Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20

-к - [(0,833*ср > 0,333уср -0,1б7гср) (и,/100) - 0,333 + + 0,167г] /0,833;

У = ср«2/Ю0; Г= г"срлэ/100.

Компаратор цвета КЦ-2. Компаратор предназначен для измерения координат цвета и цветности прозрачных и непрозрачных образцов в системе МКО при источниках света Л и С, а также для измерения коэффициентов пропускания и отражения образцов и отношений координат цвета.

Определение координат цвета и цветности основано на принципе сравнения цвета измеряемого образца с близким по цвету образцом, для которого координаты цвета известны.

Принцип действия компараторе заключается в измерании световых потоков, отраженных или пропущенных двумя сравниваемыми обрезцами, пропорциональных координатам цвета этих обреэцов и поступающих на один фотоприемник с последующей обработкой результатов измерения с помощью микроЭВМ.

Оптическая схема КЦ-2 приведена на рис. 39.

Излучение лампы I, воспроизводящей стандартный источник света А, собирается конденсором 2, который дает изображение нити лампы в плоскости диафрагмы Р. За линзами конденсора расположены корригирующие светофильтры 3-8. Первые три светофильтра приводят спектральную чувствительность фотоприемника к кривым лгн(Х), у (X), z (X), вторые три кроме приведения чувствительности фотоприемника к кривым хи (X), у (X), z (X) корригируют излучение лампы 1 под стандартный источник С. Сменные диафрагмы 10, 11, 12 служат для регулирования размера светового пятна на измеряемом образце, диаметр которого может составлять 12,18, 25 мм.


Рис. 39. Схема компаратора цвета КЦ-2 82

Пройдя через диафрагмы, световой поток с помощью объектива 13 фокусируется в центре фотометрического шара 16 и попадает на зеркало П, которое направляет его на отражающий образец 18. Отраженньш от этого обрезца световой поток интегрируется в шаре и поступает на фотоприемник 21. Экран 20 в шаре заслоняет фотоприемник от попадания на него пучка света, отраженного от противолежащего образцу участка шара. Для исключения влияния рассеянного света применена светоловушка / 9, устанавливаемая к выходному отверстию шара вместо отражающего образца.

Прозрачные образцы 15 помешают перед шаром, при этом к выходному отверстию шара устанавливают светорессеи-вающую пластинку из стекла МС-20. При измерении прозрачных обрезцов используют экран 14, который устраняет влияние первично рассеянного обреэцом света на фото-приемник.

Светопроводы 22, 24 и шторка 23 образуют вспомогательный оптический канал для получения опорного сигнала.

При измеранин характеристик цвета сначала устанавливают обрезец сравнения, близкий по цвету к измеряемому, и в память ЭВМ компаратора вводят координаты цвета этого образца. Затем нажатием соответствующих клавишей, расположенных на передней панели прибора, задают величины, которые необходимо вычислить. После этого вместо образца сравнения устанавливают измеряемый образец, включают фотометрическое устройство и ЭВМ и значения заданных характеристик цвета измеряемого образца появляются на шкале цифровой индикации.

Осуществляемый микроЭВМ расчет координат цвета выполняется на основе следующих формул:

X = (Лср + 0,47ср - 0,2Гср) Г, - 0,4Лф7а + 0,2*73; У-Усртг; * = zcpr3,

где *cpi Уср< гср " координаты цвета образца сравнения; Ти Т2, Т3 - отношения координат цвета.

Отношения координат цвета рассчитываются по формуле

Г= (и*г-Л)/(Исц*-Л).

где Ыщ, uCpj сигналы на фотоприемнике от измеряемого образца и образца сравнения при каждом из корригирующих светофильтров; Pi - сигнал на фотоприемнике от рассеянного света при каждом на св етофнльтров.



4. АТЛАСЫ ЦВЕТОВ

Атлас цветов представляет собой набор цветовых образцов, расположенных по определенной системе, в котором каждый образец обозначен тремя величинами, характеризующими его цвет.

Атласы цветов появились в то время, когда еще не существовало Международной колориметрической системы и цветоизмерительных приборов, поэтому они выполняли роль визуального цветоиз мерительного инструмента.

Методика характеристики цвета с помощью атласа очень проста. Она состоит в том, что непосредственным визуальным сравнением цвета измеряемого образца с образцами атласа наблюдатель устанавливает ближайший по цвету образец или указывает "вилку" соседних цветов и, используя обозначения цветов в атласе, характеризует измеряемый цвет.

В связи с простотой метода атласы цветов не потеряли своего значения до настоящего времени. Наиболее широкое распространение получили атласы Манселла и Рихтера.

Атлас Манселла состоит из ряда таблиц, .каждая из которых содержит образцы одинакового цветового тона с различной светлотой и насыщенностью. Насыщенность по Ман-селлу характеризует степень отклонения данного цвета от ахроматического, равнозначного ему по светлоте. Выражается насыщенность числом, показывающим количество произвольных по величине визуальных ступеней между хроматическим и ахроматическим цветами, одинаковыми по светлоте. Градации по светлоте и насыщенности в атласе выбраны с таким расчетом, чтобы визуальные различия между расположенными рядом цветами как по светлоте и насыщенности, так и по цветовому тону были одинаковыми.

Атлас Манселла последнего выпуска содержит 100 таблиц. В таблицах всех цветовых тонов слева имеется общая ось - ось ахроматических цветов, на которой находятся цвета разных светлот и "нулевой" насыщенности. В атласе десять ступеней светлоты (нулевая ступень соответствует черному цвету, а десятая - белому). Номера ступеней называются числами Манселла. Каждая ступень имеет определенный коэффициент отражения, равный одной десятой номера ступени в квадрате.

В горизонтальных рядах каждой таблицы справа от ахроматической оси находятся цвета, постоянные по светлоте, но отличающиеся по насыщенности, а в вертикальных рядах - цвета, отличающиеся по светлоте, но одинаковые по насыщенности. Насыщенность представленных в атласе цветов увеличивается через две ступени и изменяется от 0 до 10.

Каждый образец в атласе обозначен тремя символами: первый (буквенный) указывает цветовой тон по Манселлу, второй и третий (цифровые) показывают соответственно ступени светлоты и насыщенности.

Запись показателей измеряемого цвета производится в такой последовательности: номер таблицы, в которой находится данный цвет; цветовой тон; ступень по светлоте; ступень по насыщенности. Например, запись ЗД5/6 означает, что цвет является красным (табл. 3), соответствует 5-й ступени по светлоте и 6-й ступени по насыщенности.

В атласе Рихтера каждый цвет характеризуется цветовым тоном, насыщенностью (5) и степенью темноты (D) по системе DIN.

Степень темноты образцов атласа по DIN определяется логарифмической зависимостью от относительной светлоты ft, равной h = L/L0 , где! - светлота образца, aL0 - светлота образца с оптимальным спектром отражения, имеющего тот же цветовой тон и чистоту, что и образец. Оптимальными спектрами отражения являются такие, для которых характерно скачкообразное изменение спектрального коэффициента отражения от 0 до 100%, причем количество таких переходов в пределах видимой зоны спектра равно двум (рис. 40).

В атласе Рихтера содержится 24 листа с образцами различного цветового тона, причем цветные образцы каждого листа имеют строго постоянный цветовой тон. На листе образцы располагаются от светлых в верхней части до темных в нижней части листа с равным интервалом по степени темноты (D изменяется от 1 до 8). Цвет образцов меняется от близких к ахроматическим в левой части каждого листа до насыщенных в правой части с равным интервалом по насыщенности.

Для каждого образца наряду с обозначениями в системе DIN приведены характеристики х, у, у в системе МКО относительно стандартного источника света С. Кроме того, приведены значения цветового тона и чистоты по системе МКО, а также обозначения по системе Манселла.

В СССР во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева созданы атласы цветов АЦ-450 и АЦ-1000, включающие 450 и 1000 стандарт-

Рис. 40. Два вида оптимальных спектр офотом етр ячеек их кривых (изменение длин воин Л-i и А2 в пределах- 380-780 нм приводит к получению оптимальных спектров для всевозможных цветов)

Лг 78В Л, им




ных образцов цвета. Эти атласы совмещают в себе функции как измерительного средства, так и образцовой цветовой меры.

Как измерительное средство атлас используется для оценки координат цвета тех или иных объектов путем их непосредственного визуального сравнения по цвету с образцами атласа. Как образцовая цветовая мера он применяется вместе с фотоэлектрическим компаратором цвета для точного числового выражения координат цвета испытуемых образцов.

Атлас АЦ-1000 состоит из 39 шкал опорных цветов, расположенных в порядке спектрального чередования цветов от красных к синим до пурпурных, и таблиц-карт. Каждая шкала опорных цветов содержит от четырех до семи образцов, окраска которых получена смешением цветного пигмента с черным или белым пигментом.

В таблицах-картах представлены цвета, иллюстрирующие резличные степени разбеливания и затемнения основных пигментов. Они являются тройными смесями цветных пигментов с белым и черным. Между соседними цветами в атласе соблюдаются приблизительно одинаковые визуальные интервалы.

Атлас снабжен аттестатом, в котором содержатся координаты цвета каждого образца в системе МКО относительно источников света А, В и С.

Глава 6. ИЗМЕРЕНИЕ МАЛЫХ ЦВЕТОВЫХ РАЗЛИЧИЙ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО ЦВЕТОВОГО РАЗЛИЧИЯ

При решении многих научных и практических задач часто возникает необходимость определения степени различия близких по цвету изделий или образцов. Потребность в проведении такого сравнения возникает, например, при оценке степени соответствия цвета продукции эталонному образцу или стандарту. Проведение подобного рода сравнения предполагает определение различия в виде однозначной характеристики, суммирующей различие как по цветности, так и по светлоте. Такая оценка различия между цветами называется общ им цветовым различием.

Каким же образом может быть определена одним числом разница между цветами, являющимися трехмерными величинами?

Основой для определения такого различия является возможность представления цвета определенной точкой в цвето-

вом пространстве. Поскольку каждый цвет может быть представлен соответствующей точкой в трехмерном цветовом пространстве, общее цветовое различие между сравниваемыми цветами может характеризоваться расстоянием между точками, соответствующими этим цветам. Если цвета близки между собой, то и точки этих цветов в пространстве будут располагаться недалеко друг от друга. С увеличением различия между цветами, расстояние между соответствующими им точками будет возрастать. Если при этом установить единицу длины, соответствующую одному порогу цветореэличения, то различие между цветами можно выразить числом порогов цветоразличения, т.е. числом, показывающим количество промежуточных цветов, едва отличающихся друг от друга, которые можно условно расположить между сравниваемыми цветами.

Не каждая колориметрическая система, однако, пригодна для осуществления этого принципа количественного выражения различий между цветами. Для воплощения данного принципа необходима такая система, в которой расстояние между точками для любых циетов прямо пропорционально визуально наблюдаемому различию между ними. Единица длины, соответствующая одному порогу цветоразличения, в такой системе должна быть постоянной для любой области цветового пространства. Система, обладающая такими свойствами, называется равноконтрастной.

Как показали исследования Мак-Адама, цветовое пространство Международной колориметрической системы, основанной на цветах XYZ, не обладает метрическими свойствами и, следовательно, не удовлетворяет данному требованию. Определенные Мак-Адамом минимально видимые глазом различия в цвете для разных зон цветового пространства системы XYZ (т.е. пороги цветоразличения) имели форму эллипсоидов. Размеры и ориентация осей этих эллипсоидов различны для разных точек цветового пространства. Увеличенные.в 10 раз проекции этих эллипсоидов на плоскость цветового графика МКО представлены на рис. 41. Из приведенного рисунка видно, что одинако-

Рнс. 41. Положение эллипсов Мак-Адама на цветовом графике МКО




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20



0.001