CC BY
17
УДК 535.622
А.О.ПОЖАРСКИЙ И. А. СЫСУЕВ
Омский государственный технический университет
К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ ТРИАДЫ ОПТИМАЛЬНЫХ ЦВЕТОВЫХ СТИМУЛОВ
Рассматриваются вопросы, относящиеся к определению охвата цветов нефлуоресциру-ющих объектов (предметов), в частности к выбору оптимальных цветовых стимулов для построения тела охвата цветов предметов, получаемых триадой основных.
Оптимальные цветовые стимулы имеют место, когда значения спектрального коэффициента отражения в некоторых участках спектра имеют нулевые значения и равняются единице — в остальных при наличии не более двух переходов от нуля к единице [ 1 ]. Объекты (предметы) с таким спектральным распределением представляют собой теоретический предел цветов нефлуоресцирующих объектов, в частности, применительно к полиграфии — это идеальные печатные краски.
Предметы с максимальным коэффициентом отражения на спектральном интервале А1—>0 имеют максимально чистые цвета, приближающиеся к спектральным, но эти цвета очень темные. Яркость увеличивается с увеличением спектрального интервала максимального отражения, хотя при этом уменьшается насыщенность. Кроме того, с увеличением спектрального интервала происходит также изменение цветового тона. Поэтому изменение спектрального интерваладля увеличения яркости при выборе оптимального стимула не должно изменять его цветовой тон.
Оптимальными цветовыми стимулами можно считать цвета предметов максимально яркие из максимально насыщенных, т.е. чистых.
Методика определения оптимальных цветовых стимулов, таким образом, заключается в расчете координат цвета стимула с различными спектральными интервалами максимального (р,„„ = 1) и минимального (р„„ = 0) отражения и выбора среди них, т.е. среди максимально насыщенных, максимально ярких цветов при условии неизменности цветового тона. В конечном счете речь идет о выборе спектрального интервала максимального отражения, который определяет оптимальный цветовой стимул.
Здесь отметим, что речь идет о выборе триады оптимальных стимулов, посредством (сложения) которых получают все иные цвета предметов.
По данным Л. Ф. Артюшина |2], спектральные интервалы соответственно синего, зеленого и красного из триады оптимальных стимулов составляют соответственно 380-490,490-575,575-780 нм.
Нами было решено осуществить проверку этих данных, но не в силу того, что они вызывают сомнения, а в силу задач собственных исследований, посвященных изучению возможностей методики определения цветового тона и насыщенности в колориметрической системе CIEI*a*b'-1976. Нам необходимо было получить тело охвата цветов предметов, образованных триадой оптимальных цветовых стимулов, для чего, следовательно, — осуществить выбор оптимальных цветовых стимулов.
Использование системы CIEXYZ-1931 для выбора оптимальных цветовых стимулов по показателям на-
сыщенности и яркости, на наш взгляд не является целесообразным в связи стем, что:
— график цветности ху имеет неудобный масштаб;
— точки цветов на графике цветности ху получены в результате двух последовательных проекций (на плоскость единичных цветов и затем на плоскость ху):
— система неравноконтрастна: необходимо рассчитывать колориметрическую чистоту для определения насыщенности.
Таким образом, для выбора оптимальных цветовых стимулов была использована система CIE L 'а 'Ь*-1976 и производная от нее система CIELch. Равноконтраст-ность указанных колориметрических систем позволяет достаточно просто определять максимально насыщенные цвета. В данном случае показателем насыщенности будет показатель с - croma (Lch), рассчитываемый из системы CIEL'a'b', а показателем яркости — координата I*.
Однако для определения цветового тона оптимальных стимулов CIEL'a'b'He пригодна, поэтому необходимо было воспользоваться графиком цветности ху для получения представления о цветовом тоне оптимальных цветовых стимулов.
Исследовались цветовые стимулы со спектральными интервалами максимального значения коэффициента отражения, представленными в табл. 1.
Таблица 1
Спектральные интервалы (нм) максимального отражения (рмп =1) исследуемых цветовых стимулов
Цветовые стимулы
Синий Зеленый Красный
Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3
380-460 450-570 490-540 450-610 550-780
380-470 460-570 490-550 460-600 560-780
380-480 470-570 490 560 470-590 570-780
380-490 480-570 490-570 480-580 580-780
ЗВ0-500 480-570 490-580 490-570 590-780
380-510 490-570 490-590 500-560 600-780
380-520 500-570 490-600 510-550 610-780
380-530 510-570 490-610 620-780
520-570 490-620 630-780
490-630
Поскольку цветовые параметры оптимальных цветовых стимулов определяются только спектральными интервалами максимального отражения, то при выборе оптимальных стимулов можно использовать любое из стандартных излучений. Иными словами, нефлуо-ресцирующий физический объект с предельно возможным чистым цветом при любом возможном освещении будет иметь самый чистый цвет среди прочих нефлуоресцирующих объектов, равно как и источник освещения — самый белый.
В настоящих расчетах в качестве такого источника применялось стандартное излучение DM, поскольку оно рекомендовано МКО для колориметрической оценки цвета.
Расчетные данные приведены в табл. 2Д 4инарис. 1. Расчетные данные в системе CIE XYZ приведены в
Таблица 2
Координаты цвета I*, а', Ь' я с (Leb) исследуемых цветовых стимулов по отношению к стандартному излучению DB при выборе синего оптимального цветового стимула
Интервал длин волн максимального отражения Pnt = j АХ, нм L' а• Ь* с
380-460 7 148 -121 189
380-470 12 145 -128 193
380-480 18 134 -129 186
380-490 24 114 -125 169
380-500 30 90 -117 148
380-510 37 59 -107 122
380-520 45 24 -94 97
380-530 54 -9 -79 80
табл. 5, 6, 7 и на рис. 2.
Анализ полученых данных позволяет сделать выводы, что оптимальными стимулами, соответствующими заданным критериям, являются цветовые стимулы с максимальным отражением (рки ~ 1) на следующих спектральных интервалах АЛ (нм):
Таблица 5
Координаты цветности к, у, 2 исследуемых цветовых стимулов при выборе синего оптимального цветового стимула (стандартный источник излучения
Интервал длин волн максимального отражения - ] АХ, нм. X У г
380-460 0,1637 0,0116 0,8247
380-470 0,1588 0,0161 0,8251
380-480 0,1533 0,0227 0,8240
380-490 0,1474 0,0332 0,8194
380-500 0,1415 0,0482 0,8103
380-510 0,1353 0,0711 0,7936
380-520 0,1294 0,1043 0,7664
380-530 0,1262 0,1458 0,7280
Таблица 3
Координаты цвета L', а", Ь' и с (Leb) исследуемых цветовых стимулов по отношению к стандартному излучению Dts при выборе зеленого оптимального цветового стимула
Таблица 6
Координаты цветности I, у, г исследуемых цветовых стимулов при выборе зеленого оптимального цветового стимула (стандартный источник излучения Ом)
Интервал длин волн максимального отражения р1пп = 1 АХ, нм L* в* t>* с
450-570 81 -95 -7 95
460-570 81 -111 10 111
470-570 81 -125 31 129
480-570 80 -134 52 144
490-570 79 -136 71 154
500-570 78 -133 86 158
510-570 76 -124 97 158
520-570 73 -111 104 152
490-540 58 -167 37 171
490-550 66 -160 50 168
490-560 73 -149 62 162
490-570 79 -136 71 154
490-580 В4 -121 ВО 145
490-590 88 -104 86 135
490-600 91 -87 91 126
490-610 93 -71 96 119
490-620 95 -57 99 114
490-630 96 -46 101 111
450-610 95 -52 17 54
460-600 92 -74 30 80
470-590 89 -98 46 108
460-580 85 -120 60 134
490-570 79 •136 71 154
500-560 72 -146 76 164
510-550 62 -145 74 163
Интервал длин волн максимального отраженя pui¡ = i ДА., нм. X У Z
450-570 0,1644 0,3755 0,4601
460-570 0,1658 0,4397 0,3945
470-570 0,1702 0,5237 0,3061
480-570 0,1787 0,6095 0,2118
490-570 0,1911 0,6768 0,1321
500-570 0,2054 0,7142 0,0804
510-570 0,2234 0,7303 0,0463
520-570 0,2469 0,7281 0,0251
490-540 0,0703 0,6668 0,2629
490-550 0,1085 0,6877 0,2038
490-560 0.1497 0,6887 0.1616
480-570 0,1911 0,6768 0,1321
490-580 0,2319 0.6571 0,1110
490-590 0,2720 0,6327 0,0952
490-600 0,3075 0,6084 0,0842
490-610 0,3398 0,5845 0,0757
490-620 0,3666 0,5639 0,0695
490-630 0,3867 0,5481 0,0652
450-610 0,2694 0,3998 0,3307
460-600 0,2556 0,4527 0,2917
470-590 0,2396 0,5229 0.2376
480-580 0,2170 0,6016 0,1814
490-570 0,1911 0,6768 0,1321
500-560 0,1625 0,7372 0,1003
510-550 0,1364 0,7855 0,0781
Таблица 4
Координаты цвета V, а', Ь' и с (Leb) исследуемых цветовых стимулов по отношению к стандартному излучению DIS при выборе красного оптимального цветового стимула
Интервал длин волн максимального отражения рпи = 1 АХ, нм L* а* Ь* с
550-780 02 33 145 149
560-780 76 48 140 140
570-780 70 62 133 146
580-780 64 73 123 144
590-780 57 82 113 140
600-780 50 86 103 134
610-7В0 42 85 93 126
620-780 35 81 82 115
630-780 27 73 75 104
Таблица 7
Координаты цветности х, у, г исследуемых цветовых стимулов при выборе красного оптимального цветового стимула (стандартный источник излучения О, )
Интервал длин волн максимального отражения ^ = \ АХ, нм. X У X
550-780 0,5431 0,4555 0,0013
560-780 0,5721 0,4271 0,0008
570-780 0,6013 0,3982 0,0005
580-780 0,6295 0,3701 0,0004
590-780 0,6562 0,3435 0,0003
600-780 0,8779 0,3219 0,0002
610-780 0,6955 0,3043 0,0001
620-780 0,7088 0,2912 0,0001
630-780 0,7183 0,2817 0,0000
4-7М
7Щ .41
ТЭД1 «51
5ЭД ли 73 4 0(1 14! V »-ТВ 1>б
* Л"! 40У ИН ИЗ (У7Я
ММ 11=1 /" »
1Г( л -V
РМ7 1 -А
л 5». 49
V ™ В-5Г Ч ч_
S 6М 0.1» 15
-1 ю л 0 и \ и 1) 1 1 0 • 10
7П
141
1Т м «л 1=45
111. 17
ЮЛ 30 1ма 1=7
и то, Я
эво = 16
2 X 1Г
5
3
Рис. 1. Диаграмма цветности аЬ с точками цветов цветовых стимулов с различными спектральными интервалами максимального (р,„=1) и минимального (р,„ =0) отражения по отношению к стандартному излучению £>„:
• М0.450; 1.-7 - исследуемые цвета цветовых стимулов;
• эм.(во; - цвета оптимальных цветовых стимулов;
числами указаны спектральные интервалы максимального отражения (р„„=1) и координата V.
я»— з-52 ИМ <4 »•570
С •5 \б- 0
ч ЧС05Д >1^570
4в0»5( •460- МО М-670
.46 V •490 500 \)| \
V 14110 ном 170
300 <470- 70 Л гмэо \
\. бс-чю
•«М 0 V ТШ
\ ♦450-5 1) \ ШО4^ •гео
\ ШЬ! =616 НО-'«) 1М(«0 >-780)
Г
/ №¡>1 Ки
/
/ 1
—VI— 480Ч1 ПО- . ( г ] 1
— | : !
Ш-4М 6» 7 ( А И
Рис 2 Диаграмма цветности ху с точками цветов цветовых стимулов с различными спектральными интервалами максимального 1р„-1» и минимального (р„=0) отражения по отношению к стандартному излучению 0,5: . эмми - исследуемые цвета цветовых стимулов; • зво-480 - цвета оптимальных цветовых стимулов; числами указаны спектральные интервалы максимального отражения (р,„=1); Лс, А3, Лк - доминирующие длины волн оптимальных цветовых стимулов.
I
>
5 о
синий - 380-490 зеленый -490-570 красный - 600-780.
Указанные оптимальные стимулы являются самыми яркими из самых насыщенных, при этом соответствуют заданному цветовому тону — доминирующие длины волн соответственно: Лс =460 (синий), А, =529 (зеленый), кк =616нм (красный).
Что касается спектральных интервалов максимального отражения для синего и зеленого оптимальных стимулов, то они соответствуют данным [2]. Однако для красного оптимального стимула наши исследования дают несколько иные данные, так как третьим критерием выбора оптимального цветового стимула была выбрана неизменность (заданность) цветового тона. Цвет же стимула с интервалом максимального отражения 575-780 нм — оранжевый (доминирующая длина волны АябООнм, рис.2).
Кроме того, нами были получены данные о цветности оптимальных стимулов по отношению к стандартным излучениям А В, С, Д^, 055, Ов5, К75. Анализ данных указывает, что цветность красного оптимального цветового стимула не зависит от источника освещения. Цветность синего — зависит в незначительной степени: при увеличении коррелированной цветовой температуры от 2856 К (стандартное излуче-
ние А) до 7500 К (стандартное излучение D7J) доминирующая длина волны изменяется от 462 до 460 нм.
В наибольшей степени изменяется цветовой тон зеленого оптимального цветового стимула. При изменении цветности источника освещения от А до D7S (в последовательности увеличения цветовой температуры) доминирующаядлинаволны изменяется от523до 530 нм.
Полученные результаты подлежат обсуждению, в частности при рассмотрении вопроса о выборе триады оптимальных цветовых стимулов, посредством (сложения) которых возможно получить максимальное по объему тело охвата цветов предметов.
Литература
1. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. — М.: Мир, 1977. - С. 370-374.
2. Артюшин Л.Ф., Артюшина Е.А. Цветоведение для полиграфистов. — М.: Книга, 1977. —С. 75-78.
ПОЖАРСКИЙ Артем Олегович, студент гр. ПТ-518, химико-полиграфический факультета. СЫСУЕВ Игорь Александрович, кандидаттехнических наук, доцент кафедры "Дизайн, реклама и технология полиграфического производства".
удк 535" А. О. ПОЖАРСКИЙ
И. А. СЫСУЕВ
Омский государственный техничекий университет
ВОЗМОЖНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦВЕТОВОГО ТОНА И НАСЫЩЕННОСТИ ЦВЕТОВ В КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ CIE L*a*b*-1976_
Рассматривается возможность и методика определения цветового тона и насыщенности цветов по двухчастным диаграммам цветности ab.
Колориметрическая система CIE L'a'b'-1976 не предназначена для колориметрических операций. Она разрабатывалась с целью сделать цветовое пространство равноконтрастным, т.е. изотропным, с точки зрения визуального восприятия цветов, так, чтобы было возможным определять цветовые различия. В равноконтрастном пространстве одинаковым цветовым различиям соответствуют одинаковые расстояния между точками сравниваемых цветов. Использовавшиеся до этого в колориметрии системы CIERGB-1931 и CIEXYZ-1931 не соответствовали этим требованиям в силу того, что изотропны с точки зрения физики цвета.
В настоящее время система CIE L'a'b'-1976 стала фактически международным стандартом описания цвета в программном обеспечении для обработки и воспроизведения изображений, в том числе и в поли-
графии. Достаточно часто при воспроизведении цветов триадными красками возникает необходимость определения цветового тона и «физической» насыщенности. Однако оперируя параметрами I', а* и Ь*, сделать это сложно. Равноконтрастная система повторяет особенности зрения, а именно неравномерность зрительных ощущений: по цветовому тону — в зависимости от участка спектра, и насыщенности — в зависимости от цветового тона. Иными словами, зрительная система человека способна различать разные количества цветовых тонов (оттенков) красного, оранжевого, синего и т.д., с одной стороны, ас другой — различное количество градаций насыщенности того или иного цветового тона.
В системах RGB и XYZ цвет а одинакового цветового тона расположены на диаграммах цветности на отрезках прямых, соединяющих точку белого (точку цвет-
