книги из ГПНТБ / Ершов, А. П. Цвет и его применение в текстильной промышленности

красками и покрытых защитным лаком. Каждый образец имеет полную цветовую характеристику в международной системе измерения цвета.

ГЛАВАХ

ЭЛЕМЕНТЫ ВЫСШЕЙ МЕТРИКИ ЦВЕТА

§ 1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

К низшей метрике цвета относятся вопросы, связанные с из­ мерением, характеристикой, пространственным представлением о цвете. Высшая метрика цвета имеет дело с ощущением цвета, установлением его тождеств и различий. Эти вопросы имеют большое практическое значение, поскольку позволяют разрабо­ тать стандарт и допуски для цветов промышленных изделий.

При определении тождества ощущений нескольких цветов следует убедиться в тождестве трех их основных характеристик: цветового тона, насыщенности и светлоты. При этом могут быть получены ошибки в пределах одного цветового порога указанных характеристик. Определение различия в ощущении цветов мо­ жет быть измерено числом порогов различий цветовых характе­ ристик, используемых для установления тождества. Для далеких цветов такое измерение не имеет практического значения. Но если цвета близки, например цвета стандарта и воспроизведен­ ного образца, то такое определение позволит установить величи­ ны отклонений и нормировать их.

Различие в ощущении цветов можно определить нескольки­ ми объективными методами. Проще всего воспользоваться для этих целей хорошим атласом цветов, имеющим равноступенча­ тые шкалы по цветовому тону, насыщенности и светлоте. Подо­ брав в таком атласе эталоны, соответствующие стандарту и вос­ произведенному образцу, определяют их характеристики и вы­ числяют разность полученных таким образом величин. Для точных измерений такой метод требует наличия подробного атласа, но и в этом случае он полностью не лишен некоторых элементов субъективности. Для того чтобы избавиться от субъ­ ективности и полностью перейти к приборному методу измере­ ний, определяют разность координат цветов стандарта и образца (ДА, ДУ, AZ) и используют полученные данные для расчета раз­ личия в цветоощущении (разнооттеночности).

При таком методе определения разнооттеночности необходи­ мо иметь расчетные формулы, вывод которых затруднен тем обстоятельством, что разность координат цвета не пропорцио­ нальна различию в ощущении. Более того, одинаковым величи­ нам разнооттеночности на графике МКО соответствуют разные расстояния между точками цветов сравнения, зависящие как от

111

расположения их на графике, так и от направления линии, соеди­ няющей рассматриваемые точки. Это говорит о том, что глаз различает разные цвета с разной точностью. Точность цветоразличения можно оценить ошибкой, получаемой при визуальном рассмотрении цветов. Ошибка в определении тождества ощуще­ ния цвета равна цветовому порогу и является мерой разноотте­ ночное™. Если разнооттеночное™ сравниваемых образцов более цветового порога, то говорят о наличии «цветового контраста» и измеряют его числом цветовых порогов между цветами сравни­ ваемых образцов.

Рис. 75. Уточненное положение эллипсов Мак-Адама па цве­ товом графике МК.О.

Для определения величины цветового порога по визуальным данным и установления тождества ощущений цвета Мак-Адам взял 25 образцов различных цветностей. Каждый из этих образ­ цов он измерял с помощью трехцветного визуального колори­ метра по 50 раз и полученные данные наносил на цветовой гра­ фик МКО. Затем он определил среднее значение квадратичной ошибки по различным направлениям и получил 25 эллипсов оши­ бок определения, являющихся эллипсами цветовых порогов для цветов каждого из измеряемых образцов. На рис. 75 эти эллипсы изображены увеличенными в 10 раз. Как видно из рисунка, эл­

1 1 2

липсы имеют различную величину главных осей и различное их направление. Несмотря на этот недостаток, эллипсы Мак-Адама часто используются для определения разнооттеночное™ (цвето­ вого контраста). Для этого на цветовой график наносят точку цветности стандарта и вычеркивают эллипс Мак-Адама так, что­ бы пересечение его осей совпадало с точкой стандарта. При этом учитывается, что величина осей эллипса зависит от коэффициен­ та яркости. Затем на тот же график накосят точку цветности воспроизводимого образца и соединяют ее с точкой цветности стандарта. Разнооттеночное™ определяется числом отрезков ра­ диуса-вектора эллипса, направленного в сторону точки цветности образца, которые откладывают на отрезке между точками цвет­ ности сравниваемых образцов.

из методов получения такой системы является проективное пре­ образование системы МКО так, чтобы на графике цветности но­ вой системы эллипсы Мак-Адама превратились в окружности. Графики такой системы носят название равноконтрастных цве­ товых графиков. Они дают возможность установить связь между разнооттепочностью и координатами цвета системы МКО. По­ скольку величина цветовых порогов очень мала, на практике используются большие величины, например, в текстильной про­ мышленности применяются единицы NBS (Национального бюро стандартов США), равные пяти порогам цветоразличения.

Ниже рассматриваются различные равноконтрастные цвето­

113

но чаще всего для этих целей используется проективное пре­ образование цветового графика МКО с таким расчетом, чтобы эллипсы Мак-Адама преобразовались в окружности. В ка­

до Л°. Впервые такое преобразование произвел в 1935 г. Джадд, приняв угол А = 60°. Полученная им система координат цветно­ сти г и g связана с системой МКО следующими соотношениями:

На рис. 77 представлен равноконтрастный график Джадда, но этот график не дает достаточно однородной шкалы цветности. Так, если вновь перенести на цветовой график МКО данные рав­ ноконтрастного графика Джадда для ряда точек, то получатся эллипсы (рис. 78), большие оси которых направлены так, что продолжение их сходится в начале координат. Несмотря на неточность, равноконтрастный график Джадда в прямоугольной

114

У528

0,8

Рис. 78. Перенесение данных равноконтрастной системы Джадда на цветовой график МКО.

Рис. 79. Равноконтрастный график Джадда в прямоугольной системе координат.

115

системе координат находит широкое применение в текстильной промышленности. Вид такого графика изображен на рис. 79. Связь между координатами цветности этой системы и системы МКО выражается следующими соотношениями:

Приближенная зависимость между равноконтрастной цвето­ вой системой Джадда и МКО определяется уравнениями:

R' = 3,1956л - -|-|2,4478К + 0.1434Z,

G' = 2,5455Л + 7,0492К + 0.9963Z,

В' = 0,0000Л -I- 0,0000К | 1.0000Z.

Всвоих работах Мак-Адам подтвердил приближенный харак­ тер равноконтрастного графика Джадда и уточнил расположе­ ние эллипсов на цветовом графике МКО. На рис. 75 изображен

Рис. 80. Равноконтрастный график Мак-Адама в прямоугольной системе координат.

полученный Мак-Адамом уточненный график, а на рис. 80 — равноконтрастный цветовой график, построенный по способу Джадда. Координаты цветности равноконтрастного графика

116

(и и v) связаны с координатами цветности системы МКО сле­ дующими соотношениями:

Координаты цвета равны:

U = *-;3Х, V - У, W = \ ,5Y - 0,5Х + 0,5Z.

На рис. 81 представлены эллипсы Мак-Адама, перенесенные на равноконтрастный график. Как видно из рисунка, получились замкнутые кривые, по виду более близкие к окружностям, чем к эллипсам.

В 1934 г. Брекенридж и Шауб, основываясь на данных Райта, построили равноконтрастный график, изображенный на рис. 82, установив двухступенчатую зависимость между координатами цветности системы МКО и своей системы:

голубые, в третьем — пурпурные, в четвертом — красные, желтые

иоранжевые цвета. На равноконтрастном графике Брекенриджа

иШауба (рис. 83) нанесены отрезки прямых, имеющих равные ступени разнооттеночности. Как видно из рисунка, длины этих отрезков мало отличаются друг от друга, что указывает на ли­ нейный характер связи между разностью координат и величиной цветоразличения.

В 1941 г. Хантер избрал за основу построения равноконтраст­ ного графика сечение цветового тела атласа цветов Мюнселла перпендикулярно шкале серых цветов. Это сечение дает набор цветов одной и той же светлоты, каждый из которых имеет опре­ деленные координаты цветности. Введя для построения равно­ контрастного графика координаты а и р, он связал эту систему с системой МКО:

На рис. 84 приведено сечение цветового тела атласа Мюн­ селла по плоскости 4/6, а начало координат расположено в точке «белого цвета» источника С. При построении равноконтрастной цветовой системы следует учесть, что светлоты изменяются в со­ ответствии с законом Вебера — Фехнера и в каждом случае равны У1/2, поэтому любое ощущение цвета в системе Хантера может быть представлено координатами а, р и У1/2- Вид цвето­ вого пространства в этой системе изображен на рис. 85. Равно-

118

контрастная цветовая система Хантера дает возможность выве­ сти формулу связи между координатами цвета и величиной раз­ нооттеночное™.

Рис. 84. Цветовой, график с нанесенными на него точками цветности 4-го се­ чения 4/6 атласа Мюнселла.

Среди новых путей построения равноконтрастных цветовых систем следует указать на работы И. Е. Болдырева и К- Б. Мар­ тынова, а также Д. А. Шкловера, построенные на отличных от вышеизложенных принципов. В первой из них пороговый эллипс

= a xd x 2 + 2a d x dy - \- axd y 2

преобразован к виду

dSix —du.2 AiUiV^dv2.

119