9.6. Точность воспроизведения (физическая точность, психофизическая точность, психологическая точность). Определение правильности воспроизведения цвета.
ФИЗИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦВЕТА — факсимильная точность, при которой цвета на оттиске созданы красителями (пигментами), имеющими такие же спектральные характеристики, как и красящие вещества, создающие цвет на оригинале. Ф. т. в. ц. на оттиске не может быть реализована при полиграфическом репродуцировании полутоновых изображений, т. к. спектральные характеристики печатных красок существенно отличаются от спектральных характеристик красящих веществ, которыми выполнены оригиналы. — Ср.: Физиологическая точность воспроизведения цвета.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦВЕТА— такая точность, при которой цвета на оригинале и оттиске, созданные красителями (пигментами) с разными спектральными характеристиками, визуально воспринимаются одинаково при постоянной спектральной характеристике освещения. При изменении спектральной характеристики освещения цвета становятся визуально различимыми. Ф. т. в. ц. возможна только при условии, что цветовой охват изображения оригинала не выходит за пределы цветового охвата применяемых при печати оттиска красок и бумаги. Т. к. изображение оригинала и оттиска оценивают в одинаковых условиях освещения, то соответствие возможно при условии полного перекрывания цветового охвата оригинала цветовым охватом оттиска. В случае, когда цветовой охват оригинала выходит за пределы цветового охвата бумаги и печатных красок (частичное перекрывание), Ф. т. в. ц. невозможна. Воспроизведение цвета на оттиске тогда можно оценивать только в рамках психологической точности воспроизведения цвета. — Ср.: Физическая точность воспроизведения цвета.
ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦВЕТА НА ОТТИСКЕ — одинаковое визуальное восприятие при одном и том же источнике освещения двух изображений с разными спектральными характеристиками красящих веществ (красок), создающих эти изображения. При разных источниках освещения изображения могут визуально стать различными по оттенкам цвета. В полиграфии П. т. в. ц. на о. является определяющей и решающей при визуальной оценке качества цветного изображения оттиска как при наличии, так и при отсутствии оригинала. П. т. в. ц. на о. совпадает с физиологической точностью воспроизведения цвета, если цветовой охват оригинала не выходит за пределы цветового охвата печатных красок на оттиске. В случае, когда цветовой охват оригинала больше, единственно возможным является достижение П. т. в. ц. на о.
Оптические системы
1. Законы геометрической оптики (принцип Ферма).
Пределы применения законов геометрической оптики.
Геометрическая оптика — раздел оптики, который изучает распространение света в прозрачных средах и вырабатывает правила построения изображений при прохождении лучей света в оптических системах (без учёта волновых свойств света).Свет рассматривается как луч. В случае излучения с длинами волн малыми по сравнению с размерами препятствий и деталями оптической системы и характерными расстояниями свет может рассматриваться как корпускулярное движение- предельный случай волнового.
Главным упрощением геометрической оптики является понятие светового луча. Принимается, что направление потока света не зависит от поперечных размеров пучка света.
Основной закон геометрической оптики :
«Свет при распространении из одной точки в другую выбирает такой путь, которому соответствует экстремальное(минимальное или экстремальное) время на распространение между двумя точками среди бесконечного множества всевозможных ближайших путей ».(основной принцип геометрической оптики сформировался французским физиком Ферма)
Законы геометрической оптики:
1)закон прямолинейного распространения света( В оптически однородной среде (вакууме) лучи света распространяются прямолинейно).
2)закон независимости световых лучей.
3)закон преломления (Луч падающий, луч преломлённый и перпендикуляр к поверхности раздела лежат в одной плоскости. При прохождении света из одной прозрачной среды в другую на границе раздела сред световые лучи отклоняются от своего направления. Причём отношение sin угла падения к sin угла преломления является постоянным для 2 сред и наз. относит. показателем преломления).
Обратимость световых лучей:
Абсолютный показатель преломления- показатель преломления, полученный в том случае, если свет из вакуума падает на какую-либо среду.
Относительный показатель преломления- отношение абсолютных показателей преломления второй и первой сред.
n= n2/n1
Наоборот, при переходе из второй среды в первую:
n= 1/n= n1/n2
Среда обладающая большим показателем, называется оптически более плотной
4)закон отражения(закон отражения( На границе двух сред возникает отражённый луч ,лежащий в плоскости падения ,т.е. в плоскости содержащей падающий луч и нормаль границы двух сред, восстановленную в точке падения , причём угол падения равен углу отражения).
Границы применимости геометрической оптики: законы геометрической оптики выполняются достаточно точно, лишь в том случае ,если размеры препятствия на пути распространения света много больше длины световой волны.
|
|
|
|
|
Закон прямолинейного распространения света. |
|
|
В оптически однородной среде (в частности, в вакууме) лучи света распространяются прямолинейно. Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени, т.е. области, куда не поступает световая энергия. При малых размерах источника (светящаяся точка) получается резко очерченная тень.
При больших размерах источника создаются нерезкие тени.
Дело в том, что от каждой точки источника свет распространяется прямолинейно и предмет, освещенный уже двумя светящимися точками, даст две несовпадающие тени, наложение которых образует тень неравномерной густоты. Полная тень при протяженном источнике образуется лишь в тех участках экрана, куда свет не попадает совсем. По краям полной тени располагается более светлая область. Это полутень. |
|
|
|
|
|
Закон независимости световых пучков. |
|
|
Энергия в каждом пучке распространяется независимо от других пучков; освещенность поверхности, на которую падает несколько пучков, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности. |
|
|
|
|
|
Закон отражения света. |
|
|
Луч света в однородной среде прямолинеен до тех пор, пока он не дойдет до границы этой среды с другой средой. На границе двух сред луч меняет свое направление. Часть света (а в ряде случаев и весь свет) возвращается в первую среду. Это явление называется отражением света. Одновременно свет частично проходит во вторую среду, меняя при этом направление своего распространения - преломляется. |
|
|
|
|
|
Зеркальное и диффузное отражение. |
|
|
В зависимости от свойств границы раздела между двумя средами отражение может иметь различный характер. Если граница имеет вид поверхности, размеры неровностей которой меньше длины световой волны, то она называется зеркальной. Лучи света, падающие на такую поверхность узким параллельным пучком, идут после отражения также по близким направлениям. Такое направленное отражение называют зеркальным. Если же размеры неровностей больше длины волны света, то узкий пучок рассеивается на границе. После отражения лучи света идут по всевозможным направлениям. Такое отражение называют рассеянным или диффузным. Именно благодаря диффузному отражению света мы можем видеть предметы, которые сами не излучают свет. В малой степени рассеяние света имеет место при его отражении даже от самой гладкой поверхности, например, от обычного зеркала. Иначе мы не могли бы увидеть поверхность зеркала. |
|
|
|
|
|
Закон отражения света. |
|
|
Закон отражения света определяет взаимное расположение падающего луча, отраженного луча и перпендикуляра к поверхности, восстановленного в точке падения.
Этот закон справедлив для волн любой природы и формулируется так: падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; угол отражения g равен углу падения a Очевидно, что этот закон будет выполняться и в том случае, если свет будет распространяться в обратном направлении. Обратимость хода световых лучей является их важным свойством. |
|
|
|
|
|
Изображение в плоском зеркале. |
|
|
Пусть светящаяся точка находится перед плоской отражающей свет поверхностью, т.е. плоским зеркалом. Поставим вопрос: где мы увидим изображение этой точки, если посмотрим в зеркало? Для ответа на этот вопрос рассмотрим несколько лучей,выходящих из точки S и попадающих после отражения в глаз наблюдателя.
Человеку кажется, что лучи выходят из точки S1, которую можно найти, продолжив лучи в противоположную сторону до пересечения. Точка S1 поэтому будет являться изображением точки S в плоском зеркале. Это изображение называется мнимым, так как в точке S1 пересекаются не сами отраженные лучи, а их продолжения. Световая энергия в эту точку не поступает. Рассмотрим любые два луча расходящегося пучка, например крайние лучи пучка, попадающего в глаз, - лучи AB и CD. В треугольниках SAC и S1AC сторона AC общая. Используя закон отражения, можно доказать, что углы в треугольниках, прилегающие к этой стороне, соответственно конгруэнтны. Следовательно, треугольники конгруэнтны и совместятся друг с другом, если перегнуть рисунок по линии зеркала. Это означает, что точка S1 расположена симметрично точке S относительно зеркала. Поэтому для нахождения изображения точки достаточно опустить из нее на зеркало или на его продолжение перпендикуляр и продолжить его на такое же расстояние за зеркало. |
|
|
|
|
|
Закон преломления света. |
|
|
На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Часть световой энергии возвращается в первую среду, т.е. происходит отражение света. Если вторая среда прозрачна, то часть света при определенных условиях может пройти через границу сред, также меняя при этом, как правило, направление своего распространения. Это явление называется преломлением света. Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение размеров, формы и расположения предметов. В этом нас могут убедить простые наблюдения. Установим наклонно карандаш в стакане с водой. Часть карандаша, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону и увеличенной в диаметре.
Подобные явления объясняются изменением напрвления лучей на границе двух сред. Луч, распространяющийся в первой среде и достигающий границы, называется падающим лучом. Он составляет с перпендикуляром к границе, проведенным через точку падения, угол a, называемый углом падения. Луч, прошедший во вторую среду, называют преломленным лучом. Угол b, который этот луч образует с тем же перпендикуляром, называют углом преломления.
Закон преломления, установленный экспериментально в XVII веке, формулируется следующим образом: Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред.
|
|
|
|
|
|
Показатель преломления. |
|
|
Постоянная величина, входящая в закон преломления света, называется относительным показателем преломления или показателем преломления одной среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду. Относительный показатель преломления n связан с абсолютными показателями n2 и n1 первой среды соотношением:
Поэтому закон преломления может быть записан следующим образом:
Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой Абсолютный показатель преломления среды имеет глубокий физический смысл. Он связан со скоростью распространения света в данной среде и зависит от физического состояния среды, в которой распространяется свет, т.е. от температуры, плотности вещества, наличия в нем упругих натяжений. Показатель преломления зависит также и от характеристик самого света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фиолетового. |
|
|
|
|
|
Полное внутреннее отражение. |
|
|
Если n - показатель преломления стекла относительно воздуха (n>1), то показатель преломления воздуха относительно стекла будет равен 1/n. В данном случае стекло является первой средой, а воздух - второй. Закон преломления запишется так:
При этом угол преломления больше угла падения, т.к. sin b = n*sin a, а n>1; следовательно, sin b > sin a и следовательно, угол преломления больше угла падения (b > a). Значит, переходя в оптически менее плотную среду, луч отклоняется в сторону от перпендикуляра к границе двух сред. Наибольшему возможному углу преломления b = 90 соответствует угол падения a0. При угле падения a > a0 преломленный пучок исчезнет, и весь свет отражается от границы раздела, т.е. происходит полное отражение света.
|
