Тема 4. Основы колориметрии

Цвет - это свойство видимого излучения, определяемое по вызываемому им у человеческого глаза ощущению. В основе колориметрии лежит теория трёхкомпонентности цветового зрения, которая исходит из представления, что белый цвет образуется в результате сложения равных количеств синего, зелёного и красного излучений. Различают хроматические (окрашенные) и ахроматические (белый, серый, чёрный) цвета.

Субъективные параметры цвета:

1) цветовой тон (определяется доминирующей длиной волны)

2) насыщенность (определяется степенью отличия хроматического цвета от ахроматического)

3) светлота (это вариации степени светлого и тёмного, т. е. величина, аналогичная яркости в светотехнике; ахроматические цвета характеризуются только светлотой).

В колориметрии : цвет - это вектор F в выбранной колориметрической системе (трёхмерном цветовом пространстве), длина которого определяется яркостью, а направление координатами цветности.

В основе колориметрии лежат 3 закона Грассмана (1853г.):

I. Любой цвет может быть составлен путём смешения в различных пропорциях любых трёх независимых цветов, т.е. таких, каждый из которых не может быть получен в результате смешения двух остальных: F = F1+F2+F3.

II. Если в смеси трёх цветов один из них непрерывно меняется (в то время, как два других остаются неизменными), цвет также изменяется непрерывно.

III. Цвет смеси излучений зависит только от их цветов, но не от спектрального состава.

Известно множество колориметрических систем измерения цвета. Международной колориметрической системой является система XYZ (МКО, 1931г.). Колориметрическая система RGB, в основе которой лежат реальные цвета (red λ =700нм, green λ =546,1нм и blue λ =435,8нм), представляет теперь ограниченный исторический интерес.

Трёхкоординатное цветовое пространство системы XYZ:

ординаты кривых сложения

(удельные координаты цве-

та на 1 Вт потока излучения)

- для источника излучения

- для светофильтра

Тема 5. Основные законы и положения геометрической оптики.

Оптика параксиальных и нулевых лучей.

Основой законов и зависимостей геометрической оптики является принцип Ферма: точка предмета изображается точкой, если оптические длины всех лучей одинаковы и минимальны. Законы геометрической оптики: 1. Закон прямолинейного распространения света. 2. Закон независимого распространения света. 3. Закон отражения. 4. Закон преломления: -ε n n n -ε Полное внутреннее отражение: (используется в световодах, отражательных призмах и т.д.)

Правила знаков свет Пучки лучей: расходящиеся параллельные сходящиеся Существуют в природе, создаются воспринимаются глазом оптическими сист. Изображения: 1) Действительные и мнимые (образованы пересе- (образованы пересе- чением самих лучей) чением продолжений лучей) A A’ A A’ 2) увеличенные и уменьшенные (|β|>1 и |β|<1) 3) прямые и обратные (β>0 и β<0).

П араксиальной (или Гауссовой) областью оптической системы называется область бесконечно малого пространства вблизи оптической оси, внутри которой углы лучей с оптической осью и с нормалями к поверхностям настолько малы, что величины синусов и тангенсов этих углов можно заменять самими углами. Любая оптическая система в параксиальной области действует как идеальная. Частный инвариант Аббе:

Полный инвариант Лагранжа-Гельмгольца

Параксиальные лучи неудобны для расчётов из-за малых углов, поэтому используют нулевые лучи (фиктивные) с конечными высотами и углами:

- уравнение углов нулевого луча

- уравнение высот нулевого луча

- формула радиуса кривизны k-той поверхности

Нулевые лучи используют для расчёта [1]:

- фокусных расстояний f и f ’;

- вершинных фокусных расстояний S и S’ ;

- местоположение изображения S’.