Образование белого цвета
Поверхность неоднородна из-за молекулярных дефектов. Белый цвет формируется за счет сочетания эффектов отражения и диффузного рассеяния: J= Jотр+ Jрас .
Абсолютно белых веществ нет. Самые белые вещества - оксид Mg (его белизна - 99.7 %) и оксид Ba. Они лежат в основе высококачественных белых красок. Очень белый - оксид Ti2О3. Белый цвет целлюлозных волокон - в частности, хлопчатобумажных тканей и бумаги - обусловлен сочетанием явлений отражения и рассеивающей способности волокна. Процесс подготовки целлюлозного волокна и бумаги заключается в создании высоких рассеивающих свойств поверхности путем очищения целлюлозного волокна от примесей.
Цвет
Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излученияоптического диапазона, определяемая на основании возникающегофизиологическогозрительногоощущения. Иначе говоря, цвет — этоощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Таким образом, цвет объекта зависит от источника света, свойств объекта отражать (пропускать) свет и чувствительности человеческого глаза к электромагнитным волнам разной длины (рисунок 3).
Согласно современным представлениям, цвет определяется:
соотношением отражающей и поглощающей способности поверхности и химической природы пигментов, которыми покрыта поверхность;
свойствами источников излучения;
цветовым зрением человека.
Рисунок 3 – Составные функции цвета
Первый закон Грассмана
Великим немецким математиком Г. Грассманом, основателем современной алгебры, в 1856 г. были сформулированы законы образования цвета.
Первый закон. Каждый цвет может быть выражен через три линейно независимых цвета, а количество триад линейно независимых цветов бесконечно велико.
Линейно независимые цвета – три цвета, каждый из которых не может быть получен смешением двух других.
F = a1 F1 + a2 F2 + a3 F3 , (4)
где F результирующий поток цветного излучения;
F1, F2, F3 - потоки излучений линейно независимых цветов;
a1, a2, a3 - постоянные коэффициенты, характеризующие вклад каждого составляющего цвета.
Один из примеров триады: красный R, зеленый G и синий B цвета:
F = a1 R + a2 G + a3 B.
Физиология цвета
Три типа колбочек (и три типа йодопсинов): красно-, зелено- и сине-чувствительные; дневное цветовое зрение.
Родопсин (и палочки) обладают более высокой и «широкой» светочувствительностью; не различая цвета, позволяют видеть в сумерках (адаптация млекопитающих к ночному образу жизни).
«Синий» и «красный» йодопсины более древние; родопсин – от «синего». У млекопитающих обычно не более 2-х типов колбочек (красно- и синечувствительные; ген «зеленого» йодопсина – дополнительная мутация гена «красного»).
Наследование «красного» и «зеленого» (но не «синего») сцеплено с Х-хромосомой; около 7% мужчин и 0.5% женщин – дальтоники.
Законы Грассмана имеют физиологическую основу. Цветовое зрение здорового человека связано с наличием трёх типов клеток в колбочках сетчатки глазного дна. Эти колбочки содержат пигменты, максимумы спектральной чувствительности которых соответствуют 450 нм (синий), 550 нм (зеленый) и 630 нм (красный). Все многообразные цвета воспринимаются человеком через смешение излучений этих трех компонентов в различных пропорциях. Например, чтобы получить оранжевый цвет, необязательно воспроизводить его тон - длину волны в электромагнитном спектре. Достаточно создать суммарный спектр излучения, который возбуждает колбочки сетчатки глаза так же, как оранжевый цвет. В заключение отметим, что законы Грассмана являются теоретической базой современных колориметрических и компьютерных систем измерения цвета.