2015-02-27
916
Ощущение цвета есть результат субъективного восприятия зрительным аппаратом объективно существующих световых излучений. Воздействующее на глаз излучение определенного спектрального состава дает ощущение одного присущего ему цвета. Известный спектральный состав и интенсивность излучения полностью определяют его цвет. Количество различимых глазом цветов очень велико и требует их классификации и символического обозначения. Цветовая система, позволяющая дать наиболее полное численное описание цвета, была создана на основе теоретических и экспериментальных работ, осветивших природу цветного зрения и положивших в основу построения науки об измерении цвета - колориметрии - понятие о трехмерном цветовом пространстве. Физиологические основы цветового зрения базируются на трехкомпонентной теории, согласно которой мы допускаем существование в нашем зрительном анализаторе трех видов аппаратов, каждый из которых чувствителен к определенному участку видимого спектра – коротковолновому, средневолновому, длинноволновому.
Изолированное возбуждение одного из этих аппаратов дает ощущение одного из трех насыщенных цветов - синего, зеленого, красного. Обычно воздействующее излучение содержит весь спектр видимого диапазона длин волн, но с разной спектральной интенсивностью. Это приводит к раздражению не одного, а двух или трех световоспринимающих аппаратов одновременно. Различное соотношение возбуждения световоспринимающих аппаратов вызывает ощущение цвета. Теория эта хорошо согласуется с законами смешения цветов, которые косвенно ее подтверждают. В телевидении используется локальное, пространственное и бинокулярное смешение цветов. Локальное смешение может быть одновременным (оптическим), когда на одну поверхность проектируется два или несколько излучений, вызывающих каждый в отдельности ощущение разных цветов, и последовательным, когда аналогичные излучения воздействуют на глаз последовательно одно за другим. При быстрой смене излучений в глазу возникает ощущение единого результирующего цвета.
При пространственном смешении участки, окрашиваемые смешиваемыми цветами, имеют достаточно маленькие размеры, и глаз воспринимает их как единое целое. Примером этому могут служить мелкие цветные штрихи, мозаика и др. Бинокулярным смешением называют смешение двух или нескольких цветов путем раздельного раздражения левого и правого глаз разными цветами, в результате чего возникает ощущение нового цвета.
Основной закон смешения утверждает, что любой цвет может быть выражен с помощью трех основных цветов
f'F = r'R + g'G + b'B,
(8.1)
здесь f 'F - излучение произвольного спектрального состава, единица которого обозначена через F, а количество единиц - через f ', R, G, B -единичные цвета выбранных излучений, соответствующих красному (R), зеленому (G) и синему (В) цветам; r', g', b' - множители излучений, указывающие, в каких количествах смешиваются излучения, соответствующие единице цветов R, G, B.
Для измерения цвета в качестве основных (единичных) цветов R, G, B были выбраны монохроматические излучения с длинами волн:
l = 700 нм; l = 546 нм; l = 435 нм.
Из уравнения (8.1) следует, что цвет является величиной трехмерной, а следовательно, характеризуется тремя параметрами, например, светлотой, цветовым тоном и насыщенностью. Светлота определяется количественной характеристикой цвета – его яркостью, а цветовой тон и насыщенность – качественной характеристикой цвета - цветностью. Под цветовым тоном понимают характерное свойство цвета, позволяющее обозначить его как красный, зеленый, синий и т.д. Насыщенность цвета определяется степенью его разбавленности белым. Насыщенность максимальна для чистых спектральных цветов и равна 0 для белого цвета.
Перечисленные параметры являются субъективными, так как не могут быть подвержены объективному измерению. Однако им соответствуют физические параметры излучения – яркость L, доминирующая (преобладающая) длина волны l и чистота цвета р. Субъективные и физические параметры связаны между собой, так как увеличение яркости приводит к увеличению светлоты, изменение доминирующей длины волны – к изменению цветового тона, а возрастание чистоты цвета – к увеличению насыщенности.
