|
Читайте также: |
Мета роботи: ознайомитись з методом кількісної оцінки кольорових відмінностей.
Теоретичні відомості
Для того, щоб спостерігач зміг помітити різницю в колірності рівнояскравих випромінювань, ця різниця повинна бути більшою за певне значення. Найменша зміна колірності випромінювань, яка при однаковій яскравості візуально помітна, називається порогом розрізнення кольорів або кольоровим порогом. На графіку колірності поріг розрізнення кольорів визначається найменшою відстанню між точками, при якій колірності двох кольорів можна візуально розрізнити. Найменше число порогів між двома колірностями визначає їх кольоровий контраст.
Вперше пороги розрізнення кольорів були визначені Джаддом, який знайшов їх розміщення на діаграмі ХУZ. На рис. 1 показана отримана ним діаграма. З неї видно, що пороги розрізнення кольорів розподілені по графіку нерівномірно, в його синьо-фіолетовій зоні дві близько розміщені точки відображають кольори, які порівняно сильно розрізняються візуально.
З рис. 1 видно, що кольоровий поріг залежить не тільки від місця розташування кольорів на графіку, але і від напрямку зміни колірності. Наприклад, у зеленій зоні поріг сильно зростає із зміною координати у, а в червоній (нижній правий кут) - навпаки, із зміною координати х. Діаграма, на якій пороги представлені відрізками різної довжини, називається нерівноконтрастною. Колориметрична система, яка використовує таку діаграму, теж називається нерівноконтрастною. Отже, системи RGB і XYZ
 |
Нерівноконтрастний графік дає неповну інформацію про кольори, тому, що не показує безпосередньо наскільки один колір відрізняється від іншого. Звичайно, можна було б знайти масштаби для різних ділянок графіка і напрямків колірності, але врахування цих факторів було б настільки складним, що не мало б реальної цінності.
Графік, який показує не лише колірність кольорів, але і дає наочне уявлення про розрізнення кольорів і є рівномасштабний за відношенням до кольорових порогів, може бути отриманий шляхом проекційних перетворень нерівноконтрастного графіка.
Слід згадати, що кольоровий графік має такі властивості:
1) положення точки на ньому визначає колірність даного кольору;
2) пряма, яка з'єднує "білу точку" з локусом є геометричним місцем точок, які мають постійний кольоровий тон (точка локусу) і змінну насиченість (відстань до "білої точки");
3) на прямій, що з'єднує точки двох колірностей, лежать колірності кольорів, які одержуються при їх змішуванні.
Всі ці властивості зберігаються при проекційних перетвореннях кольорового графіка.
Розрахунок дає наступний перехід від координат х, у проекційно перетвореного графіка ХУZ до звичайних прямокутних координат колірності u, v:
u = 4x/(-2x + 12y +3); v = 6y/(-2x + 12y + 3). (1)
Третя координата колірності позначається буквою v. Базуючись на поданих вище принципах, була розроблена колориметрична система UVW, прийнята МОК. Порогові фігури, що утворилися із еліпсів на графіку UVW, близькі до кілець і мають майже однакові "діаметри". Це свідчить про те, що масштаб відрізка, яким визначається контраст кольорів, приблизно однаковий по всій площі графіка. Таким чином, колориметрична система UVW, належить до числа рівноконтрастних. Отже, відстань між будь-якими двома точками колірності на графіку є мірою кольорового контрасту, що виражається числом порогів DЕ. Якщо приріст координат кольору F2 відносно кольору F1, складає Du і Dv, то
(ΔE)2 = (Δu)2 + (Δv)2, ΔE = 
.
Або, якщо координати колірності F1(u1 v1) і F2 (u2 v2), а Δu = u2 – u1;;
Δv = v2 – v1,то ΔE = 
. (2)
Знаючи координати колірності двох точок кольорового графіка ХУZ, можна розрахувати число порогів між ними, для цього необхідно за формулами (1) перерахувати координати ху в uv для обох точок, а потім за формулою (2) визначити число порогів.
Різниця колірностей, що дорівнює одному порогові, має місце лише в спеціальних умовах спостереження (оптимальна освітленість і кут зору), коли кольорова чутливість ока максимальна. Вважається, що при звичайних умовах спостереження, кольорові поля візуально розрізняються, коли число порогів між ними дорівнює чотирьом одиницям або приблизно до цього значення.
Методика і прилади
Величини розрізнення кольорів визначаються на компараторі ФКЦШ-М як співвідношення координат кольору дослідного зразка до координат кольору зразка порівняння. Якщо координати кольору зразка порівняння відомі, то за визначеними співвідношеннями можна вирахувати координати кольору дослідного зразка.
За основу роботи приладу прийнято нульовий метод компенсації світлових потоків.
Вимірювання проводиться з методикою послідовного співставлення дослідного зразка і зразка порівняння з третім допоміжним зразком, близьким за кольором до перших двох. Якщо світлові потоки в обох гілках приладу рівні, то фотоструми, які виникають, взаємно компенсуються і мікроамперметр показує нульове значення. При нерівності світлових потоків, стрілка мікроамперметра відхиляється і вимірювання різниці кольорів зводиться до того, що за допомогою однієї із діафрагм відновлюють порушену рівновагу. За співвідношенням відрахунків на вимірювальній шкалі, що пропорційні площинам відкритої діафрагми, визначається співвідношення світлових потоків, тобто співвідношення координат кольору зразків, які порівнюються.
Для того, щоб результат вимірювання відповідав візуальній різниці кольорів між зразками, криві спектральної чутливості фотоелементів наведені за допомогою корегуючих світлофільтрів до функцій складання кольорів 
. Дві з них 
є функціями міжнародної системи 1931 р., а функція 
відрізняється від міжнародної функції 
тим, що замість двох має один максимум і тому значно зручніша для відтворення в приладі.
Відношення координат кольору визначається відношенням світлових потоків, відбитих зразками, що порівнюються.
 |
Рис. 2. Оптична схема приладу ФКЦШ-М
Оптична схема приладу (рис.2) двохпроменева. Світловий потік від джерела світла 1 розділяється призмою 10 на два і за допомогою дзеркал 12 направляється в ліве та праве кюветні відділення. Джерело світла розміщене у фокусі лінзи 9, тому в правій частині приладу через кювету 14 і вимірювальну діафрагму іде паралельний пучок світла. Лінза 17 проектує зображення нитки джерела світла в площину відбиваючого зразка. В лівій частині оптичної схеми лінза 11 проектує зображення нитки джерела в площину компенсаційної діафрагми. Лінза 19 проектує світловий діаметр конденсора 11 на відбиваючий зразок у вигляді рівномірно освітленої плями. Дзеркала 18 і 20 повертають світлові потоки вниз на відбиваючі зразки.
Відбите від зразків світло інтегрується фотометричними кулями і потрапляє на фотоелементи 15.
На шляху світлового пучка, до розділення його на дві частини, стоять корегуючі світлофільтри 3, 4, 5, 6, 7, 8. Захисні стекла 2, 13, 16 запобігають запорошенню елементів приладу.
Порядок вимірювання відбиваючих зразків:
1) ввести світлофільтр №1 (оранжевий для джерела А);
2) на лівий предметний столик розмістити зразок порівняння;
3) на правий предметний столик розмістити допоміжний зразок, близький за кольором до зразка порівняння;
4) встановити вимірюючу діафрагму на відлік 100 по правій шкалі;
5) відкрити фотоелементи, для цього ручку шторки встановити в положення "відкр.";
6) обертанням лівого барабана привести стрілку мікроамперметра в нульове положення;
7) перекрити фотоелементи шторкою;
8) покласти на місце зразка порівняння зразок, який вимірюють;
9) відкрити шторку перед фотоелементом;
10) обертанням правого барабана встановити стрілку мікроамперметра на нуль;
11) зняти відрахунок n1 по правій шкалі.
Аналогічно проводять заміри із світлофільтрами №2 (зелений для А) і №3 (синій для А). В результаті замірів отримують значення n2 і n3.
Порядок вимірювання прозорих зразків:
1) Увести світлофільтр №1;
2) на предметний столик помістити білі пластинки із комплекту приладу;
3) в праве кюветне відділення в спеціальному тримачі прозорих зразків із комплекту приладу розмістити досліднийзразок ізразок порівняння;
4) в ліве кюветне відділення, також у тримачі прозорих зразків, розмістити допоміжний зразок, близький за кольором до дослідного зразка і зразка порівняння;
5) встановити ліву діафрагму на відлік 100 по лівій шкалі;
6) відкрити фотоелементи, для цього шторку встановити в положення "відкр.";
7) обертаючи лівий барабан, приводимо стрілку мікроамперметра в нульове положення;
8) перекрити фотоелемент шторкою;
9) в правому кюветному відділенні обертом рукоятки, що переміщає зразки, ввести в зону світлового пучка, замість зразка порівняння дослідний зразок;
10) відкрити фотоелементи;
11) повертанням вимірювального барабана вивести стрілку мікроамперметра на нуль;
12) зняти відлік по лівій шкалі. Вимірювання з світлофільтрами №2 і №З проводяться аналогічно, в результаті замірів одержують відрахунки n1, n2 і n3.
Заміри величин розрізнення кольорів для джерела С проводять аналогічно і отримують значення n4, n5 і n6.
Визначення величин розрізнення кольорів зразків.
У результаті вимірювання величин розрізнення кольорів дослідного зразка і зразка порівняння, отримуємо відліки n1, n2 і n3, які є відношенням координат кольору цих зразків, а саме: n1 = x1΄/x2΄; n2 = y1΄/y2΄; n3 = z1΄/z2΄.
Звідси, знаючи координати кольору зразка порівняння х2', у2', z2', можна вирахувати координати кольору дослідного зразка x1`, y1`, z1` за формулами:
; 
;
. (3)
Порядок виконання роботи.
1. Після співбесіди з викладачем, отримати три зразки: дослідний, порівняння і допоміжний.
2. За описаною вище методикою на фотоелектричному компаторі кольору ФКЦШ-М отримати значення n1, n2 і n3.
3. За формулами (3) знайти координати колірності порівняльних зразків та дослідного.
4. За формулами (1) розрахувати координати колірності u, v цих зразків у рівноконтрастній системі.
5. За формулою (2) визначити колірний контраст між дослідним і зразком порівнювання.
Зміст звіту.
1.Описати завдання та хід виконання роботи. Схеми приладів та дослідів.
2. Подати результати вимірювань, їх обговорення та висновки.
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 106 | Нарушение авторских прав