаточное число таких спект-

— 78 —

ральных метамеров и рассчитать цветности соответствующих им излучений в предположении конкретной группы спектральных ха­ рактеристик чувствительности колориметра, то на графике цвет­ ностей получится замкнутая кривая вокруг точки измеряемой цветности. Вогнутые участки этой кривой заменяются прямыми и предполагается, что ошибочные значения цветности для почти всех возможных метамеров попадут в пределы полученной зоны.

Метод спектральных метамеров обеспечивает достаточную про­ стоту расчета (разбивка опорных цветностей на пары или тройки спектральных цветов довольно трудоемка, но делается один раз) и охватывает случаи почти всех возможных метамеров. Этот ме­ тод и следует применять, когда колориметр предназначается для измерения чистых спектральных или близких к ним цветов. При­ менение этого метода становится нецелесообразным, однако в том случае, когда объектами измерения являются обычные цвета неса­ мосветящихся предметов или цвета свечения экрана цветного ки­ нескопа. Таким цветам, как правило, соответствуют сплошные и довольно широкие спектральные распределения излучения. Приме­ нение метода спектральных метамеров в этом случае приводит к очень большим зонам ошибок цветности и, следовательно, к необо­ снованно жестким допускам на точность осуществления спектраль­ ных характеристик чувствительности колориметра.

Применение для оценки ошибок в цветовых измерениях неко­

Желательная простота расчетов сочетается с требуемой близо­ стью к результатам для обычно встречающихся на практике цве­ тов в «методе оптимальных метамеров» [9].

В этом методе для каждой опорной 'цветности подбирается оп­ тимальный цвет, т. е. такой, спектральное распределение излуче­ ния для которого равномерно и имеет не 'более одной полосы излу­ чения (или отсутствия излучения) в пределах видимого спектра. Мощность излучения в пределах полосы целесообразно принять равной 1; расчеты цветовых координат при этом максимально уп­ рощаются, сводясь к суммированию ординат кривых сложения в заданных пределах.

Допуск на точность осуществления спектральных характерис­ тик чувствительности колориметра будем устанавливать в виде процента, который может составлять площадь участков между реализованной и требуемой кривыми от площади под требуемой кривой, когда обе кривые приведены к одному уровню по максиму­

мых значений). Положительное расхождение для одних цветов мо­ жет быть скомпенсировано отрицательным, а для других не может.

— 79 —

Наибольшая ошибка цветности при измерении в случае откло­ нения одной из анализирующих кривых на каком-то участке спектра от требуемой кривой возникает, очевидно, для цветов, со­ ответствующие излучения которых сосредоточены в узкой области спектра, в которой имеет место расхождение между кривыми. В этом случае величина соответствующей цветовой координаты мала, и ошибка в этой координате из-за расхождения кривых поэтому наибольшая. Отсюда следует, что наибольшие ошибки будут для наиболее насыщенных цветов из числа подлежащих измерению.

Поскольку при измерениях в телевидении основной интерес представляют цвета, цветности которых заключены в пределах цветового треугольника воспроизводящего устройства, то и допус­ ки на кривые следует устанавливать, исходя из условия измерения именно таких цветов.

Для анализа возьмем шесть оптимальных цветов, из которых три близки к основным цветам приемника цветного телевидения, а три близки к цветам, дополнительным к этим основным. Цветно­ сти выбранных опорных цветов показаны на рис. 3.10а на графике цветностей МКО и, v. Координаты цветности опорных цветов, а также граничные длины воли Х\ и \ 2 соответствующих этим цветам оптимальных спектральных распределений излучения приведены в

80 —

максимально приближены к полю реальных цветностей (прямые 1,

ив системе МКО UVW:

w.0,6234 0,3377 0,0389

Связь цветовых координат Р с координатами МКО X, Y, Z вы­ ражается следующей матрицей преобразования:

В качестве исходной цветности системы Р принято равноэнергетическое белое Е, вследствие чего площади под кривыми L , М и N равны. Треугольник основных цветов (Р) и точка цветности бело­ го Е показаны на рис. 3.10а вместе с линиями спектральных и пур­ пурных цветностей.

На рис. 3.11 показаны зоны разброса измеряемых значений опорных цветностей, полученные в предположении, что цветовые координаты L , М -и N изменяются 'на ±1_и ± 2 % общей площади под соответствующей кривой сложения Р. Для оценки важности

— 81 —