Главная - Литература

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


Рис. 6, Изменение спектрального состава и мощности излучения абсолютно черного тела в зависимости от температуры

Рис. 7. Спектральный состав излучения ртутной лампы высокого давления

очень высокий коэффициент поглощения, пучок света, попадающий через отверстие внутрь шара, в результате многократного внутреннего отражения полностью поглотится этой поверхностью. Излучение, испускаемое внутренней поверхностью такого шара, наблюдаемое через небольшое отверстие, будет близким к излучению абсолютно черного тела. Состав излучения абсолютно черного тела не зависит от природы вещества, а определяется только его температурой. Зависимость между спектральным составом и температурой абсолютно черного тела представлена на рис. 6, из которого видно, что с ростом температуры наблюдается увеличение мощности испускаемого излучения, а длина волны, на которую приходится максимальное излучение, смещается в сторону более коротких волн.

Источником дневного света является Солнце, излучение которого за пределами атмосферы очень близко к излучению абсолютно черного тела с температурой 6560 К. Проходя через атмосферу, солнечный свет претерпевает значительные изменения в спектральном составе из-за избирательного поглощения и рассеяния. Свет, освещающий земную поверхность, складывается из прямого солнечного света и света, рассеянного небосводом. Суммарный дневной свет в зависимости от времени года, дня и по годных условий может иметь различные цветовые температуры, промежуточные между прямым солнечным светом и светом небосвода. Свет чистого небосвода является голубым, цветовая температура для него Гс = 10000 . . . 30000 К. Для прямого солнечного света (при отсутствии света небосвода) Тс = 5200 К.

В лампах накаливания светящимся телом является раскаленная нить из вольфрама. Так же как и солнце, лампы нака-

л ив алия имеют непрерывный спектр излучения. Различают несколько видов ламп накаливания: осветительные, фотолампы, кинопроекционные и йодно-кварцевые. Цветовая температура осветительных ламп мощностью 25-100 Вт составляет 2500-2800 К. Фотолампы, кинопроекционные и йодно-кварцевые лампы имеют более высокий световой поток и световую отдачу. Их цветовая температура 3200- 3400 К.

В газоразрядных лампах источником света является газ или пары металлов, которые дают излучение под действием проходящего через них электрического тока. Это излучение используется либо непосредственно (в ртутных и ксеноно-вых лампах), либо для возбуждения свечения люминофора (В люминесцентных лампах).

Ртутно-кварцевые лампы имеют излучение с линейчатым спектром (рис. 7). Несмотря на то, что в видимой части спектра эти лампы испускают только ряд монохроматических излучений желтого, зеленого, сине-фиолетового и фиолетового цвета, суммарное их действие на глаз вызывает ощущение белого света.

В люминесцентных лампах на внутренние стенки стеклянных трубок нанесен слой люминофора. Под действием ультрафиолетового излучения паров ртути (Xj =184,9 нм и Xj = 253,7 нм) люминофор испускает лучи, относящиеся к видимой части спектра. Излучение люминофора имеет непрерывный спектр. В целом спектр излучения люминесцентных ламп смешанный (на непрерывный спектр свечения люминофора накладывается линейчатый спектр видимого излучения ртути).

В связи с разнообразием спектрального состава излучений источников света изменение цвета несамосветящихся тел необходимо проводить при строго стандартных условиях.

В качестве источников света для целей колориметрии МКО рекомендовала в 1931 г. четыре стандартных источника света, названные А, В, С, Е.

Первый источник ~ источник А представляет собой лампу накаливания с вольфрамовой нитью, на которую подается определенное напряжение. Цветовая температура источника А равна 2854 К.

Источники света В и С воспроизводятся путем пропускания излучения от стандартного источника А через жидкие светофильтры, состав и рецептура которых зафиксирована в рекомендациях МКО 1931 г. Их цветовая температура равна соответственно 4800 К и 6500 К, источники света В и С приближенно воспроизводят относительные спектры излучения абсолютно черного тела при этих температурах.

Примерный спектральный состав источников света представлен на рис. 8.



ZS0r


Рис. 8. Спектральный состав излучения стандартных источников света

1Ш Ш Ш Длина $ояны, нм

Источник Е - источник равноинтенсивного излучения (источник идеально белого света), спектральный состав которого характеризуется прямой, параллельной оси абсцисс (на рис. 8 не приводится) . Для этого источника все три координаты цвета в любой системе измерения равны.

Для получения источников света В и С в СССР разработаны более удобные для практики,стеклянные светофильтры, которые к тому же значительно точнее воспроизводят относительное распределение энергии в спектре абсолютночерного тела при температурах4800 и 6500 К. Источники света с такими светофильтрами (ГОСТ 7721-61) в отличие от источников В и С МКО отмечены индексами "1961", т.е. годом выпуска стандарта. Специальными исследованиями было установлено, что замена источников В и С МКО на источники В1961 и C196i приводит к расхождениям при определении координат цветности, не превосходящим единицы во втором знаке после запятой.

Спектральный состав источников В и С близок составу естественного света. Источник света В воспроизводит условия прямого солнечного света, а источник С - естественный свет, идущий от небосвода. Поэтому, если необходимо получить характеристики цвета тел при естественном освещении, применяют источники В к С. Стандартный источник А используется для характеристики цвета тел при искусственном освещении.

В связи с широким применением люмииесцирующих красителей {особенно для повышения белизны текстильных материалов, для рекламы и театральных эффектов) для измерения белизны и цветовых характеристик тел, на которые нанесены такие красители, принят стандартный источник О. Цветовая температура этого источника 6500 К, но в отличне от источника С он имеет излучение в ультрафиолетовой части спектра, близкое по составу к естественному дн ел ному свету. Для воспроизведения источника D применяются кварцевая лампа накаливания, содержащая пары йода, или ртутная лампа, излучения от которых пропускаются через специальные светофильтры.

ГЛ-ава 2. МЕТОДЫ ОБРАЗОВАНИЯ ЦВЕТА JL АДДИТИВНЫЙ МЕТОД

Аддитивным методом образования цвета называется метод, trie котором образование различных цветов происходит врезультате оптического смешения двух или нескольких световых потоков.

Данный метод образования цвета имеет место при одновременном или быстром поочередном проецировании с помощью проекционных аппаратов двух или нескольких цветных лу*й на одну и ту же площадь экрана. Оптическое смешение цветов происходит и при вращении диска с разноцветными секторами с частотой вращения примерно 1800 мин г. Различные цвета при этом сливаются в один, и цвет диска вос-принимается как однотонный. Образование цветов, происходящее вследствие быстрого вращения диска или чередования излучений, относится к временному оптическому смешению. Следует отметить, что при недостаточной скорости вращения диска или недостаточной частоте чередования излучений на экране временного оптического смешения цветов наблюдаться не будет, а будет происходить лишь мелькание цветов.

Аддитивный метод образования цвета наблюдается также при рассматривании с определенной дистанции поверхности, покрытой мелкими цветными точками, штрихами или полосками. Если угловой размер этих деталей находится за пределами разрешающей способности глаза, вместо отдельных цветных элементов наблюдается однотонная поверхность, цвет которой образован смешением исходных цветов. Данный вид смешения цветов называется пространственным оптическим смешением.

, Результирующий цвет, образуемый при оптическом смешении цветов, приближенно удобно определять с помощью цветового крута, представляющего из себя окружность с нанесенными на нее точками, соответствующими следующим основным цветам: красному, оранжевому, желтому, зеленому, голубому, синему, фиолетовому, а также пурпурному цвету (рис. 9). Центр круга соответствует белому цвету. Цветовой круг применим как для случая смешения монохроматических излучений, так и смешения излучении -со сложным спектральным составом.

>Для определения результирующего .цвета при смешении Двух спектральных цветов необходимо" соединить прямой линией точки, соответствующие этим цветам и разделить прямую на две части, пропорциональные яркостям смешиваемых цветов. Полученная на прямой точка будет характеризовать результирующий цвет. Для определения его. цветности из центра круга через данную точку проводится прямая




Рис. 9. Определение результирую- Рис. 10. График зависимости цве щего цвета при оптическом сме- тового тонн дополнительных иэлу-шенин цветов с помощью цве- чений

тового круга

до пересечения с окружностью. По положению точки внутри крута качественно оценивается чистота цвета.

Допустим, что смешиваются красный и зеленый цвета, обозначенные на рис. 9, а точками 1 и 2. При равных яркостях этих цветов точка, характеризующая результирующий цвет (точка 3), будет лежать на середине прямой 1-2. Проведя из центра круга прямую через течку 3, найдем, что результирующий цвет будет желто-оравжевый. Желто-оранжевый цвет может быть получен и из другой пары цветов, а именно из оранжево-красного (точка" 4) и желто-зеленого (точка 5), взятых в равных соотношениях. Результирующий цвет в этом случае будет характеризоваться точкой 6. Несмотря на то что в обоих случаях получается один и тот же по цветовому тону цвет, эти цвета будут отличаться друг от друга по чистоте. Установлено, что чем дальше точка результирующего цвета отстоит от центра крута, тем большую чистоту имеет цвет. Сраннивая между собой местонахождение точек 3 и б, видим, что точка 3 ближе расположена к центру круга (точке белого цвета), из чего следует, что цвет, получающийся при смешении красного и зеленого, имеет меньшую чистоту, чем цвет смеси оранжево-красного и желто-зеленого.

Нетрудно видеть, что, взяв красный и зеленый цвета в различных соотношениях, можно получить из них красно-оранжевые, оранжевые, желтые и желто-зеленые цвета, т.е. все цвета, расположенные на окружности между красным и зеленым. Если смешивать зеленый с синим, будут получаться голубые цвета, а при смешении синего с красным образуются фиолетовые и пурпурные цвета.

Однако не всегда при смешении двух цветов будут получаться хроматические цвета. Оптическое смешение определенных пар цветов, называемых дополнительными, приводит к получению ахроматических цветов. Так, при смешении

красного и голубого при соотношении их яркостей 1 :1 точка результирующего цвета оказывается в центре круга, из чего следует, что получающийся цвет будет ахроматическим. Ахроматические цвета получаются и при смешении в определенных соотношениях многих других пар цветов, например оранжевого и синего, желтого и фиолетового. Бели необходимые соотношения яркостей не соблюдаются, при смешении дополнительных цветов получается хроматический цвет, являющийся смесью ахроматического и того хроматического, который взят в избытке. Следует отметить, что, поскольку цветовой круг является простейшей графической формой, иллюстрирующей закономерности оптического смешения цветов, указанные пары дополнительных цветов следует принимать как приближенные. Это относится и к соотношениям- яркостей цветов, при которых они образуют ахроматические цвета.

Точные значения цветового тона дополнительных цветов можно определить по кривой, представленной на рис. 10. Рассматривая кривую, мы убеждаемся, что для цветов с X от 493 до 567 нм, т.е. для цветов от синего до желто-зеленого, длин волн дополнительных цветов нет. Так получается потому, что дополнительными к этим цветам являются пурпурные, не имеющие соответствующих монохроматических в спектре. Следует подчеркнуть, что приведенная зависимость распространяется как на монохроматические, так и на сложные излучения.

Точное значение цветового тона дополнительных пар цветов может быть найдено и с помощью цветового графика МКО, принцип построения и применения которого будет рассмотрен в гл. 3. Используя этот график, можно рассчитать и количественные соотношения яркостей дополнительных цветов, при которых получаются ахроматические цвета.

Из рассмотренного материала вытекают следующие основные положения, характерные для оптического смешения цветов.

1. Каждому хроматическому цвету соответствует другой хроматический, который при смешении с ним в определенной пропорции дает ахроматический цвет. Такие два цвета называются дополнительны ми.

2. При смешении дополнительных цветов не в той пропорции, которая необходима для получения ахроматического Цвета, получается хроматический цвет того же цветового тона, что и цвет, взятый в избыточном количестве.

3. При смешении кедополиительных цветов получаются Цвета, промежуточные по цветовому тону между смешиваемыми. При этом чем ближе смешиваемые цвета друг к другу по цветовому тону, тем выше чистота образующегося Цвета.



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



0.0008