Godine 1676. Sir Isaac Newton je koristio trodjelnu prizmu da razloži bijelu sunčevu svjetlost u spektar boja.
Različite boje stvaraju svjetlosni valovi, koji su određena vrsta elektromagnetne energije.
Ljudsko oko može da percipira svjetlost samo na talasnim dužinama između 400 i 700 milimikrona: 1 milimikron ili 1 mt = 1/1.000.000 mm.

Talasna dužina koja odgovara pojedinačnim bojama spektra i odgovarajuće frekvencije (broj oscilacija u sekundi) za svaku prizmatičnu boju imaju svoje karakteristike.

Svaku boju spektra karakteriše sopstvena talasna dužina, odnosno može se tačno odrediti talasnom dužinom ili frekvencijom oscilovanja. Svetlosni talasi sami po sebi nemaju boju. Boja nastaje samo kada te valove percipiraju ljudsko oko i mozak. Kako on prepoznaje ove talase još nije u potpunosti poznato. Znamo samo da su različite boje rezultat kvantitativnih razlika u fotoosjetljivosti.

Ostaje da se istraži važno pitanje boje tijela predmeta. Ako, na primjer, stavimo filter koji emituje crveno i filter koji prenosi zeleni ispred lučne lampe, tada će oba filtera zajedno dati crninu ili tamu. Crvena boja apsorbuje sve zrake spektra, osim zraka u intervalu koji odgovara crvenoj boji, a zeleni filter odlaže sve boje osim zelene. Dakle, nijedna zraka nije propuštena i dobijamo mrak. Boje apsorbirane u fizičkom eksperimentu nazivaju se i subtraktivne.

Boja objekata nastaje uglavnom u procesu apsorpcije talasa. Crvena posuda izgleda crveno jer upija sve ostale boje svjetlosnog snopa i odbija samo crvenu. Kada kažemo "ova šolja je crvena", ono što zapravo mislimo je da je molekularni sastav površine čaše takav da apsorbuje sve svetlosne zrake osim crvenih. Sama šolja nema boju, boja se stvara paljenjem. Ako se crveni papir (površina koja upija sve zrake osim crvene) osvijetli zelenim svjetlom, tada će nam papir izgledati crn, jer zelena ne sadrži zrake koje odgovaraju crvenoj, a koje bi naš papir mogao reflektirati. Sve slikovne boje su pigmentirane ili materijalne. To su upijajuće (upijajuće) boje, a pri njihovom miješanju treba se voditi pravilima oduzimanja. Kada se dodatne boje ili kombinacije koje sadrže tri primarne boje - žutu, crvenu i plavu - pomiješaju u određenom omjeru, rezultat će biti crna, dok će slična mješavina nematerijalnih boja dobivena u eksperimentu Newtonove przme rezultirati bijelom, jer ovdje Unija boja zasniva se na principu sabiranja, a ne oduzimanja.

Dve boje koje se kombinuju da bi proizvele belu boju nazivaju se komplementarnim bojama. Ako iz spektra uklonimo jednu boju, na primjer zelenu, a pomoću sočiva prikupimo preostale boje - crvenu, narandžastu, žutu, plavu i ljubičastu - tada će pomiješana boja koju dobijemo ispasti crvena, tj. boja komplementarna zelenoj koju smo uklonili. Ako uklonimo žutu boju, onda će nam preostale boje - crvena, narandžasta, zelena, plava i ljubičasta - dati ljubičastu, odnosno boju komplementarnu žutoj. Svaka boja je komplementarna mješavini svih ostalih boja u spektru. U mješovitoj boji ne možemo vidjeti njene pojedinačne komponente.

U prirodi ne postoji cveće kao takvo. Svaka nijansa koju vidimo je određena jednom ili drugom talasnom dužinom. nastaje pod uticajem najdužih talasnih dužina i jedno je od dva lica vidljivog spektra.

O prirodi boja

Pojava određene boje može se objasniti zakonima fizike. Sve boje i nijanse rezultat su moždane obrade informacija koje dolaze kroz oči u obliku svjetlosnih valova različitih valnih dužina. U nedostatku valova ljudi vide, a uz istovremenu izloženost cijelom spektru - bijelo.

Boje objekata određene su sposobnošću njihovih površina da apsorbuju valove određene valne dužine i odbiju sve ostale. Osvetljenje je takođe važno: što je svetlost svetlija, to se talasi intenzivnije reflektuju i objekat izgleda svetlije.

Ljudi su u stanju da razlikuju preko sto hiljada boja. Mnogima omiljene grimizne, bordo i trešnje nijanse formiraju najduži valovi. Međutim, da bi ljudsko oko vidjelo crvenu boju, ona ne smije prelaziti 700 nanometara. Iza ovog praga počinje infracrveni spektar, nevidljiv za ljude. Suprotna granica koja odvaja ljubičaste nijanse od ultraljubičastog spektra je na nivou od oko 400 nm.

Spektar boja

Spektar boja, kao dio njihove ukupnosti, raspoređen u rastućem redoslijedu valnih dužina, otkrio je Newton tokom svojih čuvenih eksperimenata sa prizmom. On je izdvojio 7 jasno prepoznatljivih boja, a među njima - 3 glavne. Crvena boja se odnosi i na prepoznatljivu i na osnovnu. Sve nijanse koje ljudi razlikuju su vidljivo područje ogromnog elektromagnetnog spektra. Dakle, boja je elektromagnetski talas određene dužine, ne kraći od 400, ali ne duži od 700 nm.

Njutn je primetio da snopovi svetlosti različitih boja imaju različite stepene prelamanja. Tačnije rečeno, staklo ih je prelomalo na različite načine. Maksimalna brzina prolaska zraka kroz supstancu i, kao rezultat, najmanja refrakcija bila je olakšana najvećom talasnom dužinom. Crvena je vidljiva reprezentacija najmanje prelomljenih zraka.

Talasi koji se formiraju crveno

Elektromagnetski talas karakterišu parametri kao što su dužina, frekvencija i Pod talasnom dužinom (λ) uobičajeno je da se razume najmanja udaljenost između njegovih tačaka koje osciluju u istim fazama. Osnovne jedinice talasne dužine:

• mikron (1/1000000 metara);
• milimikron, ili nanometar (1/1000 mikrona);
• angstrom (1/10 milimikrona).

Maksimalna moguća talasna dužina crvene je 780 mikrona (7800 angstroma) kada prolazi kroz vakuum. Minimalna talasna dužina ovog spektra je 625 mikrona (6250 angstroma).

Drugi značajan pokazatelj je frekvencija oscilacija. Vezano je za dužinu, tako da se val može postaviti na bilo koju od ovih vrijednosti. Frekvencija crvenih talasa je u rasponu od 400 do 480 Hz. Energija fotona u ovom slučaju formira raspon od 1,68 do 1,98 eV.

temperatura crvene boje

Nijanse koje osoba podsvjesno percipira kao tople ili hladne, sa znanstvenog gledišta, u pravilu, imaju suprotan temperaturni režim. Boje povezane sa sunčevom svetlošću - crvena, narandžasta, žuta - obično se smatraju toplim, a suprotne boje hladnim.

Međutim, teorija zračenja dokazuje suprotno: crvene nijanse su mnogo niže od plavih. U stvari, to je lako potvrditi: vruće mlade zvijezde imaju i blijede - crvene; kada se zagrije, metal prvo postaje crven, zatim žut, a zatim bijeli.

Prema Bečkom zakonu, postoji inverzna veza između stepena zagrevanja talasa i njegove dužine. Što se objekat više zagreva, to više snage pada na zračenje iz kratkotalasnog područja, i obrnuto. Ostaje samo zapamtiti gdje je u vidljivom spektru najveća valna dužina: crvena zauzima poziciju koja je u kontrastu s plavim tonovima, a najmanje je topla.

nijanse crvene

U zavisnosti od specifične vrednosti koju ima talasna dužina, crvena boja poprima različite nijanse: grimizna, malina, bordo, cigla, trešnja itd.

Nijansu karakterišu 4 parametra. To su kao što su:

1. Nijansa je pozicija koju boja zauzima u spektru među 7 vidljivih boja. Dužina elektromagnetnog talasa postavlja ton.
2. Svjetlina - određuje se jačinom zračenja energije određenog tona boje. Maksimalno smanjenje svjetline dovodi do činjenice da će osoba vidjeti crno. Uz postupno povećanje svjetline, iza njega će se pojaviti - bordo, nakon - grimizno, a s maksimalnim povećanjem energije - svijetlo crveno.
3. Lakoća - karakterizira blizinu nijanse bijeloj. Bijela boja je rezultat miješanja valova različitih spektra. Uz uzastopno povećanje ovog efekta, crvena boja će postati grimizna, zatim ružičasta, zatim svijetloružičasta i na kraju bijela.
4. Zasićenost određuje koliko je boja udaljena od sive. Siva boja po svojoj prirodi su tri osnovne boje pomiješane u različitim količinama kada se svjetlina emisije svjetlosti smanji na 50%.

Vidljiva svjetlost je energija onog dijela spektra elektromagnetnog zračenja koju možemo uočiti očima, odnosno vidjeti. To je tako jednostavno.

Talasna dužina vidljive svjetlosti

A sada je teže. Talasne dužine svjetlosti u vidljivom dijelu spektra leže u rasponu od 380 do 780 nm. Šta to znači? To znači da su ti valovi vrlo kratki i visokofrekventni, a "nm" je nanometar. Jedan takav nanometar je jednak 10 -9 metara. A ako ljudskim jezikom, onda je ovo milijarda metra. Odnosno, metar je deset decimetara, sto centimetara, hiljadu milimetara, ili... Pažnja! Jedna milijarda nanometara.

Kako vidimo boje u spektru vidljive svjetlosti?

Ne samo da naše oči mogu uočiti ove male valove, već mogu i razlikovati njihove valne dužine unutar spektra. Ovako vidimo boju kao dio vidljivog spektra svjetlosti. Crvena svjetlost, jedna od tri osnovne boje svjetlosti, ima talasnu dužinu od približno 650 nm. Zelena (druga primarna) - približno 510 nm. I na kraju, treći - plavi - 475 nm (ili tako nešto). Vidljiva sunčeva svjetlost je svojevrsni koktel u kojem se miješaju ove tri boje.

Zašto je nebo plavo, a trava zelena?

Zapravo, ovo su dva pitanja, a ne jedno. I tako ćemo dati dva različita, ali povezana odgovora. U podne vidimo vedro nebo plavo jer se kratke talasne dužine svetlosti efikasnije raspršuju kada se sudare sa molekulima gasa u atmosferi nego duge talasne dužine. Dakle, plavetnilo koje vidimo na nebu je plava svjetlost raspršena i stalno reflektirana od strane molekula atmosfere.

Ali pri izlasku i zalasku sunca, nebo može poprimiti crvenkastu boju. Da, dešava se, verujte mi. To je zato što kada je Sunce blizu horizonta, svjetlost mora putovati veću udaljenost kroz mnogo gušću (i prilično prašnjavu) atmosferu da bi stigla do nas nego kada je Sunce u zenitu. Svi kratki talasi se apsorbuju, a moramo se zadovoljiti dugim, koji su odgovorni za crveni deo spektra.

Ali sa travom stvari stoje malo drugačije. Izgleda zeleno jer apsorbuje sve talasne dužine osim zelene. Ona ne voli zelenu, vidite, pa nam ih vraća u oči. Iz istog razloga, svaki predmet ima svoju boju - vidimo onaj dio svjetlosnog spektra koji nije mogao apsorbirati. Crni objekti izgledaju crni jer apsorbuju sve talasne dužine, a ne reflektuju skoro ništa, dok beli objekti, naprotiv, reflektuju ceo vidljivi spektar svetlosti. Ovo takođe objašnjava zašto se crna mnogo više zagreva na suncu od bele.

Nebo je plavo, trava zelena, pas je čovjekov najbolji prijatelj

A šta je tu - izvan vidljivog područja spektra?

Kako talasi postaju kraći, boja se menja od crvene preko plave do ljubičaste i konačno vidljiva svetlost nestaje. Ali sama svjetlost nije nestala - već se preselila u područje spektra, koje se zove ultraljubičasto. Iako više ne percipiramo ovaj dio svjetlosnog spektra, on čini da fluorescentne lampe, neke vrste LED dioda, kao i sve vrste cool stvari koje svijetle u mraku, svijetle u mraku. Slijede rendgensko i gama zračenje, s kojima je bolje da se uopće ne bavite.

Na drugom kraju spektra vidljive svjetlosti, gdje završava crvena, počinje infracrveno zračenje, koje je više topline nego svjetlosti. Moglo bi te spržiti. Zatim dolazi mikrotalasno zračenje (veoma opasno za jaja), i još dalje – ono što smo nekada zvali radio talasi. Njihove dužine se već mjere u centimetrima, metrima, pa čak i kilometrima.

I kakve sve to veze ima sa rasvjetom?

Veoma relevantno! Budući da smo naučili mnogo o spektru vidljive svjetlosti i kako ga percipiramo, proizvođači rasvjetne opreme neprestano rade na poboljšanju kvalitete kako bi zadovoljili naše sve veće potrebe. Tako su se pojavile lampe "punog spektra", čija se svjetlost gotovo ne razlikuje od prirodne. Lagana čelična boja da ima stvarne brojeve za poređenje i marketinške trikove. Počele su se proizvoditi specijalne lampe za različite potrebe: na primjer, lampe za uzgoj sobnog bilja, koje daju više ultraljubičastog i svjetla iz crvenog područja spektra za bolji rast i cvjetanje, ili "toplinske lampe" raznih vrsta, koje su se naselile u domaćinstvu. grijalice, tosteri i roštilji u "Shawarma from Ashot".

Šta je boja. Prije svega, morate definirati koja je boja. Tokom godina postojanja nauke o boji, date su brojne ocjene fenomena boje i vida boja, ali se sve one mogu svesti na jednu jednostavnu definiciju: boja je skup psihofizioloških reakcija osobe na svjetlosno zračenje koje proizlazi iz različitih samosvjetlećih objekata (izvora svjetlosti) ili se odbija od površine nesvjetlećih objekata, kao i (u slučaju prozirnih medija) koje prolazi kroz njih. Dakle, osoba ima sposobnost da vidi predmete oko sebe i da ih percipira kao obojene zbog svjetlosti - pojmove fizičkog svijeta, ali boja sama po sebi više nije pojam fizike, jer je subjektivni osjećaj koji se rađa. u našim umovima pod uticajem svetlosti.

Vrlo tačnu i opsežnu definiciju boje dali su Judd i Wyshecki: “. . . sama boja se ne može svesti na čisto fizičke ili čisto psihičke fenomene. Predstavlja karakterizaciju svjetlosne energije (fizike) kroz vizualnu percepciju (psihologiju).“

Sa stanovišta fizike, svjetlost je jedna od vrsta elektromagnetnog zračenja koje emituju svijetleća tijela, kao i rezultat niza kemijskih reakcija. Ovo elektromagnetno zračenje ima talasnu prirodu, tj. širi se u prostoru u obliku periodičnih oscilacija (talasa) koje vrši sa određenom amplitudom i frekvencijom. Ako takav val predstavite u obliku grafa, dobićete sinusni val. Udaljenost između dva susjedna vrha ove sinusoide naziva se valna dužina i mjeri se u nanometrima (nm) i predstavlja udaljenost preko koje svjetlost putuje u jednom periodu oscilovanja.

Ljudsko oko je u stanju da percipira (vidi) elektromagnetno zračenje samo u uskom opsegu talasnih dužina, ograničenom regionom od 380 do 760 nm, što se naziva područjem vidljivih talasnih dužina koje zapravo čine svetlost. Mi ne vidimo zračenje do 380 i više od 760 nm, ali ih možemo percipirati drugim taktilnim mehanizmima (kao što je infracrveno zračenje) ili ih snimiti posebnim uređajima (slika 1.1).

Rice. 1.1. Spektar elektromagnetnog zračenja i spektar vidljive svjetlosti

U zavisnosti od talasne dužine, svetlosno zračenje percipira ljudsko oko obojeno u jednu ili drugu boju (tačnije rečeno, uzrokuje da osoba doživi određenu boju) od ljubičaste do crvene (tabela 1.1). Ova sposobnost određuje mogućnost ljudskog vida boja.

Spektar kao karakteristika boje. U prirodi je zračenje različitih izvora svjetlosti ili objekata rijetko jednobojno, tj. predstavljen zračenjem samo jedne specifične talasne dužine, i ima prilično složen spektralni sastav, tj. sadrži zračenje različitih talasnih dužina. Ako ovu sliku predstavimo u obliku grafikona, gdje će talasna dužina biti ucrtana duž ose ordinate, a intenzitet duž ose apscise, dobićemo odnos tzv. spektar boja zračenja ili samo spektar boja. Za farbane površine spektar boja je definisan kao zavisnost refleksije ρ od talasne dužine λ, za prozirne materijale - propustljivosti τ od talasne dužine, a za izvore svetlosti - intenziteta zračenja od talasne dužine. Primjeri spektra boja različitih izvora svjetlosti i materijala prikazani su na sl. 1.2 i sl. 1.3.

Rice. 1.2. Krivulje spektra refleksije raznih boja: smaragdno zelena, crveni cinober, ultramarin

Rice. 1.3. Primjeri spektralnih distribucija intenziteta zračenja različitih izvora svjetlosti: svjetlost čistog plavog neba, prosječna dnevna sunčeva svjetlost, svjetlost žarulje sa žarnom niti

Oblik spektralne krive može se koristiti za procjenu boje zračenja koje se reflektira od površine objekta ili emituje od samosvjetlećeg izvora svjetlosti. Što više ova kriva teži pravoj liniji, to će boja zračenja biti siva. Što je amplituda spektra manja ili veća, boja zračenja objekta će biti manje ili svetlija. Ako je emisioni spektar jednak nuli u cijelom rasponu osim u određenom užem dijelu, promatrat ćemo tzv. čista spektralna boja, što odgovara monohromatskom zračenju koje se emituje u veoma uskom opsegu talasnih dužina.

Kao rezultat složenih procesa interakcije svjetlosnog toka s atmosferom, okolnim objektima i drugim svjetlosnim tokovima, energetski spektar zračenja stvarnih objekata, po pravilu, poprima mnogo složeniji oblik. U prirodi je gotovo nemoguće pronaći čiste boje. Na primjer, čak i ako uzmemo zračenje sunca u podne kao standard bijele boje, onda se zapravo ispostavi da nije bijelo, već ima jednu ili drugu boju koja nastaje kao rezultat promjene spektralnog sastava Sunčevo zračenje u procesu svog prolaska kroz debljinu zemljine atmosfere: molekuli zraka, kao i čestice prašine i vode u atmosferi stupaju u interakciju sa protokom sunčevog zračenja i, ovisno o talasnoj dužini, ovaj proces se odvija manje ili manje. intenzivnije. Stoga, u večernjim i jutarnjim satima, kada je sunce nisko iznad horizonta i sunčevi zraci moraju putovati veću udaljenost u atmosferi nego u podne, sunčeva svjetlost nam se ne čini bijelom, već žućkastom, a objekti osvijetljeni njome ofarbane su u razne nijanse žute, narandžaste, ružičaste i crvene. To je zbog činjenice da atmosfera apsorbira kratkovalnu (uslovno plavu) i slobodno propušta dugovalnu (uslovno crvenu) komponentu sunčevog zračenja. Dakle, ispada da boja predmeta direktno ovisi o izvoru svjetlosti koji osvjetljava površinu ovog objekta. Tačnije, svjetlosno zračenje koje se reflektira od površine objekta ili prolazi kroz nju i formira u vizualnom aparatu osjećaj za boju ovog objekta određeno je i svojstvima samog objekta da odbija ili apsorbira svjetlost u zavisnosti od talasne dužine, i prema svojstvima izvora svjetlosti koji se koristi za osvjetljavanje ovog objekta, mijenjati intenzitet zračenja u zavisnosti od talasne dužine (slika 1.4). Stoga je prilikom mjerenja boja uvijek potrebno uzeti u obzir rasvjetu koja se koristi u ovom slučaju i, ako je moguće, koristiti samo standardne izvore svjetlosti, a ne koristiti više različitih vrsta izvora odjednom. Isto vrijedi i za svaki rad sa slikama u boji, kada je potrebno osigurati visoku vjernost boja.

Fenomen vida boja. Provodeći svoj čuveni eksperiment o razgradnji sunčeve svjetlosti u spektar, Newton je napravio vrlo važno zapažanje: uprkos činjenici da su spektralne boje glatko prelazile jedna u drugu, prolazeći kroz čitavu masu različitih nijansi boja, u stvari, sva ta raznolikost Ispostavilo se da je moguće svesti na sedam boja koje je on nazvao primarnim: crvena, žuta, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta. Nakon toga, različiti istraživači su pokazali da se broj ovih boja može svesti na tri, a to su crvena, zelena i plava. Zaista, žuta i narančasta su kombinacija zelene i crvene, plava je kombinacija zelene i plave. Isto vrijedi i za sve ostale tonove boja koji se mogu dobiti kombinacijom crvene, zelene i plave, koji su stoga nazvani primarne boje.

Jung i Hemholtz, koji su proučavali vid u boji, sugerirali su da su takve pojave posljedica prisutnosti tri analizatora osjetljiva na boje u aparatu za ljudski vid, od kojih je svaki odgovoran za percepciju zračenja crvene, zelene i plave svjetlosti koje ulazi u oko. Kasnije je ova pretpostavka dobila prilično snažnu naučnu potvrdu i formirala osnovu za trokomponentnu teoriju vida boja, koja objašnjava fenomen vida boja postojanjem u ljudskom oku tri tipa ćelija koje osjete boje koje su osjetljive na svjetlost. različitog spektralnog sastava.

Ove ćelije su zaista viđene u retini oka, a pošto su se pod mikroskopom činile kao zaobljena duguljasta tela donekle nepravilnog oblika, nazvane su čunjići. Čunjići se dijele na tri tipa, ovisno o tome na koji su spektralni sastav osjetljivi, a označavaju se grčkim slovima β (beta), γ (gama) i ρ (rho). Prvi tip (β) ima maksimalnu osjetljivost na svjetlosne valove dužine od 400 do 500 nm (uslovno "plava" komponenta spektra), drugi (γ) - na svjetlosne valove od 500 do 600 nm (uslovno "zeleno" " komponenta spektra) i treća (ρ) - na svjetlosne valove od 600 do 700 nm (uslovno "crvena" komponenta spektra) (slika 1.5 b). U zavisnosti od talasne dužine i intenziteta svetlosnih talasa prisutnih u svetlosnom spektru, određene grupe čunjeva se pobuđuju manje ili više.

	a)
	b)

Rice. 1.5. Krivulja relativne svjetlosne efikasnosti štapova (isprekidana linija) i čunjeva (a) i krivulje spektralne osjetljivosti čunjića normalizirane na jedinicu (b)

Utvrđeno je i prisustvo drugih ćelija koje nemaju osetljivost na strogo definisano spektralno zračenje i reaguju na celokupni tok svetlosnog zračenja. Pošto su ove ćelije vidljive pod mikroskopom kao izdužena tijela, nazivaju se štapićima.

Odrasla osoba ima oko 110-125 miliona štapića i oko 6-7 miliona čunjeva (odnos 1:18). Relativno govoreći, slika koju vidimo, kao i digitalna slika, je diskretna. Ali pošto je broj elemenata slike vrlo velik, mi to jednostavno ne osjećamo.

Zanimljivo je napomenuti još jednu osobinu. Svetlosna osetljivost štapića je mnogo veća od osetljivosti čunjića, pa stoga u sumrak ili noću, kada intenzitet zračenja koje ulazi u oko postane veoma nizak, čunjići prestaju da rade i osoba vidi samo zahvaljujući štapićima. . Stoga, u ovo doba dana, kao iu uslovima slabog osvjetljenja, čovjek prestaje da razlikuje boje i svijet se pred njim pojavljuje u crno-bijelim (tmurnim) tonovima. Štaviše, svjetlosna osjetljivost ljudskog oka je toliko visoka da daleko premašuje mogućnosti većine postojećih sistema za snimanje slika. Ljudsko oko je sposobno da odgovori na fluks svetlosnog zračenja reda veličine 10-16 W/cm2. Ako bismo ovu energiju željeli iskoristiti za zagrijavanje vode, trebalo bi 1 milion godina da se jedan kubni centimetar vode zagrije za 1°. Izražavajući osjetljivost ljudskog oka u smislu osjetljivosti filma, to bi bilo ekvivalentno filmu sa osjetljivošću od 15 miliona ASA jedinica.

Osetljivost štapića i čunjića na svetlosni tok, u zavisnosti od talasne dužine, opisuje se krivuljama spektralne osetljivosti ljudskog oka (slika 1.5 b). Za karakterizaciju ukupne spektralne osjetljivosti ljudskog oka na tok svjetlosnog zračenja, koristi se kriva relativne svjetlosne efikasnosti ili, kako se još naziva, kriva vidljivosti oka, koja određuje ukupnu osjetljivost oka. ljudsko oko na svjetlost, uzimajući u obzir vid u boji (čušnici) ili svjetlosni (štapići) (slika 1.5 a). Ove zavisnosti su od velikog interesa za stručnjake, jer omogućavaju objašnjenje brojnih dobro poznatih fenomena ljudskog vida.

Tako se iz ovih krivulja vidi da osoba vrlo dobro percipira zelenu i zeleno-žutu boju, dok je njena osjetljivost na plave boje primjetno manja.

Situacija se donekle menja u sumrak, kada čunjići osetljivi na zračenje jakog svetla počinju da gube svoju efikasnost i odnos između štapića i čunjića se menja – maksimalna spektralna svetlosna efikasnost se pomera ka plavom zračenju (šipčasti vid).

Još jedna zanimljiva karakteristika je da je očnom sočivu teže fokusirati objekte koji su obojeni u plavo-ljubičaste tonove. To je zbog pada spektralne osjetljivosti oka u ovim područjima spektra. Stoga se naočale ponekad ne prave od neutralno-prozirnih, već od stakla obojenih u žutu ili smeđu boju, koje filtriraju plavo-ljubičastu komponentu spektra.

Zbog činjenice da se krivulje spektralne osjetljivosti djelomično preklapaju, osoba može naići na određene poteškoće u razlikovanju nekih čistih boja. Dakle, zbog činjenice da kriva spektralne osjetljivosti čunjeva tipa r (uvjetno osjetljivih na crveni dio spektra) zadržava određenu osjetljivost u području plavo-ljubičastih boja, čini nam se da plava i ljubičasta boja imaju primjesu od crvene boje.

Utiče na percepciju boje i opću svjetlosnu osjetljivost oka. Budući da je kriva relativne svjetlosne efikasnosti Gaussova s ​​maksimumom na 550 nm (za dnevni vid), boje na rubovima spektra (plava i crvena) percipiramo kao manje svijetle od boja koje zauzimaju središnji položaj u spektar (zelena, žuta, cijan) .

Budući da je spektralna osjetljivost ljudskog oka neujednačena u cijelom području spektra, pri opažanju boje mogu se javiti pojave kada će nam se dvije različite boje sa različitim spektralnim distribucijama činiti jednake zbog činjenice da izazivaju istu ekscitaciju očne receptore. Takve boje se nazivaju metamerima, a opisani fenomen se naziva metamerizam. Često se opaža kada jednu ili drugu obojenu površinu posmatramo pod različitim izvorima svjetlosti, čija svjetlost, u interakciji s površinom, mijenja spektar njene boje. U ovom slučaju, na primjer, bijela tkanina može izgledati bijelo na dnevnom svjetlu, ali mijenja nijansu na umjetnom svjetlu. Ili dva objekta koji imaju različite spektre refleksije, i, shodno tome, koji bi trebali imati različitu boju, mi zapravo percipiramo kao iste, jer uzrokuju nedvosmislenu ekscitaciju tri centra za osjet boje oka. Štoviše, ako pokušamo reproducirati boju ovih objekata, recimo, na fotografskom filmu koji koristi mehanizam registracije slike drugačiji od ljudskog vizualnog aparata, ova dva objekta će se najvjerovatnije ispostaviti da imaju različite boje.

Rice. 1.6. Ilustracija fenomena metamerizma

Čini se da su tri uzorka boja sa različitom spektralnom refleksijom ista kada su osvijetljena dnevnim svjetlom. Kada se ti uzorci reprodukuju na fotografskom filmu, čija je spektralna osjetljivost različita od spektralne osjetljivosti ljudskog vidnog aparata, ili kada se osvjetljenje promijeni, oni mijenjaju boju i postaju drugačije obojeni.

Cjelokupna moderna tehnologija reprodukcije slike u boji temelji se na korištenju fenomena metamerizma: nemogućnost preciznog ponavljanja spektra određene boje uočene u prirodnim uvjetima u reprodukciji boja, ona se zamjenjuje bojom sintetiziranom pomoću određenog skupa. boja ili emitera i imaju odličnu spektralnu distribuciju, ali izazivaju iste senzacije u boji kod posmatrača.

Poznavanje karakteristika ljudskog vida je veoma važno pri projektovanju sistema za snimanje i obradu slike. Upravo da bi se što bolje uzele u obzir osobenosti ljudskog vida proizvođači fotografskih materijala dodaju dodatne slojeve osjetljive na boje, proizvođači štampača dodaju dodatne tiskarske boje itd. Međutim, nikakva poboljšanja moderne tehnologije i dalje ne omogućavaju stvaranje sistema za reprodukciju slike koji bi se mogao uporediti sa aparatom ljudskog vida.

Klasifikacija boja. Kao što je već pomenuto, u zavisnosti od talasne dužine zračenja, ljudsko oko percipira svetlost kao obojenu u jednu ili drugu boju od ljubičaste do crvene. Opažene boje se nazivaju čiste spektralne boje, a karakteristika koja određuje njihovu boju naziva se u kolorimetriji ton boje. Nijansa je jedinstveno povezana sa talasnom dužinom i stoga se često izražava u nanometrima.

Općenito je prihvaćeno da ljudsko oko može razlikovati do 150 različitih tonova boja čistih spektralnih boja. Ovom broju treba dodati još 30 ljubičastih boja, kojih nema u spektru, ali se mogu dobiti miješanjem plavog i crvenog spektralnog zračenja.

Pored čistih spektralnih i čistih magenta boja, postoji i niz boja koje se nazivaju akromatski ili neutralne boje, tj. boje lišene boje. Ovo uključuje crnu, bijelu i razne nijanse sive između njih. Osjet ovih boja nastaje kada na ljudsko oko ne djeluje tok svjetlosnog zračenja (crno) ili obrnuto, djeluje tok maksimalnog intenziteta (bijelo). Osjećaj sive boje nastaje kada svjetlosni tok koji djeluje na oko podjednako pobuđuje analizatore (češture) osjetljive na boju. Štaviše, emisioni spektar ove boje ne mora biti ujednačen (jednaka energija), dovoljno je samo da izaziva istu ekscitaciju tri boje oka koje osete boju, a sam spektar emisije može biti vrlo neujednačen ( Slika 1.6).

Ako pomiješate čistu spektralnu boju s bijelom ili sivom, tada će se pojaviti fenomen kada boja počne gubiti čistoću i postepeno prelazi u bijelu ili sivu. U tom smislu, pored tona boje, za karakterizaciju boje koristi se i karakteristika koja se zove zasićenost ili čistoća boje. Zapravo, u prirodi nema toliko čistih spektralnih boja, a umjesto njih, mnogo je vjerojatnije da ćemo uočiti boje koje su manje-više lišene zasićenja. Vjeruje se da za svaki ton boje ljudsko oko može razlikovati do 200 stupnjeva zasićenosti.

Karakteristike nijanse i zasićenosti često se kombinuju zajedno i nazivaju se hromatom, što može poslužiti kao kvalitativna karakteristika percepcija boja.

Dva identična tona boja mogu se međusobno razlikovati ne samo po zasićenosti, već i po svjetlini (jačini) svog zračenja, što se, kada se karakteriziraju svojstva nesvjetlećih objekata, obično karakterizira konceptom svjetlosti boje. Ako se zasićenost boja može tumačiti kao omjer čiste boje i bijele boje koja joj se dodaje, onda se svjetlost može tumačiti kao omjer čiste boje i crne koja joj se dodaje. Kako jačina (svjetlina) svjetlosnog zračenja raste, boja poprima različite nijanse od crne do bijele. Svjetlost je direktno povezana sa zasićenošću boja, jer promjena svjetline boje često dovodi do promjene njene zasićenosti.

Ako se krominacija može koristiti kao kvalitativna karakteristika boje, onda se svjetlost može koristiti kao kvantitativna procjena boje.

Tri karakteristike boje koje smo razmatrali, a to su nijansa, zasićenost i svjetlina, često su raspoređene u obliku trodimenzionalnog grafikona na kojem vrijednost svjetline služi kao referentna os duž koje se boje kreću od crne do bijele, zasićenost mijenja se duž radijalne koordinate kako se boja udaljava od centra grafikona, a ton boje karakterizira kutna koordinata, kao što je prikazano na sl. 1.7. Teoretski, takav graf bi trebao biti cilindar, ali je češće raspoređen u obliku obrnutog stošca, čiji vrh odgovara crnoj tački, a baza maksimalnoj vrijednosti svjetlosti. To se dobro slaže s činjenicom da pri niskim vrijednostima svjetline zračenja osoba počinje lošije razlikovati boje, a pri minimalnoj vrijednosti svjetline ih uopće ne razlikuje.

Ako koristite da nacrtate ovaj graf na ravni, uklanjajući koordinatu svjetline i ostavljajući samo nijansu ili nijansu i zasićenost (kroma), onda ćemo dobiti konstrukciju koja se obično naziva točak boja (slika 1.8), a to je krug duž koje se nalaze tonovi boja od crvene do ljubičaste. Svaka boja na krugu boja ima numeričku koordinatu, izraženu u stepenima od 0° do 360°. Crvena počinje i završava krug boja, što odgovara tački od 0° (360°). Narandžasta odgovara koordinata 40°, žuta - 60°, zelena - 120°, plava - 180°, plava - 240°, magenta - 300°. Sve ove boje, s izuzetkom narandžaste, koja je mješavina crvene i žute, nalaze se na kotaču boja u jednakom razmaku jedna od druge za 60 °.

Rice. 1.8. Krug u boji

Boje koje se nalaze jedna naspram druge na krugu boja nazivaju se dodatne boje. Na primjer, crvena i cijan, zelena i magenta, plava i žuta, itd. Ovi parovi boja imaju niz zanimljivih svojstava koja se koriste u tehnologiji reprodukcije slike i o kojima će se detaljnije govoriti u nastavku.

Karakteristike nijanse, zasićenosti i svjetline najčešće su korištene vizualne ili, kako ih još nazivaju, psihofizički karakteristike boje i koriste se kada je potrebno odrediti boju bez pribjegavanja složenom matematičkom aparatu.

Drugi načini određivanja boje mogu biti atlasi boja, koji daju uzorke boja na različitim površinama i materijalima, grupisane prema određenom atributu. Takvi atlasi se široko koriste u štamparstvu, tekstilnoj industriji i arhitekturi. Na primjer, Pantone štampa kataloge boja, uzorke boja zgrada itd. Svaka boja u atlasu boja ima svoj indeks, pomoću kojeg se može odrediti njena pozicija u atlasu, kao i formulacija boja neophodnih za njeno dobijanje.

U kolorimetriji se široko koristi Munsellov atlas boja, koji je početkom 20. stoljeća sastavio američki umjetnik Albert Munsell. Munsell je grupirao boje duž tri koordinate ton boje (Hue), saturation (Chroma) i lakoća (vrijednost).

Munsell je podijelio nijanse na 10 osnovnih tonova, koje je označio odgovarajućim slovnim indeksima: R(crveno), YR(žuto-crvena), Y(žuta), GY(žuto-zelena), G(zeleno), BG(plavo zeleno), B(plava), PB(ljubičasto plava) i RP(crveno-ljubičasta). U svakoj od njih izdvojio je 10 nijansi, čime je dobio 100 čistih tonova boja. Rasporedio ih je u krug, stvarajući geometrijsku konstrukciju sličnu nama poznatom krugu boja. Vrijednosti tonova odabrao je Munsell na način da uzorci jedan uz drugi imaju istu razliku u boji za oko običnog posmatrača pod normalnim svjetlosnim uvjetima (pod takvim osvjetljenjem Munsell je mislio na podnevnu svjetlost neba na sjeveru geografskim širinama). Koristeći centar rezultirajućeg kruga kao tačku ahromatskih boja, Munsell je rasporedio uzorke boja od centra kruga do njegovog ruba u skladu s povećanjem zasićenosti (Chroma) boje. Konačno, iz središta kruga, napravio je osu duž koje su boje bile grupisane kako se njihova lakoća (vrijednost) povećavala. Prema stepenu povećanja svjetline, boje su podijeljene u 10 grupa od 0 (crna) do 9 (bijela), a skala svjetline je odabrana ne linearno, već logaritamsko, što više odgovara tome kako se mijenja svjetlina. percipirana od strane osobe. Ali u pogledu stepena povećanja zasićenosti, boje nisu imale jasnu i identičnu podelu, budući da spektralna osetljivost ljudskog oka u različitim delovima spektra nije ista, te stoga osoba može uočiti razlike u zasićenosti. za različite tonove boja manje ili preciznije. Dakle za 5Y sa vrijednošću = 2 Munsell je izdvojio samo 3 stepena zasićenja, i za 5PB sa istim svetlom 28 . Istovremeno, za različite vrijednosti svjetline, mogući broj uzoraka boja različite zasićenosti također nije bio isti, što je u skladu s činjenicom da osoba nije u stanju dobro razlikovati boje na preniskim i previsokim osvetljenost. Ako uzorke boja grupišete u prostorno tijelo, onda će rezultirajuća geometrijska konstrukcija biti donekle asimetrična, nalik na jabuku malo nepravilnog oblika ili deformiranu loptu. Inače, upravo je na taj način Munsell atlas boja često predstavljan potrošaču u obliku svojevrsnog globusa u boji (slika 1.10).

Da bi precizno postavio određenu boju, Munsell je koristio poseban koordinatni sistem, koji je označen sa Hue (nijansa), Value (svetlina) / Chroma (zasićenost). Na primjer, crveno-ljubičasta boja je u atlasu označena kao 6RP4/8, gdje 6RP- koordinata boje koja ima svetlost 4 sa zasićenjem 8 .

Pored Munsella, brojni drugi istraživači su također bili uključeni u razvoj takvih atlasa boja. U Njemačkoj je sličan atlas boja, i gotovo u isto vrijeme kao i Mansell, razvio Ostwald. Sličan posao je poduzet u Kanadi, SAD-u i nizu drugih zemalja, a često je kreirano nekoliko nacionalnih standarda boja odjednom za različite industrije. U Sovjetskom Savezu, Rabkinov atlas u boji i VNIIM im. D. I. Mendeljejev.

Pored atlasa boja, razvijeni su i brojni sistemi za klasifikaciju boja po nazivima. Iako se ovi sistemi ne mogu nazvati potpuno naučno pouzdanim (pod istim imenom, različiti posmatrači mogu razumjeti različite boje), ali kao dodatak postojećim sistemima klasifikacije boja, oni mogu obaviti dobar posao.

Kao najjednostavniji primjer može se navesti sedam naziva boja koji opisuju dijelove vidljivog spektra i čine dobro poznatu formulu o lovcu i fazanu: crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo, ljubičasta.

Pojmovi s kojima su umjetnici navikli djelovati će se činiti mnogo složenijima i, naravno, brojnijima. Ako uzmemo komplete boja koji se prodaju u umjetničkim radnjama, među nazivima boja kao što su oker, kobalt, cinobar itd., naći ćemo opšteprihvaćene pojmove koje će svaki profesionalni umjetnik asocirati na određene boje, iako od Naravno, , u kojim bojama određena osoba misli pod ovim ili onim imenom, neminovno će postojati razlike.

Bilo je i brojnih pokušaja da se razviju naučno rigorozniji sistemi imenovanja boja. Tako su Martz i Paul kreirali rječnik boja koji sadrži skoro 4000 imena, od kojih su oko 36 njihova vlastita imena, 300 su složene riječi koje se sastoje od naziva boje i odgovarajućeg pridjeva. Godine 1931., Američki Interdepartment Committee on Color (ISCC), koji je naručio Farmakološki komitet, razvio je sistem imenovanih boja za opisivanje boje obojenih površina. Ovaj sistem pokriva 319 oznaka, koje su zasnovane na nazivima boja koje je predložio Munsell. Ovo je uključivalo nazive glavnih tonova - "crveni" (R), "žuta" (Y), "zeleno" (G), "plavo" (B), "ljubičasta" (P), "maslina" (star), "braon" (Br) i "ružičasta" (Pk), - kojima su za označavanje dodani pridjevi "slab", "jak", "svijetli", "tamni", kao i pojmovi "blijedi", "sjajni", "duboki", "sumrak", "živo". dodatne boje.

Svi ostali sistemi koje su razvili drugi istraživači izgrađeni su na sličan način i obično imaju do nekoliko stotina imena. Primer takvog sistema koji se trenutno široko koristi u Internet aplikacijama je konzorcijum World Wide Web (W3C) koji preporučuje 216 boja kao standardne boje koje se mogu koristiti za specifikaciju boja u HTML jeziku.

Karakteristike izvora svjetlosti. Budući da je zračenje iz predmeta i materijala oko nas, koje ulazi u naše oči i izaziva osjećaj boje, određeno među raznovrsnim svjetlosnim zračenjem koje je ljudsko oko u stanju percipirati, zračenje koje zapravo emituje jedan ili onaj samosvjetleći izvor, kao što je sunce, žarulja sa žarnom niti, posebno se izdvaja., fotografska blic lampa itd. Budući da izvori svjetlosti igraju veoma važnu ulogu u određivanju boje predmeta i materijala, oni su detaljno proučavani i razvijen je poseban sistem klasifikacije koji se zasniva na konceptu temperatura boje.

Kao što znate, ako zagrijete metalni predmet na visoku temperaturu, on će početi emitirati svjetlosno zračenje. Što je temperatura žarulje viša, to će sjaj biti intenzivniji. Istovremeno, u zavisnosti od temperature sjaja, menja se i njegova boja. U početku će biti tamnocrvena, zatim crvena, pa narandžasta, pa bijela. Kako se ispostavilo, ovaj fenomen nije karakterističan samo za metal, već se uočava kada se zagrijavaju mnoge čvrste tvari s visokom tačkom. Na njegovoj upotrebi su izgrađene električne žarulje sa žarnom niti: kroz tanku volframovu žicu prolazi električna struja, zbog čega se žica zagrijava i emitira svjetlost. Štaviše, boja sjaja objekta može se prilično precizno procijeniti ovisno o temperaturi grijanja volframa: kada se zagrije na temperaturu od nekoliko stotina stepeni, ima crvenkastu nijansu, kada se zagrije na temperaturu od 1000K - narandžasta, 2000K - žuta; sjaj tela zagrejanog na nekoliko hiljada stepeni mi već percipiramo kao belo. Svjetlost sunca također je uzrokovana zračenjem koje je rezultat reakcija koje se odvijaju na njegovoj površini, zagrijanoj na temperaturu od oko 6500K. Površina nekih zvijezda ima temperaturu iznad 10000K i stoga je boja njihovog zračenja plava (tabela 1.5). Kako se temperatura mijenja, tako se mijenja i spektralni sastav zračenja (slika 1.11).

Rice. 1.11. Normalizirane spektralne distribucije zračenja crnog tijela na različitim temperaturama boja

Budući da priroda zračenja za većinu samosvjetlećih izvora podliježe istim zakonima, predloženo je korištenje temperature kao karakteristike boje zračenja. Budući da za različita tijela, u zavisnosti od njihovog hemijskog sastava i fizičkih svojstava, zagrijavanje na datu temperaturu daje nešto drugačiji spektar zračenja, kao standard za temperaturu boje koristi se hipotetičko apsolutno crno tijelo, koje predstavlja kompletan radijator čije zračenje ovisi samo od njegove temperature i ne zavisi od bilo kojeg drugog svojstva.

Spektar luminiscencije potpuno crnog tijela u zavisnosti od temperature njegovog zagrijavanja može se odrediti Planckovim zakonom. Unatoč postojećim razlikama, sva ostala tijela se zagrijanom ponašaju na način prilično sličan idealnom crnom tijelu, pa se stoga korištenje temperature boje kao karakteristike kromatičnosti zračenja samosvjetlećih izvora, prirodnih i umjetnih, okreće. opravdano za veliki broj slučajeva. Budući da se spektralna distribucija zračenja, a samim tim i njegova hromatičnost, koju daje realno tijelo, rijetko koincidira sa spektralnom distribucijom i hromatičnosti idealnog crnog tijela pri datoj temperaturi boje, kada se karakteriše zračenje stvarnih tijela, koncept se koristi korelirana temperatura boje, što znači temperaturu boje idealnog crnog tijela pri kojoj se boja njegovog zračenja poklapa sa bojom zračenja ovog tijela. U ovom slučaju, spektralni sastav zračenja i fizička temperatura ovih tijela, po pravilu, ispada da su različiti, što sasvim logično proizlazi iz razlike u fizičkim svojstvima stvarnog i idealnog crnog tijela.

Shodno tome, u svijetu postoji onoliko izvora svjetlosti koji rade pod različitim uvjetima koliko postoji spektralna raspodjela njihovog zračenja. Dakle, faze sunčeve svjetlosti i njihove korelirane temperature boje variraju u vrlo širokom rasponu u zavisnosti od geografske lokacije, doba dana i stanja atmosfere (slika 1.12, tabela 1.6). Isto važi i za veštačke izvore svetlosti, kao što su žarulje sa žarnom niti, čija temperatura boje varira u zavisnosti od njihovog dizajna, radnog napona i režima rada (tabela 1.6).

Rice. 1.12. Normalizovane spektralne distribucije različitih faza dnevne svetlosti: 1) svetlost na nebu u zenitu, 2) nebeska svetlost potpuno prekrivena oblacima 3) direktna sunčeva svetlost u podne; 4) direktna sunčeva svjetlost 1 sat prije zalaska sunca

Međutim, uprkos postojećoj raznolikosti različitih izvora svjetlosti, većina izvora svjetlosti koji se koriste u industriji i tehnologiji može se standardizirati. Takvu standardizaciju predložila je Međunarodna komisija za rasvjetu (CIE), prema kojoj je identificirano nekoliko takozvanih standardnih kolorimetrijskih emitera koji su označeni latiničnim slovima. A, B, C, D, E i F(Tabela 1.7). Za razliku od stvarnih izvora svjetlosti, standardni CIE emiteri opisuju klase izvora svjetlosti u cjelini, na osnovu prosječnih vrijednosti njihovih spektralnih distribucija. Takva standardizacija je pokazala svoju dovoljnu efikasnost, jer se, kako se ispostavilo, uprkos postojećim razlikama, većina stvarnih izvora svjetlosti može se prilično precizno uporediti sa odgovarajućim standardnim emiterima.

Tab. 1.7.
CIE standardni kolorimetrijski emiteri

Art. radijacije Chatel	Karakteristično
A	Pod ovim izvorom, CIE je odredio puni emiter svjetlosti (idealno crno tijelo) na temperaturi od 2856K. Za njegovu reprodukciju koristi se žarulja sa žarnom niti s volframovim vlaknom s koreliranom temperaturom boje od 2856K, a za precizniju reprodukciju cjelokupnog spektra izvora A preporučuje se korištenje šapa sa žaruljom od spojenog kvarca.
B, C	Reprodukcija dnevne sunčeve svjetlosti B- direktna sunčeva svjetlost sa koreliranom temperaturom boje od 4870K, C- Indirektna sunčeva svjetlost sa koreliranom temperaturom boje od 6770K. Prilikom izračunavanja ovih emitera napravljen je niz nepreciznosti i stoga se oni praktički ne koriste u kolorimetrijskim proračunima, zamijenjeni su standardnim emiterom. D. Iz tog razloga, u specifikacijama standardnih CIE emitera, oni često uopće nisu naznačeni.
D	To je standardni izvor svjetlosti na koji je kalibrirana većina opreme za snimanje. Reproducira različite faze prosječne dnevne svjetlosti u koreliranom rasponu temperature boje od 4000K do 7500K. Podaci o spektralnoj raspodjeli zračenja D određene su usrednjavanjem podataka brojnih mjerenja spektra dnevne svjetlosti u različitim dijelovima UK, Kanade i SAD-a. Određeno je nekoliko spektralnih distribucija izvora za različite svrhe. D za različite temperature boje: D50, D55, D60, D65, D70, D75 sa koreliranim temperaturama boje od 5000K, 5500K, 6000K, 6500K, 7000K, 7500K, respektivno, koje odgovaraju određenim fazama dnevne svjetlosti. Izvor D65 treba smatrati najsvestranijim, jer se najviše približava prosječnom dnevnom svjetlu. Izvor D50 prihvaćen kao standard u štampi, jer je najpogodniji za karakterizaciju slike štampane standardnim štamparskim bojama na papiru. Izvor D55 prihvaćeno kao standard u fotografiji: to su lampe sa temperaturom boje od 5500K koje se koriste u opremi za gledanje slajdova i svjetlo blica ima ovu temperaturu boje. Za razliku od drugih standardnih izvora, vjerno reprodukujte standardne izvore D prilično teško, jer ne postoje umjetni izvori svjetlosti sa takvom spektralnom raspodjelom zračenja. Najčešće korištena rješenja koja kvalitativno i ekonomski zadovoljavaju potrošača uključuju korištenje fluorescentnih svjetiljki s odgovarajućom koreliranom temperaturom boje, čiji se emisioni spektar dodatno koriguje posebnim svjetlosnim filterima.
E	Hipotetički izvor zračenja koji ima spektar jednake energije (koji se ne mijenja s talasnom dužinom) s temperaturom boje od 5460K. Zaista ne postoji u prirodi i koristi se u kolorimetriji samo za potrebe proračuna
F	Standardni emiter koji opisuje spektralnu distribuciju zračenja različitih fluorescentnih lampi. F1- zračenje tople fluorescentne lampe sa koreliranom temperaturom boje od 3000K, F2- fluorescentna sijalica hladne dnevne svjetlosti sa koreliranom temperaturom boje od 4230K, F7- dnevna fluorescentna lampa sa koreliranom temperaturom boje od 6500K

Uz temperaturu boje, ponekad se koristi i njena recipročna vrijednost, nazvana mired (označena sa μrd) ili reverzni mikrokelvin.

Upotreba μrd umjesto Kelvinove skale ima dvije prednosti: prvo, jedna jedinica μrd približno odgovara jednom pragu promjene kromatičnosti svjetlosnog toka, koji je uočljiv oku, pa je stoga pogodnije okarakterizirati hromatičnost zračenja u ovim jedinicama; drugo, μrd je zgodno koristiti za karakterizaciju filtera konverzije boja i balansiranja boja: promjena temperature boje koju daje filter, izražena u μrd, neće se promijeniti kada se radi sa zračenjem s jedne temperature boje na drugu

Na primjer, narandžasti filter za konverziju serije 85 snižava temperaturu boje prosječne dnevne boje sa 5500K na 3400K za 2100K (112 µrd). Međutim, ako se koristi za snižavanje temperature boje svjetlosnog toka s temperaturom boje od 4000K, promjena temperature boje izražena u K neće biti 2100K, već 7246K, a izražena u μrd se neće promijeniti.

Kompozicija cvijeća. Dobivanje nove boje miješanjem nekoliko primarnih boja određuje mogućnost dobijanja slike u boji u fotografiji, filmu, televiziji, štampi i kompjuterskoj tehnici. Zasniva se na fenomenu miješanja emisionih spektra formiranih od obojenih površina ili emitera svjetlosti. Rezultat je nova boja koja ima svoj spektar (slika 1.13).

Ako, na primjer, uzmemo tri emitera svjetlosti opremljene crvenim, zelenim i plavim svjetlosnim filterima i projiciramo njihovo zračenje u jednoj tački na bijelom ekranu, dobićemo bijelu mrlju. Ako se jedan od emitera ugasi i pomiješa se samo zračenje crvenog emitera sa zelenom, plavom sa zelenom i zelenom sa crvenom, tada ćemo na ekranu prvo dobiti žutu, zatim magentu pa plavu. Ako uzmemo sva tri emitera i pomiješamo njihova zračenja u različitim omjerima, onda možemo dobiti prilično veliki broj boja i njihovih nijansi. Što je manja razlika u intenzitetu tri emitera, to će biti niža zasićenost boja i više će težiti da bude neutralna. Ako se, bez promjene proporcija tri zračenja, njihov intenzitet smanji, tada ćemo dobiti istu boju, ali sa nižom svjetlinom. U graničnom slučaju, kada se intenzitet sva tri emitera smanji na nulu, dobijamo crno.

Za slučaj kada se uzimaju samo dvije osnovne boje:

Zapravo, umjesto crvene, zelene i plave, mogli bismo koristiti bilo koju boju koju želimo, ali jednostavno miješanjem crvene, zelene i plave možete dobiti najveću kombinaciju boja. Očigledno objašnjenje za ovu činjenicu su posebnosti ljudskog vida i prisutnost u ljudskom vizualnom aparatu tri receptora koji osjete boje, od kojih je svaki osjetljiv na crvene, zelene i plave zrake. Dakle, formiranje boje uz pomoć tri emitera plave, zelene i crvene boje može se smatrati usmerenom ekscitacijom tri receptora za boju oka, usled čega je moguće izazvati osećaj jednog ili drugu boju u pregledniku.

Prema sličnoj šemi, slika u boji se formira na ekranu video i kompjuterskog monitora, TV-a, LCD projektora i drugih uređaja koji koriste zračenje tri osnovne boje za sintezu boja ili (za uređaje za unos slike) razlažu sliku. u primarne boje.

Budući da se radijacije tri primarne boje miješaju (dodaju) da bi se dobila boja, ovaj metod sinteze boja naziva se aditivnim (od glagola dodati- preklopiti).

Rice. 1.13. Dodatno miješanje boja

Slika ilustruje proizvodnju aditivne mješavine boja na primjeru monitora u boji Sony Trinitron. Emisije iz tri crvena fosfora (R), zelena (G) i plave boje (B), čije su spektralne emisije prikazane na slici, zbrajaju se za svaku valnu dužinu, što omogućava da se dobije mješavina boja koja reproducira, ovisno o intenzitetu sjaja svakog fosfora, veliki broj različitih boja i njihovih nijansi . Imajte na umu da sjaj crvenog fosfora ima gotovo linijski spektar, zbog prisustva rijetkih zemnih elemenata u njegovom sastavu.

U većini slučajeva, međutim, tehnološki nije moguće kombinirati svjetlosne tokove tri emitera da bi se formirala boja, na primjer, u bioskopu, fotografiji, štampariji, tekstilnoj industriji i industriji boja i lakova.

U fotografiji, snop bijele svjetlosti prolazi kroz tri šarena sloja fotografskog materijala formiranog od žute, magenta i cijan boje. U štampi, svjetlosni tok prolazi kroz sloj žute, magenta i cijan mastila i odbija se od površine papira u suprotnom smjeru, formirajući sliku u boji.

Kao rezultat prolaska svjetlosnog toka bijele svjetlosti kroz sloj boje ili pigmenta, dio energije spektra zračenja se selektivno apsorbira, zbog čega svjetlosni tok poprima jednu ili drugu boju.

Tako je moguće koristiti žute, magenta i plave boje, osvijetljene bijelim svjetlosnim fluksom, kao modulator zračenja boje, da bi se dobili svi isti tokovi crvenog, zelenog i plavog zračenja, pomoću kojih možete kontrolirati pobudu tri centra oka za osjet boje.

Rice. 1.14. Subtraktivno miješanje boja

Slika ilustrira proizvodnju subtraktivne mješavine boja na primjeru invertiranog fotografskog filma uzastopnom apsorpcijom cijana (C), magenta (M) i žuta (Y) boje sa gustinama C = 100%, M = 60%, Y = 20% zračenja iz izvora dnevne svetlosti (D65) u svakom intervalu talasne dužine. Boja dobivena kao rezultat njihovog miješanja je jedna od nijansi plave. Zračenje dobiveno kao rezultat djelomične apsorpcije svjetlosnog toka od strane subtraktivnih boja može se u ovom slučaju smatrati umnoškom spektra emisije izvora svjetlosti i spektra refleksije boja

U štampi i poligrafiji, crna se dodaje trima žutim, magenta i cijan bojama. Ovo je diktirano, prvo, ekonomskim razlozima, jer omogućava smanjenje potrošnje skupljih boja u boji, a drugo, omogućava rješavanje nekih fundamentalnih problema koji se javljaju u procesu trobojne tipografske štampe zbog nesavršenosti tiska. boje koje se koriste, čiji spektar refleksije u praksi nije ograničen samo na žutu, samo magentu i samo cijan.

Budući da se svjetlosni tokovi ne zbrajaju da bi se dobila boja, a svjetlosni tok bijele svjetlosti se djelomično apsorbira kao rezultat interakcije s bojom, ova metoda sinteze boja naziva se subtraktivnom (od glagola oduzimati- oduzmi).

3. Osnovne karakteristike boje (nijansa, zasićenost, svjetlina). Ostwald (Munsel) raspon boja tijela.

4. Metamerizam boje i trokomponentna teorija vida boja. Zonski dijagrami. 7. Zonski dijagram kao način za procjenu boje. Određivanje karakteristika boje zonskim dijagramom.

5. Sinteza aditiva boja. Zakoni aditivnosti boja.

6. Metode za aditivnu sintezu boja. jednačina boja.

8. Subtraktivan način formiranja boje i njegova upotreba u filmskoj tehnologiji. Navedite primjere. Subtraktivan sistem filtera.

9. Sistem za ocenjivanje boje po stepenu razlike od "bele" (lb-cc sistem). Fotografski balans u boji filma i "balans bijele boje" video kamere.

10. Analiza boje rasvjetnih uređaja pomoću kolorimetra. Izbor korektivnih filtera za osvetljenje.

11. Metode za procjenu kolor fotografskih karakteristika svjetlosnih filtera.

12. Filteri za kompenzaciju osvjetljenja.

13. Kolorimetri: postojeći dizajn i principi rada. Značajke upotrebe trozonskih kolorimetara.

14. Kolorimetar "Minolta Color Meter 2" - njegove mogućnosti, specifikacije, karakteristike upotrebe.

Pitanje 2

1. Metode za procjenu reprodukcije boja filmova:

2. Vizuelna metoda za procjenu reprodukcije boja u filmskoj i video tehnologiji.

3. Procjena reprodukcije boja negativnim gustinama. Prijelaz sa zonskih koeficijenata refleksije obojenog objekta na gustine u negativu. Dijagram relativne zonske gustine.

4. Metode za praktično ispitivanje filmova u boji. Određivanje stvarne ravnoteže filma. Načini da se film dovede u standardnu ​​ravnotežu.

5. Obojene i sive skale. Namjena vaga, zahtjevi za njima, karakteristike upotrebe.

6. Balans fotografskog filma u boji. Mogući razlozi njegovog izostanka i načini da se to postigne.

9. Metode za smanjenje zasićenosti boja u filmskoj slici.

10. Reprodukcija boja u standardnom dvostepenom filmskom procesu iu video tehnologiji.

11. Izobličenje boje uzrokovano razlikom u spektralnoj osjetljivosti oka i filma (video kamera).

12. Najčešća izobličenja boja u modernim kolor filmovima.

14. Snimanje u enterijeru sa fluorescentnim lampama: načini i sredstva za postizanje fotografskog balansa boja.

Pitanje 3 (zadaci i praktični zadaci)

1. Talasna dužina svjetlosti i boja. Krug u boji. Mko raspored.

SPEKTRALNI SASTAV SVJETLOSTI

Optički dio spektra elektromagnetnog zračenja sastoji se od tri dijela: nevidljivo ultraljubičasto zračenje (talasna dužina 10-400 nm), zračenje vidljive svjetlosti (talasna dužina 400-750 nm), koje oko percipira kao svjetlost i nevidljivo infracrveno zračenje (talasna dužina 70 nm). - 1-2 mm).

Svjetlosno zračenje koje utječe na oko i izaziva osjećaj boje dijeli se na jednostavno (monokromatsko) i složeno. Zračenje određene talasne dužine se naziva monohromatski.

Jednostavna zračenja se ne mogu razložiti u bilo koju drugu boju.

Spektar - niz monohromatskih zračenja, od kojih svako odgovara određenoj talasnoj dužini elektromagnetnih oscilacija.

Kada se bijela svjetlost pomoću prizme razloži u kontinuirani spektar, boje u njoj postepeno prelaze jedna u drugu. Općenito je prihvaćeno da, u određenim rasponima valnih dužina (nm), zračenje ima sljedeće boje:

390-440 - ljubičasta

440-480 - plava

480-510 - plava

510-550 - zelena

550-575 - žuto-zelena

575-585 - žuta

585-620 - narandžasta

630-770 - crvena

Ljudsko oko je najosjetljivije na žuto-zeleno zračenje s talasnom dužinom od oko 555 nm.

Postoje tri zone zračenja: plavo-ljubičasta (talasna dužina 400-500 nm), zelena (dužina 500-600 nm) i crvena (dužina 600-680 nm). Ove spektralne zone su ujedno i zone preovlađujuće spektralne osjetljivosti očnih detektora i tri sloja filma u boji. Svetlost koju emituju obični izvori, kao i svetlost koja se odbija od nesvetlećih tela, uvek ima složeni spektralni sastav, odnosno sastoji se od zbira različitih monohromatskih zračenja. Spektralni sastav svjetlosti je najvažnija karakteristika osvjetljenja. Direktno utiče na prijenos svjetlosti pri snimanju na fotografskim materijalima u boji.

Njutn je napravio prvi korak ka merenju boje – sistematizovao je boju po nijansu, građu krug boja

Osim toga, Newton je provodio eksperimente o dodavanju zračenja različitih boja, uvodeći koncepte major i dodatno boje. Eksperimentalno je ustanovio da se bilo koja boja može dobiti kao zbir zračenja tri boje - plave, zelene i crvene - koje je on nazvao primarne boje. Ova tvrdnja je formirala osnovu jednadžbe boja, gdje je boja predstavljena zbirom zračenja tri primarne boje (K, Z, C), uzetih u određenom omjeru:

C \u003d kK + zZ + sS,

Gdje s, h, k - koeficijenti koji odgovaraju intenzitetima miješanja plavog, zelenog i crvenog zračenja. U stranoj literaturi ove vrijednosti intenziteta se označavaju respektivno R, G, B.

Krug u boji- shema koja sistematizira boju po nijansi. U spektru, boje glatko prelaze iz jedne u drugu, ali u spektru nema ljubičastih, lila, grimiznih tonova. Istovremeno, u ljubičastoj boji jasno osjećamo prisustvo crvene. Stoga je Isaac Newton rasporedio sve tonove boja prema njihovoj međusobnoj sličnosti u krug. Newton je rasporedio boje tako da komplementarne boje leže jedna naspram druge. U budućnosti se točak boja donekle promijenio

(Goetheov krug boja, Munsellov krug boja itd.), gdje se ne poštuje uvjet komplementarnosti suprotnih tonova.

OD Sljedeći korak u razvoju Ostwaldove tjelesne kolorimetrije bila je CIE (International Commission on Illumination) grafikon. Potreba za njegovim stvaranjem nastala je zbog činjenice da se iz tri osnovne boje ne mogu dobiti sve zasićene boje. Neke boje, dobijene dodavanjem primarnih boja, imaju manju zasićenost od čistih spektralnih boja. A da bi se zaista dobila bilo koja boja na aditivni način, originalne primarne boje moraju imati zasićenost veću od 100%, odnosno zasićenije od spektralnih boja. U stvarnosti, takve boje ne mogu postojati, ali su takve boje uvedene kao matematičke apstrakcije. Zvali su se X, Y, Z - crvena, zelena i plava.

U stvari, CIE grafikon je modifikovani točak boja, na koji su postavljene boje 100% zasićenosti. Zasićenost pada na 0 prema centru. CIE dijagram se često koristi za označavanje hromatičnosti emisije različitih izvora svetlosti.

Pored CIE grafikona, trenutno se koriste i drugi kolorimetrijski sistemi, na primjer Lab. Vrijednost L definira svjetlinu boje a- blizina boje crvenom ili zelenom tonu boje, b- blizina boje plavoj ili žutoj.

Treba napomenuti da nijedan od postojećih kolorimetrijskih sistema u potpunosti ne odražava sve fenomene vida boja. Stoga kolorimetrijski sistemi nastavljaju da se razvijaju i poboljšavaju.