Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 48
Текст из файла (страница 48)
известный спектральный состав и интенсивность излучения полностью определяют цвет излучения. Однако по цвету излучения нельзя судить о его спектральном составе, так как ощущение одного и того же цвета может быть получено при различных спектральных составах воздействующих излучений. Зрительный аппарат человека ие и состоянии, например, отличить оранжевый цвет монохроматическоп~ излучения с длиной волны около 600 нм от цвета смеси источников и ~лучения красного 1л„= 700 нм), зеленого 1Л, = 500 нм). Два различных по спектральному составу язлучення, создающих ощущение цциого н того же цвета, называются метамвтрической парой. 200 ЧАСТЬ П1. Системы цветного телевидения Количество различимых глазом цветов очень велико н зависит от многих факторов, таких как условия наблюдения, тренированность наблюдателя и др.
Наш глаз способен различать около 10 млн, различных цветов, отличающихся один от другого по трем параметрам — светлоте, цветовому тону и насыщенности. Описание такого множества цветовых оттенков невозможно без их классификации и символического обозначения. Для этого разрабатываются системы цветовых шкал в виде таблиц и цветовых атласов, которые предназначены для безынструментального определения цвета рассеивающей поверхности. Наиболее известны цветовые атласы Оствальда, Менселла и Рабкина [28). Их общий недостаток неточность. Цветовая система, позволяющая дать наиболее точное численное описание цвета, была создана на основе теоретических и экспериментальных работ многих поколений ученых, осветивших природу цветового зрения и положивших в основу построения науки об измерении цвета — колориметрии — теорию трехкомпонентного цветового зрения и понятие о трехмерном цветовом пространстве.
10.2. Фотометрия и свойства зрительного аппарата человека Излучение есть перенос энергии от источника к поглощающему телу. Количественной мерой излучения является лучистая энергия, а мощность переноса лучистоИ энергии, т.е. энергии, переносимоИ излучением в единицу времени, называют лучистым потоком Ф, единицей которого является ватт (Вт). Спектр лучистого потока имеет различный характер: может быть линейчатым (частным случаем такого спектра является поток монохроматических излучений), сплошным, непрерывным или смешанным. Спектральную характеристику лучистого потока удобно характеризовать с помощью так называемоИ спектральной плотности лучистого потока, Вт/нм: (10.1) ~, = яуйл. Для примера на рис. 10.1 приведена спектральная плотность источника белого света типа С.
На этом рисунке заштрихованная часть, заключенная между абсциссами Л и Л + НЛ и высотоИ Ф(Л), имеет значение НФ, соответствующее данной Л. Площадь под кривой Ф(Л) определяет величину лучистого потока ГЛ2 Ф = / Ф<Л) 1Л. Спектральный состав излучения, воздействующего на светоприемники, зависит не только от спектральной плотности потока, но н 202 ГЛАВА 10. Методы передачи информации о цвете 42(Л) = 2гф 22211 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 380 420 460 500 54 Рнс. 10.1.
Спектральная интенсивность источника белого света типа С 0 580 620 660 700 740 Л, нп р(Л) = Фр(Л)/Ф(Л); с(Л) = Ф,(Л)/Ф(Л), (10.2) (10.3) где 42р и Ф, — отражаемый и пропускаемый лучистые потоки соответственно. Таким образом, если поток излучения, падающий на объект Глг Р = / 4 (Л) 1Л, л, (10.4) то отраженный от объекта или пропущенный им лучистый поток за- пишется соответственно как глг ф, = / р(Л)ф(Л) 1Л; л, Глг Ф, = / т(Л)Ф(Л)ГКЛ.
Л, (10. 5) (10.6) Для оценки воздействия лучистой энергии на светочувствительный элемент нормального глаза необходимо учитывать особенности ого светового восприятия. По определению, данному МКО (Международная комиссия по освещению) в 1924 г... светом называется электромагнитное излучение, оцененное глазом по тому действию, которос оно на него производит. Световой поток г' связан с лучистым поп2ком Ф через спектральную световую чувствительность глаза, так от спектральных свойств тел.
В зависимости от этих свойств тело может частично или полностью пропустить, а также поглотить падающий на него лучистый поток. При этом в большинстве случаев окружающие предметы отражают и пропускают лучистую энергию избирательно по спектру, что приводит к изменению спектрального распределения первоначального лучистого потока. Отношение отраженной, пропущенной и поглощенной частей лучистого потока ко всему лучистому потоку, падающему на предмет, называют соответственно коэффициентами отражения (р), пропускания (т) и поглощения (ст). Функции спектральных коэффициентов отражения р(Л) и пропускания т(Л) определяются следующими выражениями; 208 ЧАСто П1.
Системы цветного телевидения У (76 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Рис. 10.2. Стандартная относительная 380 460 540 620 700 Л, нм видность глаза называемую стандартную оглноситлельную оидность глаза И(Л): гт80 Е= И (Л)/ Ф(Л)И(Л)дЛ. 380 (10. 7) ,тво Е = 683 / Ф(Л)1г(Л) йЛ. зво (10.8) Пределы интегрирования выбраны в соответствии с минимальным значением ординат И(Л). Излучение, длины волн которого лежат за этими пределами, практически не вызывает раздралсения зрительного аппарата.
В диапазоне длин волн от 10 до 380 нм излучение называется ультрафиолетовым, а в диапазоне от 760 до 340 108 нм — инфракрасныас 10.3. Колориметрическое определение цвета Физиологические основы цветового зрения базируются на теории трехкомпонентного зрения, выдвинутой впервые в 1756 г М.В.
Ломоносовым. Согласно этой теории допускается присутствие на сетчатке глаза трех видов нервных аппаратов, каждый из которых обладает преимущественной чувствительностью к определенному участку видимого спектра — коротковолновому (синему), средневолновому (зеленому), длинноволновому (красному). Единица измерения светового потока — люмен (лм).
Стандартная относительная видность глаза (рис. 10.2) определена в результате усреднения экспериментальных данных, полученных для большого числа наблюдателей. Коэффициент ьг (Л), являющийся максимумом кривой стандартной относительной видности с длиной волны Л = 555 нм, устанавливает количественную связь между световым и лучистым потоком. В результате точных измерений установлено, что 1 Вт лучистого потока монохроматического излучения с длиной волны Л = 555 нм равен 683 лм светового потока. Следовательно, И (Л) = 683, и выражение для светового потока принимает следующий вид: 209 ГЛАВА 10. Методы передачи информации о цвете Изолированное возбуждение одного из этих аппаратов дает ошущение одного из трех насыщенных цветов — синего, зеленого, красного.
Обычно !при наблюдении малонасыщенных цветов) воздействующее излучение содержит весь спектр видимого диапазона волн, но с разной спектральноИ интенсивностью. Это приводит к раздражению не одного, а двух или трех световоспринимающих аппаратов одновременно. При этом волны различной длины возбуждают эти аппараты в разной степени. Различное соотношение возбуждениИ световоспринимающих аппаратов вызывает ощущение цвета. Таким образом, анализ воздействующего излучения тремя селективнымн светочувствительными аппаратами глаза и последующиИ синтез результатов их возбуждений корой головного мозга вызывают ошущение большого числа цветовых оттенков от окружающих предметов.
Эта теория хорошо согласуется с законами смешения цветов, которые косвенно ее подтверждают. В телевидении используется локальное, пространственное и бннокулярное смешение цветов. Локальное смешение может быть одновременным (оптическим), когда на одну поверхность проецируются два или несколько излучений, вызывающие калсдыИ в отдельности ощущение разных цветов, и последовательным, когда аналогичные излучения воздействуют на глаз последовательно одно за другим. При быстрой смене излучений в зрительном аппаржгс возникает ощущение единого результирующего цвета. При пространственном смешении участки, окрашиваемые смешиваемымн цветами, имеют достаточно малые размеры, и глаз воспрнпим;и т их как единое целое.
Примером этому могут служить мелкис штрихи, мозаика и др. Воспроизведение цветного изобрв.кения на телевизионном экране в большинстве случаев основано па пространственном смешении цветов. Винокулярным смешением называется смешение двух или нескольких цветов путем раздельного раздражения левого и правого глаза разными цветами, в результате чего возникает ощущение нового цвета. Основной закон смешения утверждает, что любые четыре цвета находятся в линейной зависимости.
Иначе говоря, любой цвет может быть выражен через любые три взаимно-независимых цвета: (10.9) 1 Р= гй+дС+ЬВ, здесь ~'à — излучение произвольного состава, единица которого обозначена через В, а количество единиц — через у'; Н, С,  — единичные количества основных цветов; г', д', Ь' — множители, обозначающие количества излучениИ, соответствующих цветам В, С, В, или «модули этих цветов». Основными цветами называются взаимно-независимые цвета, которые нельзя получить смешением двух других, т.е.
они не могут 210 сгАСТо 111. Системы цветного телевидения быть связаны уравнениями типа г'Л = д~С+ Ь~В; д'С = г'Я+ Ь В; Ь'В = г Л+ д~С. (10.10) Примером взаимно-независимых цветов являются красный (В), зеленый (с') и синий (В). Необходимо отметить, что для чистых спектральных цветов невозмоисно получить цветового равенства (10.9) ни при каких значениях основных цветов В, С, В. Согласование для этих цветов наступает лишь тогда, когда один из основных цветов переносится на сторону исследуемого цвета. В случае переноса в сторону исследуемого цвета, например красной составляющей, цветовое уравнение принимает следующий вид: 1'Г+ г'Я = д'С+ 6'В (10.11) или (10.12) У'В = -г'В+ д'а+ Ь'В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
