3.3. УРАВНИВАНИЕ ЦВЕТОВ [10-14]

В основе трехцветной теории цветного зрения лежит возможность представления произвольного цвета сложением в нужной пропорции трех основных цветов. При аддитивном цветовоспроизведении, например в цветном телевидении, имеются три источника света - красного, зеленого и синего, которые проектируются на один участок поверхности, где и воспроизводится заданный цвет. При субтрактивном цветовоспроизведении, на котором основаны цветная фотография и полиграфия, белый свет приобретает нужный цвет, проходя последовательно через голубой, пурпурный и желтый фильтры.

3.3.1. АДДАТИВНОЕ УРАВНИВАНИЕ ЦВЕТОВ

Опыты с аддитивным уравниванием цветов проводятся по схеме, показанной на рис. 3.3.1. На поверхность идеального диффузного отражателя проектируется пятно света  (рис. 3.3.1, а) с произвольной спектральной плотностью, приведенной на рис. 3.3.2, а. На ту же поверхность проектируются пятно опорного белого цвета  со спектральной плотностью, показанной на рис. 3.3.2, б, а также перекрывающиеся пятна , ,  трех основных цветов со спектральными плотностями, представленными на рис. 3.3.2, в, г, д.

Рис. 3.3.1. Уравнивание цветов: а - три основных цвета; б - два основных цвета; в - один основной цвет.

Сначала интенсивности трех основных цветов устанавливаются так, чтобы общая часть пятен имела такие же светлоту, цветовой тон и насыщенность, как и опорный белый цвет . Интенсивности , ,  измеряют в каких-либо физических единицах, например в ваттах. Они являются величинами, уравнивающими опорный белый цвет. Затем интенсивности основных цветов устанавливают так, чтобы добиться уравнивания заданного цвета . Если уравнивание достигается, записывают интенсивности , ,  и вычисляют нормированные величины

          (3.3.1)

которые называются координатами цвета.

Если данный цвет уравнять не удается, от схемы рис. 3.3.1, а переходят к схеме рис. 3.3.1, б. Один из основных цветов, например , накладывается на пятно данного цвета, и интенсивности трех основных цветов подбирают до тех пор, пока не будет достигнуто достигнуто уравнивание общей части пятен  и  и общей части пятен  и . Если такое уравнивание получено, то координаты цвета равны

            (3.3.2)

Рис. 3.3.2. Спектральная плотность энергии излучения: а - произвольный цвет; б - опорный белый цвет: в - красный основной цвет; г - зеленый основной цвет; д - синий основной цвет.

В этом случае координата  отрицательная. Если при такой схеме добиться уравнивания не удается, нужно пробовать уравнивать сочетание  и  с сочетанием  и . Если уравнивание будет достигнуто, координату  нужно взять со знаком минус. Если и эта конфигурация окажется несостоятельной, нужно попробовать уравнять  и  с  и . Правильное уравнивание в этом случае означает, что величина  отрицательная.

Наконец, в тех редких случаях, когда не удается добиться уравнивания ни по схеме рис. 3.3.1, а, ни по схеме рис. 3.3.1, б, нужно два основных цвета наложить на данный цвет  и пробовать уравнивать цвет общей частоты этих трех пятен с оставшимся основным цветом. Если уравнивание достигается для схемы рис. 3.3.1, в, то две координаты цвета принимают отрицательные значения:

           (3.3.3)

Если уравнивание по этой схеме не достигается, одна из двух оставшихся комбинаций приведет к успеху.

Описанный выше процесс реализует прямой метод количественного описания цветов. Он имеет два недостатка: является довольно громоздким и получаемые результаты зависят от индивидуальных свойств единственного наблюдателя. В разд. 3.4 подробно рассматривается стандартизованный метод количественного измерения цветов.