 |
|
Теоретичні відомості
Колір — суб'єктивна характеристика світла, яка відображає здатність людського зору розрізняти частоту електромагнітних коливань у області видимого світла. Кожному спектральному кольору відповідає певна довжина хвилі, яку можна точно обчислити за кількістю коливань. Самі хвилі не являються, власне, кольоровими. Колір утворюється в нашому оці та мозку. Відомо тільки, що кожний колір залежить від різної чутливості до світла.
Для визначення кольору існує діаграма кольорового простору CIE 1931. Вздовж зовнішньої лінії, яка обмежує кольоровий простір, вказані довжини волн спектральних (монохроматичних) кольорів, в нм.
Розглянемо основні характеристики кольорових систем: насиченість, яскравість, ясність, кольоровий тон, частота тону і т.д. І тому існує безліч різних кольорів.
Розглянемо основні терміни кольорових систем:
Яскравість. Однаково насичені відтінки, що відносяться до одного й того ж кольору спектру, можуть відрізнятися один від одного ступенем яскравості. Наприклад, при зменшенні яскравості синій колір поступово наближається до чорного. Будь-який колір при максимальному зниженні яскравості стає чорним.
Слід зазначити, що яскравість, як і інші кольорові характеристики реального забарвленого об'єкта, суттєво залежать від суб'єктивних причин, обумовлених психологією сприйняття. Так, наприклад синій колір при сусідстві з жовтим здається яскравішим.
Насиченість.Два відтінки одного тону можуть розрізнятися ступенем насиченості. Наприклад, при зменшенні насиченості синій колір наближається до сірого.
Світлота.Ступінь близькості кольору до білого називають світлотою (або ясністю). Будь-який відтінок при максимальному збільшенні світлоти стає білим.
Колірний тон.Будь-який хроматичний колір може бути віднесеним до певного спектрального кольору. Відтінки, що схожі з одним і тим самим кольором спектру (але розрізняються, наприклад, насиченістю і яскравістю), належать до одного і того же тону. При зміні тону, наприклад, синього кольору в зеленому напрямку спектру він змінюється на блакитний, у зворотньому — на фіолетовий. Іноді кольорові тони поділяють на теплі (червоний, помаранчевий, жовтий — відповідають відчуттю вогня) й холодні (блакитний, синій, фіолетовий — асоціюються із кригою та водою).
Існує дуже багато кольорових систем. Серед них: RGB, LAB, XYZ, CMYK та багато інших.
У системі CMYK у якості складених чи тріадних квітів обрані блакитний, пурпурний і жовтий. Вони по черзі наносяться на папір, створюючи (у принципі) будь-який потрібний відтінок. Ця система є субтрактивною, чи поглинаючою. На практиці, однак, при накладенні трьох складених квітів виходить не чорний, а темно-коричневий відтінок. Тому до тріадних квітів був доданий четвертий, чорний (black), названий також Key color, а вся система одержала назву CMYK - Cyan, Magenta, Yellow і Key color. Білим у даному випадку є колір чи паперу того матеріалу, на який наноситься фарба. Насиченість кольору в системі CMYK виміряється у відсотках, так що кожен колір має 100 градацій яскравості.
RGB (скорочено від англ. Red, Green, Blue — червоний, зелений, синій) — адитивна колірна модель, що описує спосіб синтезу кольору, за якого червоне, зелене та синє світло накладаються разом, змішуючись у різноманітні кольори. Широко застосовується в техніці для відображення зображення за допомогою випромінення світла.
Перехід між системами RGB та ХYZ (за стандартом АDOBE) проводиться за допомогою матриць переходу:
.
Вже з ХYZ можна математичним шляхом перейти в LAB, з якого отримаємо колірний тон (Т) та насиченість кольору (S):
T=arctg(B/A); S²=A²+B²
Хід роботи
1. Зібрати установку. Для цього направити випромінювач світла на закріплений зразок (рідину чи колірний фільтр), з тильного боку розташувати фотоапарат.
2. Провести калібровку колірного фільтра (червоний повинен мати значення RGB (255,0,0), визначити константи відхилення (r, g, b).
3. Направити джерело світла у тильний бік колірного фільтра.
4. З протилежної від джерела світла сторони посудини зробити фотографію цифровим фотоапаратом.
5. Передати фотографію з цифрового фотоапарату на персональний комп’ютер.
6. Відкрити фотографію за допомогою графічного редактора CorelDraw (версії 9 та вище). Скориставшись функцією піпетки, взяти декілька значень RGB у різних ділянках фотографії і занести дані в програму обчислення, реалізовану на базі Mathcad 12.Програма автоматично обчислить середні значення RGB.
7. Занести калібровочні значення до лабораторного журналу.
8. Наповнити кювету досліджуваною рідиною та закріпити її на лабораторній підставці.
9. Повторити пункти 3-6.
10. За допомогою програми обчислення, реалізованій на базі Mathcad 12, обчислити значення колірного тону (Т) та насиченості кольору (S).
11. Результати вимірювань занести до таблиці:
Таблиця 7.1
| R | G | B | X | Y | Z | A | B | L, кд/м² | S, кд | T, нм | ||
| Зразок 1 | ||||||||||||
| … | ||||||||||||
| Зразок n | ||||||||||||
12. Провести підрахунки похибок прямих вимірювань.
13. Повторити досліди 8-10 для досліджуваних зразків.
Контрольні запитання
1. Дайте визначення основним поняттям колориметричної системи.
2. У чому полягає необхідність проводити математичну оцінку кольорів?
3. Для чого існують матриці переходу?
4. Що розташовано вздовж зовнішньої лінії, яка обмежує кольоровий простір діаграми простору СІЕ.
5. Що таке колір та чим відрізняються кольори?
6. Чому речовини мають різні кольори.
7. Для чого використовується колориметричний аналіз?