Расскажите об ахроматических и хроматических цветах.

К ахроматическим относятся белый, черные и серые цвета. Последние являются промежуточными между белым и черным цветами. Белый и черный цвета являются крайними в ряду серых (ахроматических) тонов; белый – это серый только высокой яркости, черный – серый тон с яркостью, равной почти нулю. Тела, имеющие ахроматический цвет, различаются между собой величиной коэффициента отражения или коэффициента пропускания. Эти тела отражают или пропускают свет неизбирательно, т. е. в равной степени для всех длин волн видимой области спектра. Чем больший коэффициент отражения имеет неизбирательно отражающая поверхность, тем более светлой она нам кажется.

Все цвета без ахроматических цветов являются хроматическими. Если энергия излучения сосредоточена в очень узкой области спектра (например, на одной длине волны λ), то при восприятии этой энергии возникает ощущение спектрального (монохроматического) цвета.

17. Что называется цветовым тоном и чистотой цвета?

все спектральные цвета могут быть охарактеризованы доминирующей длиной волны излучения λ, соответствующей этому цвету, численное выражение которого носит название цветового тона.

Под чистотой цвета Р понимают степень разбавления спектрального цвета белым. Чистота цвета выражается в процентах. Например, если говорят, что зеленый цвет имеет цветовой тон λ = 530 нм и чистоту 0,7, то это значит, что данный цвет состоит из 70% чистого спектрального цвета с λ = 530 нм и 30% белого цвета. Цветовой тон и чистота цвета носят название цветности.Но цветность, является качественной характеристикой цвета, не определяет его с количественной стороны. Два цвета с одинаковой цветностью могут иметь различную яркость L. Изменение яркости цвета характеризует пропорциональное изменение мощности всех составляющих излучений.

18. В чем сущность цветового круга?

Цветовой круг представляет собой (рис.2.1) простейшую цветовую диаграмму, на которой удобно проследить некоторые закономерности смешения цветов, хотя с помощью такой диаграммы еще нельзя производить какие-либо количественные вычисления [2].

Рис. 2.1. Цветовой круг

Цветовой круг образуется чистыми цветами спектра и пурпурными цветами, непрерывно переходящими один в другой. На рис. 2.1 цветовой круг условно разделен на девять цветов – восемь чистых спектральных и один пурпурный. Центр круга соответствует белому цвету, а по радиусам, соединяющим центр с окружностью, располагаются точки, соответствующие цветам с чистотой от 0 до 100%.

Чем ближе точка к центру круга, тем больше в цвете, которому она соответствует, белого и меньше чистого цвета. Пурпурные цвета не являются спектральными, поэтому они не имеют своих значений длины волны. Их цветовой тон определяется длиной волны того цвета, который лежит на противоположном конце диаметра цветового круга, но обозначается со штрихом.

19. Как можно пользоваться цветовыми графиками, цветовым локусом?

Выбор трех исходных цветов при смешении для получения любого цвета имеет большое значение, так как от этого зависит простота и удобство проведения опытов и расчетов. Международная комиссия по освещению (МКО) приняла в качестве основных цветов монохроматические излучения с длинами волн: красный (R) λ = 700,0 нм; зеленый (G) λ = 546,1 нм; синий (B) λ= 435,8 нм.

любой цвет может быть получен путем смешения основных цветов R, G и B в соответствующих количествах в соответствии с цветовым уравнением:

, (2.1)

где F – качественная характеристика цвета (цветность); r, g, b – коэффициенты цветов R, G, B.

Эта зависимость позволяет построить цветовой график в виде равностороннего треугольника (рис.2.2), вершины которого будут соответствовать основным цветам RGB, а точка равноэнергетического белого цвета расположена в центре. Недостаток данной системы (появление отрицательных коэффициентов) может быть устранен, если выбрать в качестве основных некоторые условные, не существующие в природе цвета XYZ.

Рис. 2.2. Цветовой график

В новой системе цветовое уравнение будет подобным уравнению (2.1), но примет вид

C=x₁X + y₁Y + z₁Z, (2.2)

где С – произвольный цвет, зрительно неотличимый от смеси трех основных цветов XYZ; x₁,y₁,z₁ – цветовые коэффициенты, которые показывают, в каких соотношениях следует смешать основные цвета.

Если необходимо знать только качественную характеристику цвета – цветовой тон и чистоту, то удобнее пользоваться относительными цветовыми коэффициентами x y z

Сумма всех трех относительных коэффициентов равна

(2.3)

Из последнего выражения следует, что любые два относительных коэффициента независимы, а третий определяется по формуле (2.3).

Поскольку независимыми являются два относительных цветовых коэффициента, то любая цветность изображается точкой в системе прямоугольных координат, например, XY. Если на эту систему нанести значения относительных цветовых коэффициентов для всех спектральных цветов видимой области спектра, то получим цветовой график (локус), показанный на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Цветовой локус

На этом графике по оси абсцисс отложены значения относительного цветового коэффициента , а по оси ординат – значения коэффициента у.

Все спектральные цвета от 400 до 700 нм расположены на граничной кривой цветового графика. В центре расположен белый цвет Е (соответствующий белому цвету).

На этом же графике нанесены кривые равной чистоты цвета (р= 0,1; 0,2; 0,3 и т. д.). По графику может быть произведен переход от одного способа изображения цвета к другому. Так, если нам известны значения коэффициентов и у (например, x=0,4,

и = 0,42), то находим на графике точку, соответствующую значениям этих коэффициентов. Для данного случая это будет точка М.

Через точку М и Е проводим прямую. Точка пересечения с линией спектральных цветов и будет определять цветовой тон. Чистота цвета определяется по кривым равной чистоты путем интерполирования. Для нашего примера цветовой = 574 нм и чистота цвета р=0,55.

Обратная задача — вычисление относительных цветовых коэффициентов х и у при известных и р также легко определить при помощи этого графика.

На прямых линиях, соединяющих точку белого цвета Е со спектральными цветами, находятся цвета, являющиеся смешением спектрального цвета с белым в той или иной пропорции, т.е. на этих прямых расположены точки, соответствующие данному цвету разной чистоты.

На прямолинейном участке от красного до фиолетового расположены пурпурные цвета, получающиеся путем смеше­ния красного цвета с цветовым тоном =700 нм и фиолетового с цветовым тоном =400 нм в различных пропорциях.

20. Что называется спектральным отражением и пропусканием'.'

Рис. 2.4. Кривые спектрального отражения и пропускания

Для двух цветных тел на рис. 2.4 представлены кривые зависимости спектральных коэффициентов отражения красной киновари и пропускания желтого светофильтра ЖС-7 от длины волны, называемые кривыми спектрального отражения: или кривыми спектрального пропускания: .

Распределение спектрального состава излучения источника света, освещающего объект, удобно представить в виде графика, на котором по горизонтальной оси отложены длины волн, а по вертикальной – значения интенсивности соответствующих длин волн.