Основы теории цвета

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Субъективные (психологические) и объективные (физические) характеристики цвета

Цвет - это сложное психофизическое явление, поэтому наука о цвете включает в себя физические, физиологические и психологические аспекты.

Физика цвета рассматривает оптические явления, возникающие при рассматривании предметов в отраженном или проходящем свете, а также аппаратуру и методы получения и измерения соответствующих спектров.

Физиология цвета изучает действие излучений на глаз, причины возникновения светового и цветового ощущений, работу зрительного аппарата.

Психология цвета изучает влияние психологических факторов на ощущения, вызванные излучениями с определенными физическими характеристиками.

Объективные (физические) характеристики цвета. Цвета всех спектральных излучений спектра видимого света располагаются в довольно коротком интервале длин волн излучения: от точки сине-фиолетового излучения с длиной волны 400 нм до точки красного излучения с длиной волны 700 нм.

Если рассматривать свет по волновой теории, то волна кроме длины имеет и вторую характеристику - мощность (амплитуда). Следовательно, из объективных характеристик цвета можно выделить его длины волны излучения и мощности излучения. Излучения, имеющие только одну длину волны, называют монохроматическими излучениями. В интервале длин волн видимого спектра монохроматические излучения определяют как спектральные цвета. Цвета двух монохроматических излучений видимого спектра, образующих белый свет, называют дополнительными цветами.

Мощность излучения для цвета определяется понятием «яркость». Мощность излучения можно рассматривать в двух плоскостях: 1) мощность излучения непосредственно от источника излучения и, 2) мощность излучения от объекта отражающий или пропускающий излучения другого источника. Поверхность и вещество объекта, как правило, меняет мощность и длину волны излучения. Следовательно, яркость - понятие объективное (физическое) и оно характеризуется количеством света, попадающего в глаз наблюдателя от объекта излучающего, пропускающего сквозь себя или отражающего свет.

Физиология восприятия цвета. Ощущение цвета возникает в мозге при возбуждении и торможении цветочувствительных клеток - рецепторов глазной сетчатки человека или другого животного, колбочках. Считается (хотя на сегодняшний день так никем и не доказано), что у человека и приматов существует три вида колбочек различающихся по спектральной чувствительности - с («красные»), г («зелёные») и в («синие»), соответственно. Светочувствительность колбочек невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточная освещённость или яркость. Наиболее богаты цветовыми рецепторами центральные части сетчатки.

Каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трёх цветов («трёхкомпонентная теория цветового зрения»). Установлено, что рептилии, птицы и некоторые рыбы имеют более широкую область ощущаемого оптического излучения. Они воспринимают ближний ультрафиолет (300-380 нм), синюю, зелёную и красную часть спектра. При достижении необходимой для восприятия цвета яркости наиболее высокочувствительные рецепторы сумеречного зрения - палочки - автоматически отключаются.

Субъективное восприятие цвета зависит также от яркости и скорости её изменения (увеличения или уменьшения), адаптации глаза к фоновому свету, от цвета соседних объектов, наличия дальтонизма и других объективных факторов; а также от того, к какой культуре принадлежит данный человек (способности осознания имени цвета); и от других, ситуативных, психологических моментов.

Субъективные (психологические) характеристики цвета. Характер цветового ощущения зависит как от суммарной реакции цветочувствительных рецепторов, так и от соотношения реакций каждого из трех типов рецепторов. Суммарная реакция определяет светлоту, а соотношение ее долей - цветность. Ощущение ахроматического цвета возникает, когда все рецепторы раздражаются с одинаковой интенсивностью. Поскольку разница в зрительном ощущении при действии на глаз ахроматических излучений зависит только от уровня раздражения рецепторов, ахроматические цвета могут быть заданы одной психофизической количественной величиной - светлотой.

Если рецепторы разных типов раздражены неодинаково, возникает ощущение хроматического цвета. Для описания хроматического цвета нужны два вида характеристик. Это светлота и цветность - сложное зрительное ощущение, двумерное по своей природе. Она определяет «качество» цвета сразу по двум психофизическим параметрам - насыщенности и цветовому тону.

Степень отличия хроматического цвета от ахроматического называется насыщенностью. Чем больше перевес в возбуждении этих рецепторов, тем сильнее ощущение хроматичности цвета, его насыщенности. Монохроматические излучения обладают максимальной насыщенностью цвета.

Цветовой тон - это характеристика цвета, определяющая его сходство с известным природным цветом и выражаемая словами. Например, желтый, малиновый, болотный. Весь спектр цветов с различным цветовым тоном возникает в случае перевеса в возбуждении одного из фоторецепторов. Наименьшая реакция фоторецептора определяет насыщенность цвета.

Психологические характеристики цвета - цветовой тон, насыщенность и светлота - зависят не только от спектральных характеристик излучения, но и от условий наблюдения цветового фона, адаптации и т.д.

2. По известной доминирующей длине волны () и условной чистоте цвета () (используя диаграмму xy) написать уравнение цветности в системе XYZ. Источник света - Е

цвет чистота отражение

Е (0,33; 0,33) Цл (0,02; 0,76) Русл = ЕЦ/ЕЦл 0,2 = ЕЦ/5,4 ЕЦ = 1,08

Отложим на графике длину ЕЦ и получим первые две координаты (0,27; 0,41)

Сумма координат цветности всегда равна единице:

Ц = xX + yY + zZ = 1

Следовательно

z = 1 - (x + y)

z = 1 - (0,27 + 0,41) = 0,32

Уравнение цветности:

Ц = 0,27X + 0,41Y + 0,32Z

3. Провести расчет цветов оригинала по его кривым отражения

D65 (0,31; 0,33)

Дл = 20 нм

Образец № 2

Вычисление монохро-матических координат цвета:

Суммируем полученные данные для xл, yл и zл по формулам:

Координаты цвета вычисляются по формуле:

При работе с Дл = 20 нм суммарное значение граф 6, 7, 8 следует умножить на 4:

X = 11, 53 Ч 4 = 46,12

Y = 11,73 Ч 4 = 46,92

Z = 33,34 Ч 4 = 133,36

Уравнение Цвета:

Ц = 46,12X + 46,92Y + 133,36Z

Чтобы перейти от уравнения Цвета к уравнению Цветности, следует разделить координаты цвета уравнения Ц = XX + YY + ZZ на модуль (m):

m = X + Y + Z m = 46,12 + 46,92 + 133,36 = 226,4

Ц =

Уравнение Цветности:

Ц = 0,2X + 0,2 Y + 0,6Z

Нанесем на график две первые координаты цветности обозначив таким образом точку цветности Ц, которая будет характеризовать данный цвет.

Продлим линию ЕЦ до пересечения с локусом. Точка Цл = 475 нм (лдом), цветовой тон голубой (в соответствии с кривыми сложения xyz).

Нахождение (уловной) колориметрической чистоты цвета, характеризующей насыщенность, осуществляется по графику

Русл = ЕЦ/ЕЦл P = 1,9/3,1 = 0,63

Значение Русл = 0,63, значит цвет средненасыщенный.

Нахождение яркости цвета:

Bц = 680 Ч Y Bц = 680 Ч 46,92 = 31 905,6 кд/м2

Вывод: лдом = 475 нм, цветовой тон голубой, условная колориметрическая чистота цвета Русл = 0,63, цвет средненасыщенный.

Размещено на Allbest.ru