Графики функции чувствительности стандартного наблюдателя согласно CIE (1931 г.) в диапазоне от 380 до 780 нм

ЦВЕТ – ЭТО ОЩУЩЕНИЕ, ВЫЗЫВАЕМОЕ В ГЛАЗАХ И МОЗГЕ ЧЕЛОВЕКА СВЕТОМ РАЗЛИЧНЫХ ДЛИН ВОЛН И ИНТЕНСИВНОСТЕЙ.

У человека зрительный аппарат состоит из глаза, зрительного нерва и зрительного участка коры головного мозга. Глаз играет роль приёмника световой энергии, зрительный нерв соединяет глаз с мозгом, передавая в него возбуждение рецепторов глаза, вызванное действием света. Возбуждение мозга приводит к возникновению зрительного образа внешнего наблюдаемого предмета.Ощущение количества излучения (яркость) и качества излучения (цветность) едино и определяется как ощущение цвета.

Графики функции чувствительности стандартного наблюдателя согласно CIE (1931 г.) в диапазоне от 380 до 780 нм

Кривые спектральной чувствительности глаза (см. график) определены косвенным опытно-расчётным путём в 1931 г. Согласно трёхкомпонентной теории зрения цветовое зрение человека обусловлено наличием трёх видов рецепторов на сетчатке глаза, максимумы спектральной чувствительности которых соответствуют синему, зелёному и жёлтому (хотя в литературе обычно пишут «красному») цветам. Они являются основными, или базовыми, все остальные цвета воспринимаются как их смешение в определённой пропорции. Например, чтобы получить жёлтый спектральный цвет, совсем необязательно воспроизводить его точную длину волны 570−590 нм, достаточно создать такой спектр излучения, который возбуждает рецепторы глаза сходным образом (метамерия зрения).

Глядя на график, можно решить, что глаз имеет в синей области спектра наивысшую чувствительность. Но это совсем не так. Этот график показывает, что синечувствительные рецепторы очень чувствительны к изменению длины волны, но имеют при этом малую светочувствительность (ощущение яркости). Поэтому, чтобы перейти от функции чувствительности к относительной спектральной эффективности, надо ординаты кривых перемножить на яркостные коэффициенты: B_R= 683 лм/ср м², B_G= 3135 лм/ср м² и B_B= 41 лм/ср м², которые соотносятся как 1, 4,59, 0,06.

Цветовое ощущение определяется соотношением раздражений (возбуждений) зрительных рецепторов – колбочек трёх видов. Значения этих трёх основных возбуждений можно определить. Таким образом, трём основным возбуждениям соответствуют вполне определённые три цвета. И наоборот.

Таблица 1.В ней приведены вычисления значений трёх основных возбуждений для излучений белого света, состоящих из трёх и двух монохроматических излучений, в которых учтены и длина волны, и интенсивность, и спектральная чувствительность КЗС-приёмников излучений – колбочек. Практически удобно пользоваться не самими основными возбуждениями (вычисления которых приведены в таблице 1) – их слишком долго рассчитывать, а другими тремя числами, которые связаны с основными возбуждениями вполне определёнными зависимостями. Это связано с тем, что непосредственное объективное измерение сигналов КЗС-приёмников глаза невозможно. Кривые спектральной чувствительности глаза (см. график) недостаточно точны (ввиду высокой трудоёмкости, не уточнялись).

Таблица 1. Расчёт значений основных возбуждений к’, з’, с’ сложного (белого) излучения

Спектральный состав излучений белого света	Спектральные чувствительности приёмников глаза при длинах волн монохроматических излучений	Значения основных возбуждений
Кол-во монохро-матичес-ких излу-чений, входящих в состав сложного излучения	Обозначение монохро-матических излучений	Длины волн монохрома-тических излучений, λ нм	Интенси-вность, (энерге-тическая яркость), Вт/(ср м2)
три	R		464,9		0,0004	0,0065		0,19	3,02
G	546,1	8,87	0,013	1,165	0,861	0,12	10,33	7,60
B	435,8	6,43	1,1646	0,027	0,0062	10,58	0,17	0,04
Значения основных возбуждений к’, з’, с’ сложного излучения, равные суммам значений возбуждений монохроматических составляющих	10,7	10,7	10,7
два	жёлто-оранжевый		9,58	0,001	0,524	0,870	0,01	5,02	8,33
синий		19,55	0,547	0,290	0,121	10,69	5,67	2,37
Значения основных возбуждений к’, з’, с’ сложного излучения, равные суммам значений возбуждений монохроматических составляющих	10,7	10,7	10,7

Цвет определяется как свойство излучения, которое оценивается по действию излучения на глаз (ощущению).Из этого следует, что в явлении цвета можно выделить три основных процесса:

физический – излучение световой энергии,

физиологический – действие этой энергии на сетчатку (ретину) глаза и преобразование её в энергию возбуждения рецепторов органа зрения,