"ЦВЕТОВЕДЕНИЕ И ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ"

Вопрос 1

Цветовая температура – характеристика цветности излучения. Цветность излучения оцениваемого источника света сравнивается с цветностью излучения идеального температурного излучателя – абсолютно чёрного тела (АЧТ). Цветовой температурой источника света будет такая температура АЧТ, при которой АЧТ будет излучать свет такой же цветности, что и оцениваемый источник. Единицей измерения ЦТ является Кельвин (К). Вот примеры ЦТ различных источников света:

Пламя парафиновой свечи 1800К

Пламя керосиновой лампы 2000К

Бытовая лампа накаливания 2500 – 2800К

Фото-кино лампа накаливания 3100 – 3400К

Прямой свет солнца днём 4500 – 4800К

Дневной свет (свет солнца и неба) 5200 – 5600К

Свет синего неба (в тени) 7000 – 12000К

Ксеноновая импульсная лампа (фотовспышка) 6000К

Металло-галогенная лампа 5000 – 6000К

Если цветность оценивается по действию на цветную фотоэмульсию, то говорят о Цветофотографической температуре. Надо отметить, что оценка цветности излучения с помощью ЦТ имеет два существенных недостатка:

Во-первых, не всякое излучение можно адекватно оценить цветовой температурой. Например, свет дуговой ртутной лампы не имеет никакой ЦТ, т.к. ни при какой температуре АЧТ не будет излучать такой же цветности свет. Цветовой температурой можно оценить только определённые источники света: огонь свечи или керосиновой лампы, любые лампы накаливания, дневной свет в любых его проявлениях, газоразрядные источники, предназначенные для кино и фотоосвещения (ксеноновые, металло-галогенные лампы, лампы Kinoflo).

Второе. ЦТ – величина неравномерная, т.е. одинаковому изменению ЦТ будет соответствовать разное изменение цветности в зависимости от того, какая была первоначальная ЦТ. Например, 3000 К и 3200 К хорошо различимы глазом, а 5000 и 5200 практически неразличимы. По этой причине по разности цветовых температур нельзя оценить различие цветности, а также цветовой температурой нельзя адекватно оценивать светофильтры. Кельвины цветовой температуры нельзя складывать и вычитать. Этот недостаток ЦТ однако можно преодолеть, используя число майред (mired – micro reciprocal degrees), определяемое как 10⁶/Т_цв . Число майред – величина равномерная и может использоваться как для оценки разницы цветностей излучения, так и для оценки светофильтров. Например, цветовую температуру 3200 К преобразует в 5500 К голубой фильтр -131 mrd, а 5000 К преобразует в 4000 К оранжевый фильтр +50 mrd. Различие цветности менее 20 mrd незначительно и не требует корректировки при съёмке на негативную плёнку. Однако при съёмке на обращаемую плёнку рекомендуется, чтобы цветность источников света не отличались более чем на 10 mrd от баланса плёнки.

Одновременный цветовой контраст – взаимное влияние цветов, находящихся в непосредственной близости. При этом цветовые тона как бы отталкивают друг друга, смещаясь друг от друга по цветовому тону. Например, оранжевый цвет на красном фоне становится жёлтым, а на зелёном фоне – почти красным. Взаимодополнительные цвета, контактирующие между собой, становятся более насыщенными. То, что цвета влияют друг на друга, хорошо знают художники, смешивая краски на палитре для того, чтобы увидеть, как реально будет выглядеть цвет на полотне в окружении других цветов. В цветной фотографии ОЦК может проявиться как некоторое изменение цвета объектов, расположенных рядом.

Дополнительные цвета — это цвета, при оптическом смешении которых возникает ощущение ахроматического (белого) цвета. Исаак Ньютон экспериментально установил, что для любого цвета существует дополнительный цвет. Например, дополнительным к синему является желтый цвет, а к фиолетовому дополнительным будет жёлто-зелёный. Но поскольку в фотографии три цвета – синий, зелёный и красный – называются «основными», «дополнительными» принято называть цвета, дополнительные к основным, то есть желтый, пурпурный и голубой. Более подробно вопросы основных и дополнительных цветов рассмотрены в статье Синтез цвета.

Хроматический цвет – характеристика объекта, вызывающая цветовое ощущение (красный, оранжевый, жёлтый, зелёный и т.д.). В соответствии с трёхзональной моделью цветового зрения, предложенной в середине XIX века Юнгом и Гельмгольцем, наше восприятие цвета является результатом воздействия света с разными длинами волн на три вида светочувствительных рецепторов: красночувствительные, зелёночувствительные и красночувствительные. Причём, зоны чувствительности этих рецепторов весьма широкие и в значительной степени пересекающиеся (см. рис. ). Это позволяет нам видеть спектр непрерывного перехода одних цветов в другие.

Стандартные источники освещения

Международной комиссией по освещению (Commission Internationale de l'Eclairage, сокращенно ‑ CIE) в 1931 г. были определены стандартные источники освещения. Первоначально их было три: А, В, С. Они были приближены к обычным условиям освещения, вместе с тем, их можно было легко воспроизвести.

В 1963 г. были определены излучения D, которые более точно воспроизводят различные фазы дневного света, чем излучения В и С. Излучения D имеют большую мощность в УФ-области, чем В и С, что более точно описывает дневной свет. Однако D труднее воспроизвести искусственными источниками освещения. Кроме того, стандартом описаны люминесцентные источники света ‑ излучения F.

 

Стандартное излучение A

Излучение А по определению свободно от какой-либо корреляции, поскольку представляет собой излучение абсолютно черного тела при абсолютной температуре 2856 К. Вообще-то, получить спектральное распределение энергии этого излучения можно расчетным путем по закону Планка, как и для излучения абсолютно черного тела любой другой цветовой температуры. Обычные лампы накаливания близки к излучению А как по спектру, так и по цветовой температуре. Существуют калибровочные лампы, точно воспроизводящие А. Стандартное излучение А имеет желтоватый оттенок, поскольку его мощность в красной области преобладает над мощностью в синей.

 

Стандартные излучения B и C

Излучения В и С предназначены для воспроизведения прямого солнечного излучения с коррелированными цветовыми температурами 4870 К и 6770 К. Эти излучения плохо воспроизводят фазы дневного света и поэтому практически не используются.

 

Стандартные излучения D

Излучение D, а точнее, несколько его модификаций с различными значениями коррелированной цветовой температуры представляют собой различные фазы дневного света. Данные по излучению были получены на основе многочисленных измерений, выполненных в различных районах США, Канады и Великобритании в разное время дня. На основе этих спектрорадиометрических измерений была выведена средняя спектральная кривая дневного света с коррелированной цветовой температурой 6500 К. Спектральное распределение энергии дневного света зависит от состояния облачности, присутствия прямого солнечного света и других факторов. На основе анализа спектральных замеров были выведены расчетные формулы для получения спектральных кривых излучения дневного света с любой другой коррелированной цветовой температурой.

На практике используются в основном стандартные излучения D50, D55, D65 и D75, причем наиболее распространены D50 и D65. D50 распространен в компьютерных системах по управлению цветом (color management systems), в программах для подбора красочных рецептур и в целом для сравнения между собой образцов цвета, где до недавнего времени успешно применялся D65. Основная проблема этого излучения в том, что до сих пор не существует искусственных источников света, приемлемо воспроизводящих какое-либо из излучений D, из-за неравномерности спектрального распределения дневного света. Просмотровые кабины, симулирующие дневной свет, производят излучение близкое по спектру к стандарту D, но не идентичное.

Существует мнение, что искусственные источники света, имитирующие излучение D, нуждаются в систематизации. Среди них присутствуют галогеновые, ксеноновые и люминесцентные лампы. Но в любом случае, сравнение цвета образцов при искусственном источнике, имитирующем излучение D, является промышленным стандартом, широко применяется и дает неплохие результаты.

 

Стандартные излучения F

Излучениями F стандартизованы различные типы люминесцентных ламп. Стандартом определены 12 люминесцентных источников излучения, включающих в себя холодный белый (F2), теплый белый (F1), имитирующие D50 и D65 (F8, F7), трехполосный (F11) и др. С момента принятия стандарта в производстве люминесцентных источников освещения многое изменилось. Некоторые из стандартизованных источников уже не производятся. МКО готовит новую редакцию по излучениям F.