Основы колориметрии Цвет излучения. Гипотеза Юнга-Гельмгольца
Способность глаза к различению цветов весьма существенно расширяет нашу информацию об окружающем мире. В число признаков, по которым зрительный аппарат опознает наблюдаемые объекты, дополнительно к размерам, форме и яркости, входит их цвет.
Цветовые измерения необходимы во многих отраслях промышленности - пищевой, текстильной, полиграфической, электронной (производство кинескопов) и т.д. Судить о качестве многих продуктов, материалов и готовых изделий можно, лишь оценивая их цвет.
Измерить цвет - значит выразить его через какие-то величины и тем самым определить его место во всем многообразии цветов в рамках некоторой системы их определения или математического описания.
На рис. 1.11 представлено примерное соответствие между длиной волны излучения и его цветом.
Представленное деление видимой области спектра на семь цветов является весьма условным. Цвет постепенно, через промежуточные оттенки, переходит из одного в другой. Полную последовательность спектральных (или монохроматических) цветов можно разбить на произвольное число частей.
Рис.1.11. Приблизительное соответствие между длиной волны излучения и его цветом
При смешении спектральных цветов друг с другом образуются новые цвета, в некоторых случаях близкие к промежуточным спектральным цветам, в других - значительно от них отличающиеся.
Ощущение цвета, вызываемое некоторым излучением, зависит не только от его спектрального состава, но и от индивидуальных особенностей наблюдателя (встречаются даже цветнослепые люди).
Кроме этого, ощущение cвета зависит также от условий зрительной адаптации, например, цвет лампы накаливания вечером воспринимается как белый, а днем - как желтоватый.
Способность глаза различать цвета обусловлена наличием в его светочувствительной системе трех приемников (гипотеза Юнга-Гельмгольца), имеющие различные кривые спектральной чувствительности. Каждому ощущению цвета соответствует определенное соотношение уровней возбуждения этих приемников.
Цветочувствительными элементами зрительной системы являются колбочки.
Они содержат три разновидности светочувствительного вещества - иодопсина, кривые спектральной чувствительности которых представлены на рис.1.12.
Эти кривые называют кривыми основных возбуждений. Совокупность колбочек разного типа называют КЗС - премниками.
Относительные спектральные чувствительности этих премников обозначают как кl; зl; сl или rl; gl; bl.
Красный, зеленый или синий цвета, которые могут возникать при действии света на каждый из этих приемников в отдельности, называют физиологическими цветами.
При одновременном действии излучения на 2 или 3 КЗС - приемника возникают ощущения всевозможных других цветов.
Гипотеза Юнга-Гельмгольца в настоящее время подтверждена экспериментами.
Кривая относительной спектральной световой эффективности есть линейная комбинация кривых основных возбуждений
V(l) = arr(l) + agg(l) + abb(l),
где ar , ag, ab - постоянные коэффициенты.
Рис.1.12. Относительные чувствительности трех приемников глаза
(кривые спектральной чувствительности КЗС-приемников)