1.9 Питомі координати, криві складання. Метод зважених координат [1-3]

Кольорові координати однорідних випромінювань з одиничними променевими яскравостями називаються питомими координатами. Величини питомих координат визначають дослідним шляхом (рис. 1.7). Достатньо один раз виконати вихідний дослід, щоб потім за його даними розрахувати координати кольорів будь-яких випромінювань за їх спектральним складом.

Проведення вихідних колориметричних дослідів пов’язано з не відповідністю характеристик кольорового зору різних людей. Необхідно підібрати спостерігачів з нормальним кольоровим зором, а дані отримані для багатьох спостерігачів, усереднювати. Для отримання надійних даних у цих дослідах необхідна досить складна спеціальна апаратура. Тому вихідні колориметричні досліди за всю історію проводились декілька разів. У теперішній час застосовують дані, отримані до 1931 р. за двома дослідами, які були виконані Райтом (США) і Гілдом (Великобританія). Ці досліди проводились з різними основними кольорами і на різній апаратурі для десяти спостерігачів у Райта і семи у Гілда. Але їх результати, перераховані на основні кольори R, G і В, дуже добре співпали. Тому вони були прийняті в якості вихідних даних для міжнародної системи вимірювання кольорів.

Питомі координати показують, в яких кількостях треба змішувати основні кольори, щоб отримувати кольори однорідних випромінювань з одиничними променевими яскравостями. Графіки залежності питомих координат від довжини хвилі випромінювань називаються кривими змішування. Чим ближче реальні основні кольори R, G і В до основних фізіологічних кольорів Ч, З і С, тим ближче криві змішування до кривих спектральних чутливостей трьох приймачів ока.

Для розрахунків кольорових координат питомі координати зазвичай приводять у таблицях для однорідних випромінювань з довжинами хвиль через 5 або 10 нм.

Розрахунок кольорових координат полягає у сумуванні добутків питомих координат та променевих яскравостей. Такі розрахунки, особливо для випромінювань складного спектрального складу, довготривалі і трудомісткі. Складність розрахунків залежить від вибору основних кольорів. Щоб спростити кольорові розрахунки, була створена система XYZ, заснована на неіснуючих реально кольорах: X, У, Z. Ця система розрахована на основі тих же дослідних даних, які використовуються для системи RGB. Відомі певні залежності для переходу від системи RGB до системи XYZ і назад. У теперішній час система XYZ отримала загальне міжнародне визнання.

Кольорові координати можна визначити не тільки вимірюванням на колориметрі, але й розрахувати їх за кривими відображення зразка (або пропускання, якщо він прозорий) і кривими складання.

Кривими складання називаються графіки функцій розподілу за спектром кольорових координат монохроматичних випромінювань, що мають потужність, яка дорівнює одному Вт. Такі координати називаються п итомими, тобто що відносяться до одиниці потужності. Вони позначаються тими ж буквами, що і координати колірності, але з рискою зверху. За стандартом (ГОСТ 13088-67) їх виражають як функції довжини хвилі, наприклад r(), g(), b() або х(), у(), z(). У тих випадках, коли приводяться поточні значення питомих координат, їх позначають r_, g_, b_, і аналогічно в інших системах.

Питомі координати знаходять вимірюванням кольорів монохроматичних випромінювань довільної потужності і наступним ділення їх координат на потужність:

(1.28)

Криві додавання основних ХYZ розраховуються за формулами (1.25) з експериментально отриманих . Значення питомих координат приводяться в колориметричних довідниках, а криві додавання наведені на рис. 1.9.

Головна особливість кривих додавання xyz полягає в тому, що одна з них – – співпадає за формою і положенням з кривою відносної світлової ефективності (видноті). Площі, обмежені кожною з кривих і осями координат, однакові між собою. Криві додавання, наведені на рис. 1.9, отримані в результаті ретельних досліджень з застосуванням досконалої вимірювальної техніки при точному виконанні вимог, що пред’являються колориметрією. Вони є у колориметричних і світлотехнічних довідниках.

Рис. 1.9 – Криві складання rgb (а); хyz (б)

Криві основних збуджень (рис. 1.9) є кривими складання певним чином обраних основних, так як характеризують реакції кольорочутливих центрів на постійні за потужностями (наприклад, одноватні) монохроматичні випромінювання, а реакції ці можуть слугувати кольоровими координатами деяких нереальних кольорів Ч, З, С.