Главная - Литература

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

т, - а2х + b2y * c2z\

(3.55)

где й], ftj, сь а2, Ь2, с2> а3. э, с3 - постоянные коэффициенты, зависящие от выбранного стандартного источника света.

Значения этих коэффициентов приведены в табл. 3.

Определение характеристик результирующего цвета по известным значениям координат цвета красящих веществ (одноцветных составляющих), участвующих в субтрактив-ном синтезе, производится следующим образом. По формулам (3.55) для каждого красящего вещества рассчитывают зональные коэффициенты пропускания с учетом выбранного стандартного источника света. Затем по формулам (3.56)

определяют результирующие зональные коэффициенты тср,

тс ;

Подставляя в формулы (3.53) вместо тс. г3, гк соответствующие значения гср, т3р, т£, рассчитывают три координаты цвета. При необходимости определения цветового тона и чистоты результирующего цвета эти величины определяются на основе полученных значений координат цвета по методике, описанной нас. 47-49.

Таблица 3

Коэффи-

Стандартный источник света

циент

0,2051 -0,3085 1,1034 -1,5947 2,386 0,2088 1,6861 -0,3911 -0.2951

!),,354 2 -0,5787 3,3438 -1,7874 2,9008 0,1757 1,3394 -0,3943 -0,1262

0,192-) 0,2977 1 2976

-1,5505 2,3846 0,178 1,7168 0,4551

-fl,2884

0,1539 -0,2331 0,9154 -1,4958 2,2532 0,1808 1,9034 -0.4831 -0,3245

Вследствие того, что вывод формул (3.53) и (3.55) базируется на замене сложной зависимости коэффициента пропускания от длины волны тремя зональными коэффициентами, использование данного метода определения характеристик результирующего цвета дает ориентировочные результаты. Наиболее высокая точность расчета этим методом достигается в том случае, когда цвета, участвующие в синтезе, имеют кривые с плавным характером изменения коэффициента пропускания.

Глава 4. ВОСПРИЯТИЕ ЦВЕТА 1. ГЛАЗ КАК ОРГАН ВОСПРИЯТИЯ ЦВЕТА

Основной частью глаза является глазное яблоко. Оно состоит из стекловидного тела, хрусталика и нескольких оболочек (рис. 26). Наружная оболочка, называемая белковой, или склерой, сохраняет форму глаза и предохраняет его от внешних повреждений. Она имеет белый цвет и почти непрозрачна. В передней части глаза белковая оболочка переходит в прозрачную, более выпуклую роговую оболочку. За склерой расположена сосудистая оболочка, состоящая из сети кровеносных сосудов, обеспечивающих питание глаза. Впереди сосудистая оболочка утолщается и переходит в ресничное тело и радужную оболочку. В радужной оболочке находятся пигментные клетки, придающие ей определенный цвет. В центре радужной оболочки имеется отверстие - зрачок. Радужная оболочка выполняет роль диафрагмы, регулирующей подачу света в глаз. В зависимости от интенсивности освещения размер зрачка из-за растяжения или сжатия радужной оболочки изменяется: при сильном освещении зрачок сужается, при слабом - расширяется. За радужной оболочкой расположен хрусталик, представляющий собой прозрачное тело, заключенное в прозрачную ооолочку. Посредством особых связок он прикреплен к ресничному телу. Хрусталик - своеобразная двояковыпуклая линза, выполняющая

Рнс. 26. Схема строения глаза человека :

а - стекловидное тело; б - ресничное тело; в - хрусталик; г - роговея оболочка; д - радужная оболочка; е - белковая оболочка; Ж - сосудистая оболочка; 3 - желтое пятно; и - зрительный нерв; К - слепое пятно; Л - сетчатая оболочка




роль объектива. С его помощью на светочувствительной поверхности глаза получается четкое изображение рассматриваемого предмета. В ресничном теле находятся мышцы, ослабление и натяжение которых вызывает изменение выпуклости хрусталика: при рассматривании удаленных предметов хрусталик становится более плоским а при рассматривании близких предметов приобретает большую выпуклость.

Свойство глаза приспосабливаться к резкому видению различно удаленных предметов называется аккомодацией.

Все пространство внутри глаза заполнено студенистым прозрачным веществом - стекловидным телом. Вокруг него расположена сетчатая оболочка, в которой находятся окончания зрительного нерва, соединяющего глаз с центральной нервной системой. Эти окончания, являющиеся светочувствительными элементами, реагирующими на попадающие в глаз световые лучи, имеют различную форму: одни из них более удлиненные и тонкие, другие более короткие и толстые. Первый вид нервных окончаний носит название палочек, второй - колбочек. Длина палочек примерно 0,06 мм, а диаметр 0,002 мм. Длина колбочек 0,035 мм, а диаметр 0,006-0,007 мм. Колбочек в сетчатке глаза 6-7 млн., палочек 100-130 млн.

Распределены светочувствительные элементы по сетчатке глаза неравномерно. Колбочки преимущественно расположены в центральной части сетчатки, а к периферии их число резко уменьшается. Плотность расположения палочек, напротив, увеличивается от центра сетчатки к периферии. Несколько выше центра сетчатой оболочки находится участок (желтое пятно), заполненный преимущественно колбочками. В середине желтого пятна имеется небольшое углубление, называемое центральной ямкой, где сосредоточены только колбочки, причем наиболее мелкие. Желтое пятно, особенно центральная ямка, являются участком сетчатки, обеспечивающим наиболее отчетливое резкое зрение. На желтое пятно попадают изображения предметов, видимых под углом 6-7°.

Оптическая сила светопреломляющей системы глаза составляет 60-65 диоптрий. Около 70% оптической силы дает преломление света на поверхности роговой оболочки, остальное приходится на долю хрусталика. С возрастом в результате потери влаги эластичность хрусталика уменьшается и он становится более плоским.

В том месте, где в глаз входит зрительный нерв, нет ни палочек, ни колбочек. Это место сетчатки называется слепым пятном, им глаз не видит. Диаметр Слепого пятна около 1,8 мм.

Светочувствительность палочек и колбочек обусловлена наличием в них веществ, разлагающихся под действием световых лучей. В результате распада этих веществ возникает электрический импульс, который передается по зрительному нерву в головной мозг. Реакции распада светочувствительных веществ обратимы. После возникновения электрического импульса эти вещества восстанавливают свою первоначальную чувствительность к свету. Энергию для восстановления дают продукты, которые поступают в глаз через разветвленную сеть мельчайших кровеносных сосудов.

2. ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ ТЕОРИЯ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Согласно трехкомпонентной теории цветового зрения восприятие цвета человеком обусловлено наличием в сетчатке глаза трех видов колбочек: красно-, зелено- и синечувстви-тельных.

Каждый вид колбочек реагирует на лучи довольно широкого диапазона длин волн, но преимущественно они чувствительны к лучам определенных зон спектра. Красночувст-вительные колбочки наиболее сильно реагируют на излучения с длинами волн 500-650 нм, зеленочувствительные и синечувствительные - на излучения с длинами волн соответственно 500-600 и 400-500 нм.

Избирательная чувствительность колбочек обусловлена наличием в них различающихся по спектральной чувствительности веществ. При попадании на них световых лучей светочувствительные вещества подвергаются фотодеструкции, которая вызывает электрический импульс, передаваемый в головной мозг. В зависимости от соотношения импульсов, идущих от трех видов колбочек, создается ощущение того или иного цвета. При трех равных импульсах возникает ощущение ахроматических цветов, причем яркость цвета увеличивается с ростом силы импульса. Неравное возбуждение трех видов колбочек вызывает ощущение хроматических цветов. При изолированном возбуждении каждого вида колбочек возникает ощущение насыщенных цветов, соответственно красного, зеленого, синего. Величина возбуждения светочувствительных элементов глаза под действием монохроматических излучений характеризуется кривыми основных возбуждений (кривыми спектральной чувствительности приемников глаза), представленными на рис. 27.

По этим кривым видно, например, что при воздействии монохроматического излучения с длиной волны 600 нм, зеленоощущающие элементы возбуждаются примерно в два раза слабее, чем красноощущающие, а синеощущающие при этом не возбуждаются. Площади, ограниченные каждой кривой и горизонтальной осью, равны между собой, поэтому




Рис. 27. Кривые спектральной чувствительности приемников глаза (кривые основных возбуждений)

когда на глаз действует пучок белого снега, происходит одинаковое возбуждение всех

600 780 трех видов колбочек. Длина водны, л* Колбочковый аппарат глаза работает при значительном уровне освещения. При слабом сумеречном и ночном освещении колбочки не реагируют, а действуют одни палочки, обладающие высокой чувствительностью к световым лучам. При дневных уровнях яркости палочки "ослеплены" и не функционируют.

В отличие от колбочек палочки не различаются по чувствительности к монохроматическим лучам, поэтому при их возбуждении возникает ощущение только ахроматических цветов. Вследствие этого в сумерках мы различаем предметы только по светлоте. Лиц с нормальным цветовым зрением называют трихроматами. Однако имеется значительный процент лиц (около 8% мужчин и 0,5% женщин) с неправильным цветоощущением. Их называют цветнослепыми, или цветоаномалами (иногда дальтониками). Цветоано-малы могут быть дихроматами и монохроматами. Цветное зрение дихроматов двухмерно, т.е. их колбочковый аппарат реагирует только на излучения двух зон спектра. Среди дихроматов различают протанопов (краснослепых), девте-ранопов (зеленослепых), тританопов (синеслепых). Палитра цветов, ощущаемых дихроматами, значительно беднее, чем у трихроматов. Монохроматы имеют одномерное цветовое зрение и все хроматические цвета воспринимают черно-белыми.

у протанопов спектральная чувствительность красноощу-щающих элементов сдвинута в коротковолновую часть спектра и совпадает со спектральной чувствительностью зеленоощущающих элементов. Вследствие этого в спектре при длине волны около 490 нм они видят ахроматическую зону, светло-красные цвета путают с темно-зелеными, а пурпурные и фиолетовые - с синими.

Аномалия цветового зрения девтеранопов обусловлена неправильной спектральной чувствительностью зеленоощущающих элементов. Кривая чувствительности этих элементов у них совпадает с кривой красноошущающих колбочек. Наиболее светлые цвета в спектре для девтеранопов не желто-зеленые, а оранжевые. В спектре при длине волны около 500 нм они видят ахроматическую зону, путают светло-зеленые цвета с темно-красными, фиолетовые с голубыми

и пурпурные с серыми. Краснослепые и зеленослепые не различают ни красных, ни зеленых цветов, а видят вместо них желтые цвета. Для синеслепых спектр укорочен с фиолетового конца и в спектре они видят две серые зоны: в области желтых и в области синих цветов. Эти люди путают желтовато-зеленые цвета с синевато-зелеными и пурпурные с оранжево-красными.

3. ЦВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ГЛАЗА

Нормальный глаз способен различать множество всевозможных цветов, отмечая их различие по цветовому тону, чистоте, светлоте или яркости.

Чувствительность глаза к изменению цветового тона для спектральных цветов характеризуется кривой рис. 28, на котором по оси ординат отложены значения порога цвето-различения по цветовому тону. Данная величина представляет иэ себя минимальное различие по цветовому тону, воспринимаемое глазом. Из рис. 28 видно, что наибольшая величина порога цветоразличения характерна для крайних цветов спектра. Минимальное значение ДХ лежит в области около 500 нм и 590 нм. В этих частях спектра глаз замечает различие по цвету между излучениями, отличающимися примерно на 1 нм. Для излучений диапазона 430-650 нм порог цвето-азличения составляет примерно 2-3 нм. После длины волны 50 нм кривая круто поднимается вверх и при длине волны 700 нм уходит в бесконечность. Это означает, что все лучи, для которых длина волны превосходит 700 нм, совершенно неразличимы по цвету, представляясь глазу одинаково красными.

Для всего спектра число различающихся по цветовому тону цветов ориентировочно равно 130. Примерное число видимых глазом различных по цветовому тону пурпурных цветов равно 20.

Чувствительность глаза к изменению чистоты цвета представлена на рис. 29. По вертикальной оси на рисунке отложено количество порогов по насыщенности, различаемых глазом при разбавлении спектральных излучений пучком белого света до ахроматического цвета без изменения первоначальной яркости излучений. Как видно из рис. 29, наибольшее число порогов (18-20 порогов) характерно для излучений коротко- и длинноволновой части спектра, т.е. при рассматривании синих, голубых, зеленых и красных цветов глаз замечает разницу по чистоте примерно в 5-6% (100/20 = 5). Для излучений желтого цвета (X - 560 . . . 590 нм) число порогов цветоразличения составляет примерно 7, т.е. минимально видимая разница между цветами по чистоте составляет около 16%.



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



0.001