Метамерия

Координаты цвета однозначно характеризуют цвет, т.е. человек не ощущает разницы в цветах, имеющих одинаковые координаты. Однако равные координаты цвета вовсе не означают одинакового спектрального состава. Метамерными называют цвета, характеризующиеся разными спектрами отражения при одинаковых координатах цвета.

Различают четыре вида метамерии:

1) метамерия освещения;

2) метамерия наблюдателя;

3) метамерия поля зрения;

4) геометрическая метамерия.

Наиболее важной из них является метамерия освещения. Метамерные образцы, одинаковые по цвету в свете одного источника, различаются в свете другого.

Для характеристики метамерии используется полное цветовое различие (ΔE), рассчитанное для исследуемого образца при его освещении источником света D₆₅ и A или F11.

Существование метамерии наблюдателей является следствием индивидуальных вариаций цветового зрения. При смещении максимума чувствительности глаза от зависимости чувствительности среднего наблюдателя в ту или другую сторону изменяется субъективное восприятие цвета. В случае метамерии поля зрения при уменьшении поля зрения или апертурного угла исчезает различие метамерных образцов, которое регистрируется при достаточной площади наблюдения.

Геометрическая метамерия возникает при изменении угла наблюдения или освещения, особенно для покрытий с металлическим или перламутровым эффектом. На этом явлении основано создание покрытий «хамелеон» с использованием гониохроматических пигментов.

В основном для высокометамерных пар различия между спектрами отражения велики. Различия в разных частях видимого спектра неодинаковы, области длин волн вблизи 400 и 700 нм менее важны, чем область вблизи 550 нм, к которой человеческий глаз высокочувствителен.

В производстве пигментированных лакокрасочных материалов метамерия имеет огромное значение, так как зачастую выполняется подгонка образца с использованием имеющегося набора пигментов и красителей.

Колористическая система CIEL*a*b*

В цветовом пространстве МКО 1976 каждому цвету соответствует точка, положение которой определяется тремя независимыми координатами: светлотой - L* и двумя хроматическими координатами - а* и b*, связанными с координатами цвета Х, У, Z.

Надстрочная звездочка у координат L*,a*,b* обозначает, что эти величины вычисляются по координатам X, Y, Z, приведенным к координатам идеального рассеивателя для избранного источника освещения.

Хорошо сбалансированная структура цветового пространства L*a*b* основана на той теории, что цвет не может быть одновременно зеленым и красным или желтым и синим. Следовательно, для описания красно-зеленого и желто-синего атрибутов можно воспользоваться одними и теми же значениями. Когда цвет представляется в пространстве CIEL*a*b*, величина L* обозначает яркость (luminosity), a* - величину красно-зеленой составляющей, b* - величину желто-синей составляющей.

Система CIEL*a*b*, являясь равноконтрастной, позволяет характеризовать полные цветовые различия, а также различия по светлоте, чистоте цвета и цветовому тону, более близко к визуальному наблюдению.

Равноконтрастные колориметрические системы— это системы, в которых при векторном изображении цветов в пространстве цветовые различия, воспринимаемые глазом, пропорциональны эвклидову расстоянию между соответствующими точками пространства.

В настоящее время цветовое пространство CIEL*a*b* (CIE-76) служит международным стандартом работы с цветом. Основное преимущество пространства - независимость как от устройств воспроизведения цвета, так и от устройств ввода и вывода информации. Это несомненно является важным фактором в лакокрасочной и полиграфической промышленности, так как дает возможность оценивать цветовые различия не только единичных цветов, но и цветов произвольной яркости [2-5,8].

На рисунке 25 представлено цветовое пространство системы С1ЕL*а*b*.

Рисунок – Цветовое пространство С1ЕL*а*в* (по изображению X-Rite, Incorporated)

Координаты L^*, a^*, b ^* рассчитывают по следующим формулам [8]:

L^* = 116 (Y/Y_n) ^1/3 - 16 для Y/Y_n > 0,008856

L^* = 903,3 (Y/Y_n) для Y/Y_n ≤ 0,008856

а^* = 500 [f (X/X_n) - f (Y/Y_n)]

b^* = 200 [f (Y/Y_n) - f (Z/Z_n)]

где f (X/X_n) = (Х/Х_n) ^1/3 для X/X_n > 0,008856

f (X/X_n) = 7,787 (X/X_n) + 16/116 для X/X_n ≤ 0,008856

f (Y/Y_n) = (Y/Y_n) ^1/3 для Y/Y_n > 0,008856

f (Y/Y_n) = 7,787 (Y/Y_n) + 16/116 для Y/Y_n ≤ 0,008856

f (Z/Z_n) = (Z/Z_n) ^1/3 для Z/Z_n > 0,008856

f (Z/Z_n) = 7,787 (Z/Z_n) + 16/116 для Z/Z_n ≤ 0,008856

X _n, Y _n, Z _n - координаты цвета идеального рассеивателя для выбранного стандартного источника освещения (таблица);

f - знак функции.

Таблица 6 - Координаты цвета идеального рассеивателя при разных стандартных источниках освещения в системе МКО 1964 г. и МКО 1931 г. (Y=100) [8]

Координаты	Стандартный источник освещения
	А	С	D65	F11
X n (100 - наблюдатель) Z n (100 - наблюдатель) X n (20 - наблюдатель) Z n (20 - наблюдатель)	111,144 35,200 109,832 35,547	97,296 116,137 98,048 118,106	94,811 107,304 95,020 108,828	108,866 65,837

*Рекомендуется использовать 10⁰ наблюдателя во всех случаях, когда необходима более точная корреляция с результатами визуального сравнения полей, больших, чем 4⁰.

CIE L^*a^*b^* позволила отдельно оперировать такими характеристиками как: цвет, яркость, цветовой тон, насыщенность.

Иногда удобно выражать цвет не прямоугольными координатами L^*, a^* и b^*, а координатой L^* и полярными координатами чистоты цвета и цветового тона. По МКО 1976 г. их можно рассчитать используя координаты L^*, a^*, b^*:

1) светлота - L^*,

2) насыщенность

С^*_ab = (a^*2 + b^*2) ^½,

3) цветовой тон характеризуется углом между осью абсцисс и радиусом, соединяющим точку 0 с точкой, характеризующей цветность образца, и выражается в градусах от 0 до 360:

h _ab = arctg (b^*/a^*).

Таким образом, цвет можно характеризовать пятью способами, используя в любом случае для его характеристики три величины [2-5,8]:

1) координаты цвета X, Y, Z;

2) координаты цветности х и у в совокупности с координатой цвета Y;

3) цветовой тон , чистоту цвета р и яркость Y.

4) координаты L^*, a^* и b^*;

5) яркость L^*, насыщенность С и цветовой тон h.