Реферат Метамеризм понятие, виды
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Оглавление
Введение…………………………………………………………………………..2
1 Явление цвета и механизм цветового зрения...…………………………….....3
1.1 Феномен цвета………………………….……………………………….......3
1.2 Феномен цветового зрения...……………………………………………….4
2 Метамеризма как феномен человеческого зрения………..…………………..6
2.1 Понятие явления метамеризма.……………………………….....................6
2.2 Виды метамеризма………………………...................................................10
2.3 Степень и индекс метамеризма…………………………………………...13
2.4 Метамерное различие……………………………………………………...22
3 Экспериментальное исследование..…………………………………………..25
3.1
Заключение……………………………………………………………………….26
Список источников……………………………………………………………....26
Введение
Существует множество способов передачи изобразительной информации (живопись, фотография, телевидение, печать и т. д.). Воспроизведение цвета различными способами, используя красители, излучения, подложки или отображающие среды совершенно отличной физической природы, стало возможным благодаря метамерным свойствам зрительного восприятия. Метамеризм – это явление, при котором два цвета, обладающие разными спектральными распределениями, будут восприниматься одинаковыми за счёт того, что они вызывают одинаковое суммарное возбуждение глазных рецепторов. То есть при метамеризме излучения, имеющие разный спектральный состав и мощность обеспечивают эквивалентное цветовое возбуждение.[1]
На использовании явления метамеризма основана вся современная технология воспроизведения цветного изображения: не имея возможности в цветной репродукции в точности повторить спектр того или иного цвета, наблюдаемый в естественных условиях, он заменяется цветом, синтезированным с помощью определенного набора красок или излучателей и имеющим отличное спектральное распределение, но вызывающим у зрителя те же самые цветовые ощущения.
Но, несмотря на такое огромное значение метамеризма в технологиях обработки изображений и цветном репродуцировании, это явление также может оказать и отрицательное воздействие в процессе работы с цветными образцами. В частности один из видов метамеризма (метамеризм осветителя) может нанести колоссальный вред за счёт того, что два объекта, соответствующие друг другу по цвету при одном источнике освещения, могут отличаться друг от друга при замене данного источника на другой.
Таким образом, в работе необходимо исследовать явление метамеризма, суть данного явления, его значение в полиграфическом процессе и влияние на конечный результат.
1 Явление цвета и механизм цветового зрения
Перед тем, как перейти к рассмотрению явления метамеризма, следует дать определение понятию цвета и рассмотреть феномен цветового зрения, так как эти понятия очень тесно связаны между собой. Не зная, что такое цвет, как он воспринимается в тех или иных условиях, как работает зрительный анализатор человека, отчётливо понять, в чём же заключается явление метамеризма, не представляется возможным.
1.1 Феномен цвета
Цвет это сложное явление, сочетающее в себе, как физические, так и психологические аспекты.
Существует несколько определений понятия цвет. С точки зрения психологии цвет можно определить как совокупность психофизиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от различных самосветящихся предметов (источников света) либо отраженное от поверхности несамосветящихся предметов, а также (в случае прозрачных сред) прошедшее через них.
С точки зрения физики цвет представляет собой один из видов электромагнитного излучения, испускаемого светящимися телами, а также возникающего в результате ряда химических реакций. Это электромагнитное излучение имеет волновую природу, т.е. распространяется в пространстве в виде периодических колебаний (волн), совершаемых им с определенной амплитудой и частотой. В зависимости от длины волны, световое излучение воспринимается человеческим глазом, окрашенным в тот или иной цвет. Эта способность определяет возможность цветового видения человека.[2]
Наиболее точное определение понятию цвет, было даноДжаддом и Вышецки [3] «…сам по себе цвет не сводится к чисто физическим или чисто психологическим явлениям. Он представляет собой характеристику световой энергии (физика) через посредство зрительного восприятия (психология). Эта характеристика обусловлена свойствами человеческого глаза».
1.2 Феномен цветового зрения
После рассмотрения феномена цвета, необходимо также уделить внимание механизму работы зрительного анализатора человека, так как это необходимо для более ясного объяснения явления метамеризма.
В глазу человека имеется два типа светочувствительных клеток – палочки и колбочки, отвечающих за сумеречное (или ночное) и дневное зрение. Палочки, отвечающие за сумеречное зрение более чувствительны, чем колбочки, но не обладают способностью к различению цветов. Эти клетки расположены почти по всей поверхности сетчатки кроме центральной части желтого пятна, предназначенного исключительно для дневного, колбочкового, зрения. Колбочки, не обладающие столь высокой светочувствительностью, позволяют различать изменение спектрального состава падающих на них излучений, то есть являются цветочувствительными. Они так же располагаются по всей площади сетчатки глаза, но наибольшая плотность колбочек на единицу поверхности сетчатки наблюдается в жёлтом пятне. [4]
Колбочки подразделяются на три типа в зависимости от того, к излучению какого спектрального состава они чувствительны, и обозначаются греческими буквами β (бета), γ (гамма) и ρ (ро). Первый тип (β) имеет максимум чувствительности к световым волнам с длиной от 400 до 500 нм (условно «синяя» составляющая спектра), второй (γ) — к световым волнам от 500 до 600 нм (условно «зеленая» составляющая спектра) и третий (ρ) — к световым волнам от 600 до 700 нм (условно «красная» составляющая спектра). В зависимости от того, световые волны какой длины и интенсивности присутствуют в спектре света, те или иные группы колбочек возбуждаются сильнее или слабее.
Чувствительность палочек и колбочек к световому потоку в зависимости от длины волны описывается кривыми спектральной чувствительности человеческого глаза. Для характеристики общей спектральной чувствительности глаза к потоку светового излучения используется относительная кривая световой эффективности, либо, как ее еще называют, кривая видности, определяющая соответственно общую чувствительность человеческого глаза к свету с учетом цветового (колбочки) или светового (палочки) зрения. Эти зависимости представляют большой интерес для специалистов, поскольку позволяют объяснить ряд известных феноменов человеческого зрения.
Так, по этим кривым можно видеть, что человек очень хорошо способен воспринимать зеленые и зелено-желтые цвета, в то время как его чувствительность к синим цветам заметно ниже. Ситуация несколько меняется в сумерках, когда чувствительные к яркому световому излучению колбочки начинают терять свою эффективность и соотношение между палочками и колбочками изменяется — максимум спектральной световой эффективности смещается в сторону синих излучений (палочковое зрение).
Из-за того, что кривые спектральной чувствительности частично перекрываются, человек может сталкиваться с определенными сложностями при различении некоторых чистых цветов. Так, из-за того, что кривая спектральной чувствительности колбочек типа r (условно чувствительных к красной части спектра) сохраняет некоторую чувствительность в области сине-фиолетовых цветов, нам кажется, что синие и фиолетовые цвета имеют примесь красного. [2]
Также поскольку спектральная чувствительность человеческого глаза неравномерна по всей области спектра, при ощущении цвета может возникнуть явление, когда два цвета, имеющие разные спектральные распределения, будут казаться одинаковыми за счет одинакового суммарного возбуждения глазных рецепторов. Это явление и носит название метамеризма и будет подробно рассмотрено в следующих частях работы.
2 Метамеризм как феномен человеческого зрения
Как уже отмечалось ранее метамеризм – это явление способное принести как большую пользу, так и колоссальный вред, поэтому необходимо более детально изучить это явление, его суть и значение в отраслях промышленности, связанных с цветовоспроизведением, в частности при производстве полиграфической продукции.
2.1 Понятие явления метамеризма
Для более полного представления о явлении метамеризма необходимо ещё раз обратиться к трём цветочувствительным рецепторам зрительного анализатора человека, о которых уже говорилось ранее.
Если внимательней рассмотреть кривые основных возбуждений трёх рецепторов (рис. 2.1), то по их спектральным распределениям чувствительности видно, что ощущение, например, желто-зеленого цвета с длиной волны 555 нм возникает при одинаковом возбуждении зелено- и красночувствительного рецепторов. Однако такое же суммарное возбуждение можно обеспечить и совокупным действием взятых в соответствующей пропорции излучений 530 нм и 575 нм. Первое из них приблизительно на 20% сильнее действует на зеленочувствительные рецепторы, чем на красночувствительные, но зато второе – наоборот. [1] Таким образом, два предмета, имеющие разные спектры отражения, и, соответственно, которые должны иметь разный цвет, на самом деле будут восприниматься нами одинаковыми по цвету, поскольку вызывают однозначное возбуждение трех цветочувствительных рецепторов глаза. Причем, если мы попытаемся воспроизвести цвет этих предметов, например, на фотопленке, использующей отличный от зрительного аппарата человека механизм регистрации изображения, эти два предмета, скорее всего, окажутся имеющими различную окраску. По этой причине в колориметрии понятию метамеризма придаётся очень большое значение.
Рис. 2.1. Кривые основных возбуждений трёх рецепторов
С точки зрения колориметрии метамерными называются стимулы (стимул – лучистая энергия с определёнными физическими характеристиками, проникающая в глаз и вызывающая ощущение цвета) с одинаковыми координатами цвета относительно одного наблюдателя, но с различными спектральными составами.
Таким образом, для пары метамерных цветовых стимулов выполняются следующие условия:
где
Для самосветящихся объектов уравнение цветовых стимулов будет выглядеть следующим образом:
для несамосветящихся объектов
для самосветящихся и несамосветящихся:
В первом случае (2.2) рассматриваются цветовые стимулы, созданные различными излучениями; в уравнениях 2.3 и 2.4 — стимулы, созданные различными объектами, но в первом случае они освещены одним и тем же излучением, а во втором разными. С точки зрения практической колориметрии наибольшее значение имеют метамерные несамосветящиеся стимулы, в особенности, описанные уравнением 2.3.
Различия между спектрами метамерных несамосветящихся стимулов типа 2.3 вытекают лишь из различий между функциями спектральных апертурных коэффициентов отражения
В общем случае кривые спектральных апертурных коэффициентов отражения двух метамерных несамосветящихся стимулов должны иметь те же значения, по крайней мере, на трех различных длинах волн в пределах видимого спектра.[3]
Цветовые стимулы обычно бывают метамерными лишь относительно какого-либо одного определенного наблюдателя, например, стандартного наблюдателя МКО
Подобные нарушения цветовых равенств также могут наблюдаться при замене излучения
В данном случае также можно рассмотреть пример, приведённый Джаддом и Вышецки [3]. В нём представлены четыре объекта, которые при освещении стандартным излучением D65 создают несамосветящиеся стимулы, метамерные относительно стандартного наблюдателя МКО
Рис. 2.2. Часть цветового графика x, y МКО 1931, на котором изображен разброс точек цветности при переходе от излучения D65 к A
Можно рассчитать множество других кривых спектральных апертурных коэффициентов отражения
2.2 Виды метамеризма
Как было показано ранее, метамеризм несамосветящихся стимулов обычно связан с определенным излучением и определенным наблюдателем. Если меняется излучение или наблюдатель (или оба сразу), первоначальное метамерное равенство может нарушиться. Здесь следует обратить внимание, что метамеризм может зависеть так же от углового размера поля зрения, т. е. наблюдение объекта может происходить как при малом поле зрения в 2°, так и при большом в 10°, вида освещения (диффузное, направленное) и того, под каким углом наблюдается объект.
В зависимости от этих условий метамеризм разделяется на четыре вида:
1. Метамеризм осветителя
2. Метамеризм наблюдателя
3. Метамеризм поля зрения
4. Геометрический метамеризм
О метамеризме осветителя говорилось и ранее, но следует ещё раз уделить внимание этому виду метамеризма и рассмотреть его более подробно с практической точки зрения, так как это явление может доставить больше всего проблем при цветовоспроизведении.
Метамеризм осветителя имеет место, когда два объекта колориметрически тоджественны друг другу по цвету при одном осветителе, но не соответствуют при другом. Это происходит, когда функции спектрального коэффициента отражения двух стимулов различны, но эти отличия (при осветителе с данным спектральным распределением) не важны в отношении функций цветового соответствия. Если же осветитель заменить осветителем с другим спектральным распределением, отличия могут стать очевидными для наблюдателя.
Следует отметить, что кроме полиграфии метамеризм осветителя является источником проблем также для отрасли, занимающейся производством окрашенных материалов, так как две окрашенные поверхности, метамерно равные друг другу в одних условиях просмотра, часто теряют равенство в других условиях. Если два окрашенных материала совершенно идентичны по цвету при любом источнике освещения, то есть идентичны их функции спектрального коэффициента отражения, то эти материалы не будут являться метамерными и будут соответствовать друг другу по цвету при любом осветителе.[2]
Метамеризм осветителя относится к так называемому измеряемому виду метамеризма, так как его количественная оценка очень важна для работы, связанной с цветовоспроизведением.
Ещё одним видом измеряемого метамеризма является метамеризм наблюдателя. Это гораздо более сложное явление для количественной оценки, но не менее важное. [5]
Метамеризм наблюдателя рассматривался в предыдущей части работы, но следует сказать ещё несколько слов об этом явлении.
Метамеризм наблюдателя определяется двумя стимулами с различными спектральными распределениями энергии, совпадающими по цвету для данного наблюдателя. Когда эти же стимулы оценивает другой наблюдатель, соответствие может исчезнуть. В тоже время, ясно, что два стимула с одинаковым спектральным распределением энергии будут совпадать по цвету для любого наблюдателя. Метамеризм наблюдателя – это естественное явление, поскольку каждый человек воспринимает цвет по-разному, отлично от «стандартного наблюдателя», в расчете на которого и определяются координаты цвета. Такой вид метамеризма может приводить к серьезным проблемам, например, если один из наблюдателей является производителем, а другой — заказчиком. Эта проблема может быть решена на уровне базовой колориметрии, то есть с помощью координат цвета, которые должны быть заранее оговорены.
Метамеризм поля зрения – это вид метамеризма, зависящий от углового размера поля зрения. Это явление наблюдается, при изменении стандартных углов с 2 на 10°. Цвета двух образцов при рассмотрении их при так называемом малом поле зрения 2° будут казаться одинаковыми, но при переходе к большему полю зрения могут наблюдаться значительные различия по цвету. Величина этих различий будет зависеть от величины и характера различий по спектру между двумя данными стимулами (образцами). Иногда различия могут оказаться весьма заметными. Точно так же, если цветовое равенство установлено при угловом размере поля зрения в 10°, уменьшение поля до 2° может вызвать появление цветового различия между стимулами. Однако иногда отклонение от равенства, наблюдаемое в поле 2° будет проявляться менее четко в связи с уменьшением цветоразличительной чувствительности глаза для малых полей зрения 2°. Так же следует отметить, что при визуальном сравнении предпочтение должно быть отдано применению больших полей в связи с увеличением точности уравнивания по цвету. Необходимость использования малых полей возникает в тех случаях, когда наблюдаемые образцы имеют малые угловые размеры.
Геометрический метамеризм зависит от того, под каким углом наблюдается объект, а также вида освещения (диффузное, направленное). Этот тип метамеризма особенно часто проявляется при работе с металлизированными красками, при печати на металлизированной подложке, пластике, текстиле, виниловых материалах, а также очень сильно при использовании разного рода защитных красок и технологий. Кроме того, отчасти этот тип можно наблюдать при сравнении лакированных оттисков.
Принимая во внимание всё вышесказанное, можно сделать вывод, что для получения наилучшего результата при цветовоспроизведении необходимо проводить оценку метамеризма.
2.3 Степень и индекс метамеризма
В качестве приближенной оценки степени метамеризма обычно используются различия в спектральных составах двух метамерных стимулов. Например, если спектральные характеристики двух метамерных несамосветящихся стимулов значительно отличаются друг от друга, такая пара называется высокометамерной. Аналогично, если кривые спектральных апертурных коэффициентов отражения двух одноцветных стимулов различаются незначительно, их можно назвать умеренно метамерными. Однако такой качественный способ определения степени метамеризма нельзя считать полностью удовлетворительным, так как он может привести к ошибочным выводам. Тем не менее, при правильном применении, понятие степени метамеризма может оказаться полезным средством, например, в практической колориметрии.
Пары стимулов с сильной степенью метамеризма могут вызвать затруднения в следующих случаях:
1. Различные наблюдатели или спектрофотометры могут значительно расходиться в оценке наличия равенства стимулов по цвету.
2. Если два стимула наблюдаются при большом поле зрения,
появление пятна Максвелла (пятно в поле зрения, которое движется, когда сдвигается точка фиксации) может привести к ощущению неравномерности стимулов по цвету, то есть два стимула уравниваются вблизи точки фиксации, но различаются по цвету в других местах.
3. Если стимулы кажутся одноцветными при естественном дневном освещении, они, вероятно, будут значительно отличаться друг от друга при освещении источником искусственного дневного света,
таким, как люминесцентная лампа.
С другой стороны, если пара стимулов обладает низкой степенью метамеризма, то они практически не доставляют каких-либо проблем. Различные наблюдатели или спектрофотометры будут более точно согласовываться между собой; пятна Максвелла можно не увидеть; изменение освещения не может быть очень критичным.[3]
Количественную оценку степени метамеризма можно получить, если взять квадратный корень из суммы квадратов разностей между спектральными распределениями энергии
может быть выражена в виде:
Это выражение позволяет получить однозначную оценку различия между
Степень метамеризма (М) двух несамосветящихся стимулов
Этот принцип использован МКО, которая рекомендует следующий метод.
Для двух образцов, координаты цвета которых идентичны (X1=X2, Y1=Y2, Z1=Z2) относительно исходного излучения и исходного наблюдателя, индекс метамеризма Мt
устанавливается равным индексу цветового различия
.
В качестве исходного излучения необходимо использовать стандартное излучение МКО D65.
За тестовое излучение следует взять стандартное излучение А или одно из излучений F, относящееся к типичным излучениям люминесцентных ламп, имеющих достаточно высокие значения общих индексов цветопередачи МКО и коррелированных цветовых температур. Выбор наиболее целесообразного тестового излучения зависит от конкретного случая, и в некоторых ситуациях более подходящим может оказаться излучение, отличающееся от любого из F-излучений. Иногда может быть полезным определение индекса метамеризма относительно нескольких тестовых излучении. В этом случае для каждого тестового излучения используется свой подстрочный индекс к М, например МА или MF
1.
В качестве исходного наблюдателя принимается либо стандартный колориметрический наблюдатель МКО 1931 г., либо дополнительный стандартный колориметрический наблюдатель МКО 1964 г. в зависимости от размера поля зрения. В данном случае необходимо оговорить, какой из наблюдателей был принят в качестве исходного. [3]
Индекс цветового различия
1
t
,
Y
1
t
,
Z
1
t
несамосветящегося стимула 1 и X
2
t
,
Y
2
t
,
Z
2
t несамосветящегося стимула 2 относительно тестового излучения t
. Для расчета
Численные примеры метода, рекомендованного МКО, описаны в книге Джадда и Вышецки [3]. В этих примерах рассматриваются спектральные апертурные коэффициенты отражения
Таблица 2.1 – Спектральные апертурные коэффициенты отражения трех образцов, образующих при освещении стандартным излучением D65 метамерные стимулы относительно стандартного наблюдателя МКО 1931 г.
| λ (нм) | β0 (λ) | β1 (λ) | β2 (λ) |
| 380 | 10.50 | 15.92 | 11.74 |
| 390 | 12.00 | 14.85 | 13.44 |
| 400 | 13.61 | 9.80 | 15.48 |
| 410 | 14.27 | 5.90 | 16.14 |
| 420 | 14.28 | 5.42 | 16.05 |
| 430 | 14.09 | 6.82 | 15.60 |
| 440 | 13.94 | 9.32 | 15.13 |
| 450 | 13.86 | 12.39 | 14.64 |
| 460 | 13.74 | 15.54 | 13.90 |
| 470 | 13.68 | 19.07 | 13.03 |
| 480 | 13.67 | 22.00 | 11.92 |
| 490 | 13.60 | 23.01 | 10.37 |
| 500 | 13.56 | 21.86 | 8.78 |
| 510 | 13.77 | 19.26 | 7.84 |
| 520 | 14.17 | 15.79 | 7.84 |
| 530 | 14.67 | 11.99 | 8.73 |
| 540 | 16.06 | 9.85 | 11.55 |
| 550 | 20.32 | 13.93 | 19.18 |
| 560 | 27.78 | 24.47 | 31.72 |
| 570 | 37.47 | 38.37 | 46.57 |
| 580 | 48.48 | 52.58 | 62.26 |
Продолжение таблицы 2.1
| 590 | 57.35 | 61.00 | 70.98 |
| 600 | 62.59 | 63.87 | 70.20 |
| 610 | 65.68 | 65.64 | 63.10 |
| 620 | 67.17 | 66.90 | 55.93 |
| 630 | 68.18 | 68.27 | 51.09 |
| 640 | 68.76 | 69.27 | 48.46 |
| 650 | 69.31 | 70.28 | 47.63 |
| 660 | 69.80 | 71.20 | 47.24 |
| 670 | 70.40 | 72.39 | 47.41 |
| 680 | 71.11 | 73.37 | 47.59 |
| 690 | 71.86 | 74.01 | 47.81 |
| 700 | 72.61 | 75.06 | 47.82 |
| 710 | 73.14 | 76.15 | 47.54 |
| 720 | 73.69 | 77.43 | 47.41 |
| 730 | 74.45 | 79.07 | 47.71 |
| 740 | 74.62 | 80.09 | 47.13 |
| 750 | 74.82 | 81.40 | 46.52 |
| 760 | 75.20 | 83.13 | 46.37 |
| 404.7 | 13.92 | 7.97 | 15.79 |
| 435.8 | 14.00 | 8.27 | 15.33 |
| 546.1 | 18.66 | 12.34 | 16.20 |
| 577.8 | 46.06 | 49.43 | 58.90 |
Следовательно, координаты цвета трех стимулов идентичны:
X0 = X1 = X2, Y0 = Y1 = Y2, Z0 = Z1 = Z2.
Из этого вытекает, что цветовое различие
При переходе от излучения D65 к А, F1 (излучение теплой люминесцентной лампы с коррелированной цветовой температурой 3000К) , F2 (излучение люминесцентной лампы холодного дневного света с коррелированной цветовой температурой 4000К) и F3 (излучение люминесцентной лампы с коррелированной цветовой температурой 6500К) получатся другие несамосветящиеся стимулы, относящиеся к трем образцам, приведенным в табл. 2.1, с неодинаковыми координатами цвета. Как следствие, цветовые различия между парами уже не будут равняться нулю.
В табл. 2.2 приведены результаты расчетов координат цветности х, y и коэффициента яркости Y рассматриваемых образцов. Цветовые различия
Таблица 2.2 – координаты цветности x, у и коэффициенты яркости Y трех образцов (0, 1, 2) относительно стандартного наблюдателя МКО 1931 г. при освещении излучениями D65, А, F1, F2 и F3, а также величины цветовых различий
| Образец | D65 | А | F1 | F2 | F3 | |
| 0 | x0 | 0.4691 | 0.5680 | 0.5577 | 0.5184 | 0.4691 |
| y0 | 0.3643 | 0.3847 | 0.3876 | 0.3870 | 0.3670 | |
| Y0 | 33.00 | 40.25 | 39.72 | 36.85 | 33.08 | |
| 1 | x1 | 0.4691 | 0.5683 | 0.5629 | 0.5231 | 0.4741 |
| y1 | 0.3643 | 0.3810 | 0.3847 | 0.3856 | 0.3699 | |
| Y1 | 33.00 | 40.23 | 39.36 | 36.55 | 32.76 | |
| 2 | x | 0.4691 | 0.5592 | 0.5454 | 0.5135 | 0.4685 |
| y | 0.3643 | 0.3941 | 0.3989 | 0.3926 | 0.3675 | |
| Y | 33.00 | 40.36 | 40.33 | 37.88 | 33.28 | |
| | | 0.0 | 2.5 | 4.7 | 3.3 | 1.9 |
| | | 0.0 | 10.9 | 13.4 | 5.0 | 0.2 |
В соответствии с описанным выше методом МКО определения индекса метамеризма Мt из табл. 2.2 можно заключить, что пары образцов (0, 1) и (0, 2) имеют следующие значения индексов:
| | Пара (0, 1) | Пара (0, 2) | | Пара (0, 1) | Пара (0, 2) |
| МA | 2,5 | 10,9 | МF2 | 3,3 | 5,0 |
| МF1 | 4,7 | 13,4 | МF3 | 1,9 | 0,2 |
Эти примеры показывают, что выбор тестового излучения для оценки индекса метамеризма может оказать очень сильное влияние на значение индекса метамеризма. Для обеих пар максимальные значения индекса получаются при тестовом излучении F1 (люминесцентная лампа 3000 К), минимальные — при F3 (люминесцентная лампа 6500 К). Если за исходное принято излучение D65, аналогичный результат будет получаться в большинстве практических случаев.
Можно отметить также, что у пары (0, 2) индекс всегда больше, чем у пары (0, 1). Если считать образец 0 исходным, а образцы 1 и 2 — его копиями, предназначенными для воспроизведения исходного цвета при освещении излучением D65, то из расчётов видно, что образец 1 является более удачной копией, так как степень метамеризма у него с исходным образцом 0 ниже относительно лампы накаливания или различных люминесцентных ламп. Однако даже у образца 1 степень метамеризма относительно люминесцентных ламп с низкой цветовой температурой довольно значительна. Если значения индекса метамеризма превышают 2 или 3, нарушение равенства между оригиналом и копией может стать неприемлемым при таких освещениях.
Сложно сказать, какое количество различных тестовых излучений t достаточно для адекватной оценки степени метамеризма. Но для многих практических задач число тестовых излучений может быть ограничено двумя: одно излучение А, а другое — тепло-белая люминесцентная лампа deluxe, например F1.
МКО называет свой индекс метамеризма Mt частным индексом метамеризма при замене излучения. Индекс имеет специфику в том смысле, что степень метамеризма оценивается с точки зрения использования ограниченного числа специфических излучений. Возможны и другие частные индексы, например, частный индекс метамеризма при замене наблюдателя.
Частный индекс метамеризма при замене наблюдателя может быть полезен в двух случаях. Большинство метамерных несамосветящихся стимулов метамерны, как относительно стандартного наблюдателя МКО 1931 г., так и относительно дополнительного стандартного наблюдателя МКО 1964 г. Если используется стандартный наблюдатель МКО 1931 г., стимулы одноцветны при полях зрения от 2 до 4°. Если же применяется дополнительный стандартный наблюдатель МКО 1964 г., то стимулы одноцветны при наблюдении полей зрения с размерами 10° или более. В общем случае стимулы, одноцветные при малых полях, не обязательно останутся одноцветными при больших полях зрения, и наоборот. Величина отклонения от равенства будет зависеть от различий по спектру между двумя стимулами. В этой связи предлагается оценивать различия между спектрами двух стимулов при замене наблюдателя степенью метамеризма между ними. В частности, если два стимула метамерны относительно стандартного наблюдателя МКО 1931 г., т. е. метамерны при полях зрения от 2 до 4°, степень метамеризма между ними может быть определена разницей в цвете, наблюдаемой при переходе к полю зрения 10° или более. При расчете координат цвета обоих стимулов с последующим расчетом цветового различия стандартный наблюдатель МКО 1931 г. заменяется дополнительным стандартным наблюдателем МКО 1964 г.
Переход от малого поля зрения к большому при наблюдении несамосветящихся стимулов, возможно, и имеет некоторое практическое значение, однако еще большее значение может иметь случай, когда степень метамеризма оценивается при переходе от одного из двух стандартных наблюдателей МКО к реальным.
Известно, что дополнительный стандартный наблюдатель МКО 1964 г. устанавливает лишь предполагаемую оценку средним наблюдателем с нормальным цветовым зрением пары метамерных несамосветящихся стимулов при наблюдении их в поле зрения 10° или более. Такой прогноз ничего не говорит о возможных различиях во мнениях между отдельными наблюдателями, рассматривающими одни и те же стимулы. Фактически оценка каждого наблюдателя из данной группы может до некоторой степени расходиться с прогнозом стандартного наблюдателя, и только усреднение оценок всей группы может дать совпадение с этим прогнозом. На практике интерес представляет именно реальный наблюдатель, в связи с чем необходимо знать, насколько могут расходиться оценки отдельных наблюдателей как между собой, так, в частности, и с расчетной оценкой стандартного наблюдателя.
Если функции сложения каждого наблюдателя известны, с их помощью можно рассчитать соответствующие координаты цвета двух стимулов, после чего можно сравнить между собой новые координаты цвета с координатами, полученными относительно различных наблюдателей, в том числе и стандартных. Затем новые координаты цвета можно использовать для расчета цветовых различий, а они в свою очередь могут дать оценку степени метамеризма между двумя стимулами при переходе к новому наблюдателю.
Этот метод можно применить к дополнительному стандартному наблюдателю МКО 1964 г., поскольку были опубликованы результаты определения функций сложения отдельных наблюдателей, которые приняли участие в получении данных стандартного наблюдателя. Однако численные расчеты при этом довольно трудоемки, и поэтому колориметристы-практики не уделяют этой проблеме должного внимания.
Существует более удобный метод расчета, который заключается в замене множества совокупностей функций сложения отдельных наблюдателей одной совокупностью функций, отличающейся от функций сложения стандартного наблюдателя на стандартное, среднеквадратичное отклонение, рассчитанное для ряда совокупностей функций сложения отдельных наблюдателей. Эта особая группа функций определяет нового наблюдателя, называемого наблюдателем со стандартным отклонением.
Для этого нового наблюдателя может быть установлен частный индекс метамеризма. Дополнительный стандартный наблюдатель МКО 1964 г. должен быть заменен наблюдателем со стандартным отклонением. Новые координаты цвета, отличаются от первоначальных на величину, соответствующую стандартному отклонению между функциями сложения отдельных наблюдателей и стандартного наблюдателя. Вновь для оценки степени метамеризма можно рассчитать цветовые различия. [3]
В заключение этой части необходимо добавить, что сегодня к совершенствованию индексов метамеризма не прилагается почти никаких усилий, ведётся лишь некоторая работа в плане совершенствования метрики цветовых отличий при метамеризме осветителя. В отношении метрики метамеризма наблюдателя (которая сейчас используется только в некоторых редких случаях) ожидается некоторое улучшение ситуации (даже несмотря на серьёзный недостатки существующей метрики), потому что нельзя вплотную заняться решением проблем метрики метамеризма осветителей, не решив текущих проблем с метрикой наблюдательского метамеризма.
2.4 Метамерное различие
Рассмотрев понятие метамеризма, его виды и индекс необходимо более подробно остановиться на метамерном различии.
Для того чтобы воспроизвести цвет данного образца, изготовитель может действовать в одном из двух основных направлений. Во-первых, он может попытаться определить фактические красители и их относительные пропорции, использованные для получения цвета исходного образца. В случае успеха можно использовать оригинальную рецептуру красителей и получить дубликат с хорошими возможностями достигнуть идеального равенства в связи с идентичностью спектральных характеристик дубликата и оригинала. Однако слишком часто первая попытка оказывается до некоторой степени неудачной, и между копией и оригиналом сохраняется цветовое различие. Кривая спектральных апертурных коэффициентов отражения дубликата отличается по всему спектру от кривой исходного образца, хотя по форме они обычно почти одинаковы. Это простое различие между спектрами выявляется в виде различия по светлоте, в то время как цветовой тон и насыщенность цвета обоих образцов остаются примерно одинаковыми.
Часто бывает нецелесообразно, да и невозможно воспроизвести цвет исходного образца с помощью тех же самых красителей.
В этом случае следует попытаться получить метамерное равенство с помощью имеющихся в наличии красителей, или красителей, которые, возможно, более стойки к воздействию химических веществ или продолжительному облучению солнечным светом. Как и прежде, первые несколько попыток обычно не приводят к желаемому метамерному равенству, достигается лишь примерное цветовое равенство. Спектральная характеристика дубликата в этом случае имеет форму, близкую к форме кривой при метамерном равенстве, поскольку спектральные кривые копии и оригинала пересекаются, по крайней мере, в трех точках, но отличаются друг от друга по всему видимому спектру. Различия по спектру между дубликатом и исходным образцом носят сложный характер, поскольку первоначальная задача заключалась в получении метамерной пары. О таких образцах говорят, что они обнаруживают метамерное различие. Когда оба образца наблюдаются при заданном освещении, цветовое различие между ними обычно складывается из различий по светлоте, цветовому тону и насыщенности, причем появление любого из них равновероятно.
В большинстве практических случаев точное метамерное равенство встречается редко, если встречается вообще. В некоторых случаях остаточное цветовое различие между двумя образцами может быть настолько мало, что им можно пренебречь. В других случаях, особенно когда должны выполняться последующие колориметрические расчеты, необходимо учитывать остаточное различие. Важным аспектом этой проблемы является определение МКО индекса метамеризма при замене излучения.
Метод МКО, обсуждавшийся выше, устанавливает, что если два образца, индекс метамеризма которых необходимо оценить, не будут точно одноцветны при исходном излучении, нарушение равенства должно быть учтено соответствующим образом. Например, там, где возможно, должна быть произведена коррекция рецептуры красителей для получения точного равенства, в противном случае следует применить аддитивную или мультипликативную коррекцию.
Несмотря на приведённые ранее примеры, которые не оставляют сомнений в значимости оценки метамеризма необходимо провести эксперимент, на основании которого можно будет реально доказать практическую значимость измерения степени этого явления.
3 Экспериментальное исследование
Для проведения эксперимента был выбран наиболее важный из видов метамеризма – метамеризм осветителя, так как он представляет наибольший интерес с практической точки зрения.
3.1
Заключение
Список источников
1. Ю. В. Кузнецов, «Технологии обработки изобразительной информации» – СПб: издательство «Петербургский институт печати», 2002г. – 312с.
2. Домасев М. В., Гнатюк С. П., «Цвет и свет»
3. Д. Джадд, Г. Вышецки, «Цвет в науке и технике» – Москва, издательство «Мир», 1978г. – 590с.
4. М. М. Гуревич, «Цвет и его измерение» – Ленинград: издательство Академии Наук СССР, 1950г. – 266с.
5. Марк Д. Фершильд «Модели цветового восприятия», II редакция – СПб, 2006г. – 436с.
6. Gorazd Golob, Marta Klanjsek Gunde, Ursa Opara Krasovec, Jure Ahtik, Natasa Gladek, “Colour Rendering of Print Samples at Different Illumination” – University of Ljubljana, Faculty of Natural Sciences and Engineering, National Institute of Chemistry, University of Ljubljana, Faculty of Electrical Engineering, Ljubljana, Slovenia, Arigai – 2005
