ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 113
Скачиваний: 1
ляегся следствием неудачного выбора координатной плоскости А' = 0 н является большим неудобством, как будет показано в даль
нейшем, именно при измерениях цветов. |
|
На рис. 1.10а дан график цветиостей х—у |
системы МКО XYZ, |
ча котором показано положение цветиостей |
чистых спектральных |
^555
^540 ^ 5
55 |
Линия |
560 |
спектральных |
565 цВегпностей
570
'575
580 '585590
595
600 ' 610
620_ OjO 630
700-=- 770',»
0.1 580 |
0.3 ОЛ 0.5 О.о 0.7 0.3 X |
0fc
?700+770нм
|
|
|
0,6 |
ОЛ |
.Рис. 1.10. Линия спектральных |
цветиостей и |
цветности |
стан |
|
дартных источников освещения |
на |
графиках |
цветиостей |
МКО |
х, у (а) и и, |
v (б) |
|
|
|
— 36 |
г- |
|
|
|
цветов, образующих линию спектральных цветностей (подковооб разная кривая), линия пурпурных цветностей, соединяющая кон цы линии спектральных цветностей, цветности стандартных источ ников освещения МКО А, В, С, D и точка равноэнергетического белого Е. Линии спектральных и пурпурных цветностей ограничи вают область реальных цветностей.
Цветовая координатная система МКО XYZ нашла всеобщее применение в колориметрии и различных ее приложениях. Однако эта система неудобна для представления и сравнения цветовых различий, так как в отношении зрительного восприятия ее график цветностей неравномерен. Зрительно однородный график цветно
стей был бы весьма полезным во многих случаях. Поискам |
цвето |
||
вой системы |
со зрительно однородным графиком цветностей было |
||
посвящено |
много исследований, однако до сих пор этот |
вопрос |
|
нельзя считать |
полностью решенным. Основой графика цветностей |
||
с равномерной |
шкалой цветовых различий (РШЦ) является гра |
фик, предложенный Джаддом (10], полученный им в результате обобщения всех имевшихся в его расположении данных по цвета различению.
В 1960 г. МКО рекомендовала для использования в качестве равноконтрастного график Мак-Адама, обладающий приблизитель но равномерной шкалой цветности для цветов с пренебрежимо ма лыми различиями яркости. Этот график получен без привлечения дополнительных экспериментальных данных из графика Джадда путем небольшого его видоизменения с тем, чтобы одна из коор динат, а именно V, равнялась яркости У и формулы пересчета ко ординат цветности между этой системой и системой МКО XYZ были более простыми 111]. Пересчет координат цветности между системой МКО 1931 XYZ и равноконтрастной системой МКО 1960 UVM осуществляется по следующим формулам:
и= |
- |
; |
о = |
^ |
; |
(1.53) |
— А - + 6 / / + 1,5 |
' |
— х -f- 6(/ Ч- 1,5 |
v |
|||
|
|
|
|
|
|
|
х = |
: |
; |
у = |
|
. |
(1-54) |
и— Av+2 |
|
|
и — 4 о + 2 |
v |
||
График цветностей |
и—v системы |
РШ Ц UVW с |
построенными |
|||
на нем линиями спектральных |
|
и пурпурных |
цветностей и точками |
стандартных источников света показан на рис. 1.106.
Расчет координат цветности и и v может выполняться при пре образовании координат цветности х и у по (1.53) или непосредст венно по опектр£л_ьному распределению излучения с помощью кри вых сложения UVW. Последние и показаны на рис. 1.9в.
Кроме цветовых координатных систем МКО XYZ и UVW, в практике цветного телевидения часто используется упоминавшая ся выше цветовая система приемника, основными цветами которой являются стандартные цвета свечения люминофоров цветной при емной трубки.
— 37 —
Следует заметить, что выражение цвета с помощью цветовых координатных систем, т. е. через его цветовые координаты, учиты вает лишь одну сторону цвета, а именно физическую, связанную с излучением. Это характеризует так называемый цветовой возбу дитель, а не цвет. Понятие цвета наряду с объективным (физиче ским) фактором включает и субъективные факторы, связанные с восприятием светового излучения глазом человека. Последнее же зависит как от условий наблюдения, так и от ряда субъективных факторов и от индивидуальных особенностей наблюдателя. Поэто
му вся |
система трехцветного выражения цвета в цветовой коорди |
||
натной |
системе относится к какому-то среднему |
так называемому |
|
стандартному колориметрическому |
наблюдателю |
МКО в опреде |
|
ленных постоянных условиях наблюдения. |
|
ГЛАВА ВТОРАЯ
Световые измерения
-5 > -
2.1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Способы осуществления |
световых |
измерений подразделяются |
||
на визуальные |
и фотоэлектрические. |
При визуальных |
(зритель |
|
ных) способах |
приемником |
излучения |
служит глаз, а |
при фото |
электрических (часто называемых объективными) — применяются различные светочувствительные приемники: в основном фотоэле менты, фотоумножители, фотосопротивления, в которых под дейст вием света увеличивается проводимость и др. Различие условий измерений и требовании к их точности, простоте и быстроте вы полнения обусловливает применение различных способов измере ния и приборов.
Визуальные способы могут обеспечить высокую точность изме
рений, по в то же время приборы, |
основанные |
на |
этих |
способах, |
|
как правило, громоздки, измерения |
с их помощью |
длительны |
и |
||
должны выполняться опытными наблюдателями. |
Кроме |
того, |
на |
результатах визуальных измерений сказываются различия свойств глаз у разных наблюдателей и изменение этих свойств у одного и того же наблюдателя в зависимости от условий наблюдения и различных субъективных факторов. Визуальные измерения при цветных свечениях становятся еще более сложными и гораздо ме нее точными. Поэтому в телевидении визуальные измерения про водятся в основном в лабораторных условиях.
• Измерения в процессе эксплуатации должны выполняться быст ро и.просто лицами без специальной подготовки на объектах как ахроматических, так и цветных. Точность измерений -здесь ш боль шинстве случаев может быть ниже, чем при прецизионных лабора торных измерениях. Применяемые 'Приборы должны быть порта тивными и удобны*ш для переноски. Эти требования могут быть удовлетворены лишь при фотоэлектрических способах световых измерений.
2.2. ВИЗУАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ СВЕТОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
При наблюдении двух соприкасающихся поверхностей глаз спо собен заметить очень небольшую разницу в их яркостях. В то же иоемя при сравнении разноярких поверхностей глаз фактически не
— 39 —
способен оценить, на сколько яркость одной поверхности отличает-' ся от яркости другой. Поэтому визуальные способы световых из мерений основаны на установлении зрительного уравнивания яр костей двух смежных поверхностей. Одна из этих поверхностей освещается измеряемым источником, а яркость второй поверхности изменяется наблюдателем до тех пор, пока обе поверхности не бу дут казаться ему имеющими одинаковую яркость.
Для выполнения зрительного сравнения и уравнивания яркос тей свет от измеряемого и сравниваемого источников должен по ступать на две смежные поверхности небольшого размера, окру женные однородным (обычно темным) фоном. Это достигается в специальной фотометрической головке при помощи так называемо го фотометрического кубика.
Лабораторные измерения обычно выполняются на фотометри ческой скамье, которая имеет направляющие и средства для уста новки на них источников света и фотометрической головки. По следние могут перемещаться по направляющим скамьи или за крепляться на них. Уравнивание яркостей достигается за счет изменения расстояний от головки до источников света или путем ослабления света одного из источников. Для ослабления света мо гут применяться специальные нейтральные светофильтры, одинако во ослабляющие свет всех длин воли в пределах видимого спектра, или прерывистые вращающиеся поглотители в- виде непрозрачных дисков с вырезами {12].
Поля сравнения в фотометрических кубиках |
могут |
иметь раз |
||||||
личную форму. Простейшим является поле, |
образованное |
двумя |
||||||
|
|
соприкасающимися |
половин- |
|||||
|
|
ками |
круга |
(рис. |
2.1а) или |
|||
|
|
квадрата. |
Такие |
поля |
назы |
|||
|
|
ваются |
равнояркостными, |
так |
||||
|
|
как после |
зрительного уравни |
|||||
|
|
вания обе половинки поля ка |
||||||
|
|
жутся |
наблюдателю |
одинако |
||||
|
|
во яркими. |
|
|
|
|
||
Рис. 2.1. Примеры |
фотометрических |
Для |
повышения |
точности |
||||
измерений |
|
применяют |
поля |
|||||
полей сравнения: |
более сложной |
формы |
и так. |
|||||
а) равнояркостного; |
б) контрастного |
называемые |
|
контрастные. |
||||
|
|
|
Каждая половинка контрастного поля содержит два участка раз ной яркости. Задачей лица, выполняющего измерение, является уравнивание яркостей соответственных участков двух половинок поля, в результате чего контраст между яркостями двух участков
на каждой |
половинке поля |
будет |
одинаков. Наиболее распростра |
|
ненная форма контрастного поля |
показана на рис. |
2.16. |
||
В поле |
сравнения рис. |
2.16 яркость участков / |
и 1а создается |
одним из сравниваемых источников света, а яркость участков // и Па — вторым. Участки 1а и Па имеют яркости на 5ч-10% меньше, чем яркости участков / и //. При достижении зрительного уравни-
— 40 —
вания поле сравнения имеет вид, показанный на рис. 2.16; участ ки / и / / имеют одинаковые яркости, участки la и Па имеют также одинаковые яркости, но меньшие, чем участки / и //.
При |
использовании равнояркостных |
полей |
сравнения вида |
|
рис. 2.1а можно достичь точности измерений |
с |
ошибкой порядка |
||
14-2%. |
Применение контрастных полей |
вида |
рис. 2.16 позволяет |
обеспечить большую точность измерений: опытный наблюдатель может выполнять измерения с ошибкой порядка 0,25% 03]. Наи более благоприятными размерами поля сравнения считаются та кие, при которых угол наблюдения составляет 4°; уменьшение раз меров з-атрудняет измерение, а увеличение их уменьшает точность.
Световой зеличиной, непосредственно воспринимаемой глазом, является яркость. Поэтому выполнение зрительного уравнивания двух половинок фотометрического поля сравнения приводит к то му, что, как уже отмечалось, яркость Вп одной половинки поля равна яркости В2\ другой половинки этого поля:
ВХ 1 - Вп. |
(2.1) |
Сравниваемые яркости в зависимости от устройства |
измери |
тельных приборов создаются на каких-либо поверхностях или спе циальных испытательных пластинках, освещаемых источником, или иногда имеются на самих измеряемых поверхностях освещен ного предмета. На пути лучей света от сравниваемых поверхностей к глазу наблюдателя могут быть различные среды (например, стекла), ослабляющие световой поток. Поэтому, если действитель
ные яркости сравниваемых поверхностей равны В{ |
и В% то выра |
жение (2.1) можно переписать в виде |
|
т 1 5 1 = т 2 5 г . |
(2.2) |
где ті и Т2 — коэффициенты пропускания света для первой и второй половинок поля сравнения соответственно. Выражение (2.2) явля ется основным уравнением для визуальных световых измерений.
При сравнении |
несамосветящихся, а отражающих свет поверх |
||
ностей их яркости |
пропорциональны освещенностям: по (1.30) ос |
||
новное ур-ние (2.2) можно переписать в виде |
|
||
|
я |
bUL£2 . |
(2.3) |
|
я |
|
Коэффициенты пропускания т и коэффициенты яркости /' часто не нужно определять, поскольку при соответствующих способах измерений их численные значения можно исключить. Тогда можно просто записать
КЕх = къЕ%. о (2.3а) Так как освещенность можно связать с другой световой величи
ной, например со световым потоком или силой |
света, то (2.3а) |
|
можно преобразовать как |
|
|
k\Fi = k\F%; |
(2.4) |
|
k[h |
= Kh. |
(2.5) |
— |
41 — |
|