referat (Цвет и его свойства), страница 3

К ривыми сложения называются графики функций распределения по спектру цветовых координат монохроматических излучений, имеющую мощность, равную одному Вт. Такие координаты называются удельными, т. е. относящимися к единице мощности. Они обозначаются теми же буквами, что и координаты цветности r()_уд., g()_уд., r()_уд., или x()_уд., y()_уд., z()_уд.. Удельные координаты находят измерением цветов монохроматических излучений произвольной мощности и последующим делением их координат на мощность. Кривые сложения основных XYZ рассчитывают по формулам перехода от одной системы цветовых координат в другую.

12.Свет от солнца и ламп.

Стандартные излучения (МКО).

Рис.2 Спектральный состав света от лампы накаливания с вольфрамовой нитью (излучение А)

Рис.3 Спектральный состав света от люминесцентной лампы дневного света.

В большинстве случаев окружающий свет не является монохроматическим; ранее был приведён пример двух типич­ных световых пучков – зелёного и синего цвета. Характерной чертой различных источников света (солнца, пламени свечи, света лампы накаливания, люминесцентной лампы и т.п.) является существенное различие в распределении отно­сительного кол-ва света, излучённого в диапазоне 390-710 нм. Свет лампы накаливания содержит относительно большое кол-во излучения при длине волны 650 нм, чем свет от люминесцентной лампы. Спектральный состав света представ­ляет собой относительную энергию излучения, выделенную в интервалах длин волн (например, в интервалах шириной 10 нм) или во всём видимом диапазоне. Спектральный состав света можно определить, как было сказано ранее, с помо­щью спектрорадиометра, Кривая, полученная в виде зависимости относительной энергии излучения от длины волны, на­зывается кривой относительного спектрального распределения энергии. На рисунках 2 и 3 представлены типичные кривые для света лампы накаливания и люминесцентной лампы. Сравнение двух кривых для света лампы нака­ливания и люминесцентной лампы показывает, что при длине волны 450 нм относительно большее количество излуче­ния даёт люминесцентная лампа, а при 650 нм – лампа накаливания. По форме обеих кривых вблизи 380 нм, откуда сле­дует, что излучение такой люминесцентной лампы накаливания включает ультрафиолетовую составляющую. На кривой распределения спектральной энергии излучения люминесцентной лампы дневного света наблюдаются четыре верти­кальные полосы. Каждая захватывает интервал длин волн 10 нм, в пределах которого имеется резкий пик, или скачок из­лучения, характерный для паров ртути, находящийся в трубке. Плавные непрерывные части кривой характеризуют излу­чение фосфоров в лампе. Скачки, представляющие собой четыре монохроматических излучения ртути, налагаются или смешиваются с диффузным многокомпонентным излучением фосфоров. На рисунке 4 представлены типичные кривые спектрального распределения прямого солнечного света I и света северного неба II, измеренного под углом 45 к горизонту в Кливленде, шт. Огайо. На рисунке также показана горизонтальная линия Е

Рис.4 Спектральный состав солнечного света (I) и света северного неба (II).

, которая добавлена к ним с тем, чтобы представить равноэнергетическое распределение с неизменяемой от длины волны относительной энергией. Это распределение служит в качестве условного определения белового света для обсуждаемых ниже целей. В общем, оно представляет интерес, так как может рассматриваться в качестве разновидности среднего белого цвета, находящегося между двумя крайними излучениями: светом северного неба и излучением обычной лампы накаливания. В связи с тем, что воспринимаемые цвета предметов обычно меняются с освещением, при котором они наблюдаются, поэтому цвета сравниваются при дневном свете. Однако при идентификации и измерении цвета необходимо точно установить спектральный состав дневного. По этой причине сочли практичным установление приемлемых для всех стран стандартов в виде условных и вместе с тем типичных составов излучений по длинам волн. Эти стандарты называемые излучениями МКО, были установлены CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) – Международной комиссией по освещению (МКО). Стандартные излучения представляют собой таблицы с числами, устанавливающие фиксированные спектральные составы. Свет, имеющий такой же состав, может быть воспроизведен в цветоизмерительных лабораториях с помощью специальных ламп и фильтров. На рисунках представлены графики, характеризующие некоторые важные излучения МКО. Одно излучение, называемое А МКО, по волновому составу довольно близко приближается к свету лампы накаливания с вольфрамовой нитью 500 Вт (2860 К). Излучение В МКО представляет типичный образец спектрального состава прямого солнечного света. Особенно важным является излучение С МКО, так как его спектральный состав волн типичен для дневного света. Излучения В и С МКО представляют спектральный состав солнечного и дневного (рассеянного) света довольно хорошо, но только в диапазоне 400-700 нм. Для измерения цвета люминесцирующих веществ необходимо использовать излучения, относительные энергии которых в диапазоне 300-400 нм также характерны для солнечного и дневного света. Поэтому были введены новые стандартные излучения, представляющие спектральный состав различных фаз дневного света; наиболее распространенные из них являются излучения D₅₅, D₆₅ и D₇₅ МКО. В большинстве применений излучение С МКО было заменено излучением D₆₅ МКО, которое представляет собой спектральный состав типичного дневного света в диапазоне 300-830 нм. Новые излучения основаны на детальном изучении спектрального состава дневного света. На рисунке можно сравнить кривые относительного распределения спектральной энергии излучения С и D₆₅ МКО. Обе кривые существенно различаются только в области ниже 380 нм.

13.Расчет координат цвета образца по его спектру пропускания.

Излучение при прохождении через прозрачный объект претерпевает изменения. Часть излучения поглощается и рассеивается в виде тепла, а часть проходит сквозь материал. Свет, прошедший через прозрачный объект, например цветное стекло, называется пропущенным светом. Зависимость энергии пропущенного света от длинной волны называется спектром пропускания. Если через красное стекло пропустить излучение, например от источника A, то наибольшая относительная энергия будет наблюдаться в красной области. На рисунке представлен спектр пропускания красно-пурпурного стекла.

Рис.5 Кривые относительного спектрального распределения света после прохождения через красно-пурпурное стекло.

Когда свет от источника проходит через цветное стекло и, попадая в глаза, вызывает ощущение красного, значит цвет стекла – красный. Зная спектр пропускания прозрачного объекта, можно найти его цвет. Для решения этой задачи нужно воспользоваться аддитивность цветовых координат и связью координат цвета с удельными. Для каждого из монохроматических излучений, входящих в пропущенный свет, можно записать:

Ц_ = x_уд.Ф_X + y_уд. Ф_Y + z_уд. Ф_Z.

В соответствии с третьим законом Грасмана – законом аддитивности – цвет смеси излучений определяется суммой уравнений смешиваемых цветов, т.е.

 Ц_ = ( x_уд.Ф_X + y_уд. Ф_Y + z_уд. Ф_Z ) =  x_уд.Ф_X +  y_уд. Ф_Y +  z_уд. Ф_Z

Отсюда следует:

X =  x_уд.Ф_;

Y =  y_уд. Ф_;

Z =  z_уд. Ф_;

Тела природы имеют непрерывные кривые пропускания по всему спектру, следовательно, цветовые координаты можно выразить в интегральной форме:

X = ∫ xуд.Фd; (1) Y = ∫ yуд. Ф d; (2) Z = ∫ zуд. Ф d; (3)

14.Программа для определения цветовых

координат.

Д

Кривая спектра пропускания

Цвет объекта

ля определения цвета объекта по его спектру можно воспользоваться программой. За исходными данные должны берутся спектр пропускания и удельные координаты. Спектр пропускания и удельные координаты даются в виде четырех файлов, в которых записаны тридцать три значения. Данные из файлов считываются в массивы. Затем считаются интегралы с помощью формулы Симпсона. Полученные значения X, Y и Z переводятся в координаты RGB. С помощью функции RGB(r,g,b), параметры которой принимают значения от 0 до 255, выводится на экран цвет объекта. Каждый параметр процедуры равен координате цвета в системе RGB, умноженной на 255. Для наглядности строится кривая спектра пропускания. На рисунке 6 показан пример выполнения программы определения цвета. Программа разработана на языке программирования Visual Basic^6. Минимальные системные требования: 486 DX, монитор и видео карта, поддерживающие режим SVGA, 256 цветов, Windows 95/98 и выше.

Координаты цвета в системе XYZ.

33 значения

спектра пропускания

Рис. 6 Пример выполнения программы.

Содержание.

1.Цвет и объекты, изучаемые теорией цвета. ---------------------------------1 2.Природа цветового ощущения. 3.Общие сведения о зрительном аппарате.------------------------------------2 4.Световая и спектральная чувствительность глаза.-------------------------4 5.Субъективные характеристики цвета.----------------------------------------5 6.Принцыпы измерения цвета.---------------------------------------------------6 7.Законы Грасмана.-----------------------------------------------------------------7 8.Колориметрические системы. 9.Система RGB. 10.Система XYZ.--------------------------------------------------------------------8 11.Кривые сложения. 12.Свет от солнца и ламп. Стандартные излучения (МКО).---------------9 13.Расчет координат цвета образца по его спектру пропускания.-------11 14.Программа для определения цветовых координат. -----------------12

Список используемой литературы:

1 .Ж. Агостон «Теория цвета и её применение в дизайне» М. «Мир» 1982 г.

2.Б. А. Шашлов «Цвет и цветовоспроизведение» М. «Книга» 1986 г.

3.Б. Сайлер Д. Спотс «Использование Visual Basic^6 М. «Вильямс» 2000 г.

Саратовский государственный университет

им. Н. Г. Чернышевского

Курсовая работа

«Определение цвета объекта по его спектру пропускания»

Выполнил студент физического факультета

кафедры оптики 132 группы

Моренко Роман Анатольевич

Научный руководитель:

Симоненко Г.В.

Саратов. 2001 г.

16