Справочная книга по светотехнике

КОЛОРИМЕТРИЯ

Содержание параграфов 2.4.1 и 2.4.4 заимствовано из [2.11] и [2.23|. Популярное изложение основ коло­риметрии приведено в [2.24|.

2.4.1. Основные положения колориметрии

Законы смешения цветов. Цветовое пространство.

В колориметрическом понимании понятию «цвет» да­ется следующее определение: «Цвет есть трехмерная векторная величина, характеризующая группу излуче­ний. визуально неразличимых в колориметрических человиях наблюдения». В этом определении уже огра - жены принципы классификации и измерения цветов.

Цветовая метрика основывается на законах смешения цветов, установленных Грассманом.

Согласно первому основному закону Грассмана, любой цвет может быть составлен пугем смешения в различных пропорциях трех цветов, каждый из кото­рых нельзя получить смешением двух других. Иначе го­воря, цвет определяется тремя независимыми перемен­ными, составляющими равенство вида

С = Л[Л| + 6[С]+ ВВ, (2.5)

где [Л], [С]. В — единичные количества основных цветов системы измерения; R, G. В — доли единичных основных цветов, обеспечивающие цветовое равенство, т. е. координаты данного цвета.

Значения координат цвета моїут быть как положи­тельными, так и отрицательными, поскольку в некото­рых случаях ііля получения цветового равенства требу­ется прибавление к измеряемому цвету одного или двух основных цветов.

Второй закон смешения цветов говорит о непре­рывности изменения цвета при непрерывном измене­нии спектрального распределения излучения.

Согласно третьему закону смешения, цвет смеси за­висит только от цветов смешиваемых компонентов и не зависит от их спектральных составов, т. е. один и тот же цвет может иметь излучение различных спектраль­ных составов (такое свойство излучений называется ме - тамеризмом). Из этого закона следует, что координаты цвета смеси равны суммам координат смешиваемых цветов.

Таким образом, из законов Грассмана вытекает представление о векторе цвета, три составляющие кото­рого (2.5) имеют общее начало и разные направления в пространстве. Цвет может быть представлен как диаго­наль параллелепипеда, построенного на этих составля­ющих. Совокупность трехмерных векторов цвета со­ставляет цветовое пространство (рис. 2.19). Каждому цвету соответствует лишь один вектор в цветовом про­странстве. Цвета, располагающиеся на одной прямой, исходящей из начала координат, т. е. различающиеся между собой лишь по интенсивности, характеризуются одной и гой же нветностью. Цветность, таким образом, указывает направление вектора цвета в пространстве и определяется двумя координатами.

Для изображения координат цветности использует­ся цветовой треугольник, который представляет собой сечение трехкоорлинатпого пространства плоскостью, проходящей через единичные цвета выбранной систе­мы измерения. Координаты цветности — относительные величины, определяющие положение точки в треуголь­нике.

Колориметрические системы. Расчет цвета. Выбор трех основных цветов системы, помимо условия линей­ной независимости, может основываться па удобстве их использования для решения конкретных задач. Пе­реход от одной системы к другой осуществляется в со­ответствии с третьим законом Грассмапа путем линей­ного преобразования. Коэффициенты, входящие в мат­рицу преобразования системы цветовых координат, яв­ляются координатами новых основных цветов в старой системе:

X =XrR + XgG + ХЬВ,

Y = YrR+YgG + YbB. (2.6)

Z=ZrR + ZgG + ZbB.

Из рис. 2.19 видно, что никакие реально существу­ющие цвета R, С, В, принятые за основные, не могут обеспечивать положительных значений координат цвета для всех цветов. Это можно получит ь лишь при выборе основных цветов, лежащих за пределами реальной об­ласти цветов и пе связанных с какими-либо излучения­ми, а имеющих лишь расчетный смысл. В качестве та­ких цветов МКО были выбраны цвета X, Y, Z. Система XYZ МКО, основанная на экспериментальных данных по определению координат цветности монохроматиче­ских излучений с использованием стандартизованной кривой относительной спектральной световой эффек­тивности излучения, принята в 1931 г. как стандартная. Функции сложения цветов в этой системе (рис. 2.20) имеют лишь положительные значения в пределах всего видимого спектра. Ординаты кривых сложения х(), у(А.), г(А.) (табл. 2.11) представляют собой координаты цвета монохроматических излучений постоянной мощ­ности в системе XYZ. Они соответствуют угловому раз­меру поля зрения 2° и определяют «стандартного коло­риметрического наблюдателя МКО 1931г.». Функция у(к) совпадает с функцией относительной спектраль­ной световой эффективности V(X) стандартного фото­метрического наблюдателя МКО.

В 1964 г. МКО были рекомендованы в качестве до­полнительных функции сложения для поля зрения 10°:

х,0а>. ую(^). ыъ.

Таким образом, в системе XYZ ни один реальный цвет пе имеет отрицательных координат цвета; все цветности располагаются впугри цветового треугольни­ка. Количественная оценка излучений осуществляется па основе значений координаты К; единичный цвет Y имеет световой поток 683 лм; единичные цвета X v Zne имеют световых потоков. Для источника Е с равно - энергетическим спектром все три координаты цвета равны: его цветность располагается в центре цветового треугольника. Для спектральных цветов в диапазоне 575-700 нм координата Z цвета равна нулю.

Цветовой график системы XYZ (см. рис. 2.19) пред­ставляет собой «единичную» плоскость трехкоорлинат - пого цветового пространства XYZ (рис. 2.21). Цветно­сти спектральных излучений располагаются па линии, начало и конец которой замыкаются линией пурпур­ных цветов. Участок А. = 580 680 нм практически пря­молинеен. Все реальные цветности располагаются внутри замкнутой линии.

Координаты цветности х, у, z связаны с координа­тами цвета X, У, Z соотношениями

х = XiY+Z' y = J(+Y+Z' Z = X + YTZ-

Поскольку x+y+z= I, обычно ограничиваются значениями координат х, у.

На основании вышеизложенного разрешаются зада­чи по сложению цветов. Цвет смеси выражается через сумму координат цвета смешиваемых цветов:

С=С, +С2=(*, + *2)[*1 +(К, + К2)]К] +

+ (Z, +Z2)fZ], (2.8)

Координаты цвета могут быть выражены через ко­ординаты цветности и модуль цвета т, численно рав­ный сумме координат цвета:

Х=тх У = ту Z=mz■ (2.9)

Из уравнений (2.8) и (2.9) получаем выражения для ординат цветности смеси: кои, лежащей па прямой, соединяющей цветности сме­шиваемых цветов. Расстояния от точки цветности сме­си до точек цветностей смешиваемых цветов обратно пропорциональны модулям этих цветов. На основании (2.9) и (2.10) решают задачи па смешение цветов.

На использовании закона аддитивности координат базируется расчет цвета но спектральным данным. Ос­новой для расчета цвета несамосветящихся объектов (отражающих материалов и светофильтров) являются значения спектральных коэффициентов отражения р(А.) или пропускания т(А.) и относительное спектральное распределение энергии ИС Фе;(Х). Расчет координат цвета в системе МКО проводится по формулам:

х =|феХР (X)x{X)dX, Y =|фгх р(*) у (*)<&- 7={ФЛра>га)л.

Значения ФеХ(А.)х(А.), Фех Му (А.), Фех (А.) г (А.) в нормированном масштабе для стандартных источников света А и £)g5 приведены в табл. 2.12 и 2.13. Практиче­ски расчетные формулы для координат цвета приобре­тают вид:

780

X = '£Фех(Х)р()х(Х)А\

380

780

г = Хф^а>р(^а>д^ (2.12)

380

780

z = ДА.,

380

причем значение ДА. составляет обычно 10 или 5 нм. Указания по расчету координат цвета ИС изложены в її. 2.4.2.

Иногда для получения более наглядной характери­стики цвета, чем дает система XYZ МКО, используется «биполярная» система А.^, рс, /., основанная на пред­ставлении каждого цвета как смеси монохроматическо­го излучения со стандартным ахроматическим. В этой системе krf — доминирующая длина волны, определяю­щая, какое монохроматическое излучение должно сме­шиваться с заданным ахроматическим для получения данного цвета; А.^ соответствует точке пересечения с линией спектральных цветов прямой линии, соединя­ющей данное излучение с монохроматическим на цве­товом графике (рис. 2.19); рс — чистота цвета (колори­метрическая), характеризующая долю монохроматиче­ского излучения в смеси с ахроматическим; L — яр­кость смсси.

Чистота цвета может определяться с помощью гра­фиков (рис. 2.22) или по формуле

Рис. 2.22. Цветовой ірафик х, у с сеткой значений рг по от­ношению к источнику В. В качестве примера показано определение kj для излучения, соответствующего точке Ф

Стандартные источники белого света. Излучения D МКО. Для проведения цветовых измерений стандарти­зованы четыре типа источников белою света. Источник А воспроизводит условия освещения J1H и соответству­ет излучению полного излучателя при 2856 К. Источник В воспроизводит прямое солнечное излучение с корре­лированной цветовой температурой Ти к =4870 К. Ис­точник С воспроизводит рассеянный дневной свет с Г„к=6770 К. Источник D55 воспроизводит усреднен­ный дневной свет с Гцк=6500 К, включая УФ-часть спектра, и используется для измерения цвета люмипес - цируюших материалов. Данные относительного спект­ральною распределения энергии этих источников при­ведены и ГОСТ 7721.89. Координаты цветности даны в табл. 2.14.

В качестве источника А используется газополпая ЛИ с вольфрамовой нитью. В качестве источников В и С применяется источник А в сочетании со светофиль­трами. Способ военроизведения источника 5 пока пе стандартизован.

Для многих целей пе представляется возможным ограничиться перечисленными источниками белого света и требуется знать относительное спектральное распределение энергии различных фаз дневного света в широком диапазоне коррелированных цветовых темпе­ратур через достаточно малые интервалы. В результате математической обработки данных многочисленных измерений спектрального распределения энергии днев­ного света МКО принято уравнение кривой D (рис. 2.23), на которой лежат точки, соответствующие цветностям различных фаз дневного света хд, yjj.

yD=- 3,000лд + 2.870* D - 0,275. (2.14)

1

Рис. 2.23. Часть цветового графика лг, у с линией черного пела (Р), линией дневного света МКО (D) и линиями постоян­ной цветовой температуры

Равноконтрастное цветовое пространство (Lab) представляет собой упрощенный вариант пространства Адамса—Никкерсон. Координаты выражаются уравне­ниями:

Z,* = 25(100К/ К0)1/3 -16; 1 < К < 100; а* = 500[(Л7*о)і/3-(ЇТ0)і/3]; 6*=200[(K/K0)|/3-(Z/Z0)|/3[,

і де Aq, Kq, Zq — координаты цвета стандартного ахро­матического источника.

2.4.2. Методы и средства технических измерений цвета.

Атласы цветов

Определение цвета принципиально может осущест­вляться тремя метолами: расчетом по данным измере­ний относительного распределения энергии ИС и спектральных коэффициентов отражения или пропус­кания освещаемого объекта; колориметрическим визу­альным методом путем визуального сопоставления из­меряемого цвета с цветом, получаемым суммированием основных цветов колориметра; колориметрическим объективным методом с помощью физических прием­ников ихлучения, кривые спектральной чувствительно­сти которых приведены к кривым сложения колори­метрической системы МКО или являются их линейной трансформацией.

Расчетный (спектрофотометрический) метод, опи­рающийся непосредственно на стандартные кривые утельных координат, является наиболее точным и при­знан в международной практике в качестве основного.

Ранее этот метод вследствие его большой трудоемкости использовался в основном для атгестации средств из­мерений. В настоящее время за счет возможности авто­матизации процессов измерений и расчетов практиче­ское значение этого метода резко возросло.

Для характеристики современных РЛ, отличающих­ся сложностью и большим разнообразием спектров из­лучения, оказались необходимыми новые параметры по сравнению с использовавшимися для ЛН, излучение которых по спектральному распределению в видимой области близко к спектральному распределению излу­чения черного тела. Колориметрические параметры ИС характеризуют в сжатом численном виде их цвет, а так­же особенности спектрального распределения энергии. Эти параметры, как правило, зафиксированы в соот­ветствующей нормативно-технической документации на ИС, и ими руководствуются при проектировании ОУ. Основой для определения колориметрических па­раметров ИС является спектральное распределение энергии Ф^(^)- Применяются также упрощенные мето­ды определения колориметрических параметров.

В качестве основного метода определения коорди­нат цветности ИС принимается расчет по данным спектральных измерений. Координаты цвета X, К, Z рассчитываются по уравнениям:

780

* = 5>Л(Х)*(Х)дл;

380 780

к=5>а(*)У(*)а*.;1' (2.23)

380 780

z = ДА.

380

Координаты цветности рассчитываются по (2.7).

Именно этот спектральный метод измерения коор­динат цвета и координат цветности рахличных объек­тов, являющийся наиболее точным и признанным в международной практике цветовых измерений в каче­стве основного, используется в современных СИ-спек - троколориметрах.

Атласы цветов

Одним из способов визуальной оценки и определе­ния цвета объекта является использование атласов цве­тов. Атласы представляют собой набор цветных образ­цов с известными цветовыми характеристиками, рас­положенных в определенном порядке. Более 30 лет на­зад во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева Е. Н. Юстовой и др. был разработан атлас из 1000 стандартных образцов цвета. Этот атлас охватывал многие атласы отраслевого назначения, созданные ранее, и предназначался для обеспечения единства цветовых измерений отражаю­щих материалов [2.11].

Приборы для цветовых измерений

Отечественная промышленность в настоящее время практически не выпускает колориметров, хотя ранее серийно изготавливались компараторы цвета типа

ЭКЦ-1, КЦ-2 и КЦ-3, фотоэлектрические колори­метры КНО-3, спектроколориметры «Спектротоп» и «Пульсар». Некоторые из этих срслств измерений, вы­пушенные десять и более лет назад, еще продолжают использоваться в заводских лабораториях лакокрасоч­ной, целлюлозно-бумажной, текстильной, химической промышленности.

За рубежом имеется целый ряд крупных фирм, име­ющих многолетний опыт производства спекгроколори - метров различного назначения. Среди таких фирм можно выделить наиболее крупные. Прежде всего, эго фирмы Gretag Macbeth. Hanterlab и X-Rite (США), LMT и Datacolor International (Германия). Minolta (Япония) [2.26] и др. Каждая из этих фирм специализи­руется на производстве спектроколориметров той или иной модификации и сферы использования.

Так. например, крупнейшая фирма LMT (Герма­ния) специализируется на производстве прецизионных фотометров, фотометрических головок и другого обо­рудования для измерения самосвегящихся объектов |2.25[. Фирма X-Rite (США) выпускает в основном портативные переносные спекгроколориметры, испо­льзуемые для оперативного контроля качества произво­димой продукции непосредственно на рабочих местах в текстильной, бумажной, лакокрасочной, химической промышленности. Ниже рассмотрены некоторые типы спектроколориметров, выпускаемых различными фир­мами.

В табл. 2.15 в качестве примеров современных при­боров для цветовых измерений приведены основные технические характеристики трех спектроколориметров Color Пуе американской фирмы Gretag Macbeth типов ХТН, 2180 UV и 7000А, внесенных в Государственный реестр средств измерений. Эти спекгроколориметры предназначены для цветовых измерений и цнетового анализа отражающих материалов как в лабораторных, так и в производственных условиях. Спектроколори - метр типа 7000А используется еще и для цветовых из­мерений прозрачных материалов. В сочетании с компь­ютерным оборудованием и проіраммньїм обеспечени­ем по контролю и расчету цветовых характеристик эти спекгроколориметры являются цветоизмерительными системами, широко используемыми в лакокрасочной, пищевой, текстильной, бумажной, химической и дру­гих отраслях промышленности. Данные приведены по результатам испытаний спектроколориметров для це­лей утверждения типа.

Принцип работы каждого из спектроколориметров основан на двухлучевой оптической схеме с интегриру­ющей сферой в сочетании с ксеноновой лампой - непмшкой. Ксеноновый импульсный ИС соответствует источнику типа £>55, поддерживая постоянство его спектральных характеристик в течение всею долгого срока службы, не требуя времени на разогрев. Линейка из кремниевых фотодиодов после голографической ре­шетки перекрывает спектральный диапазон длин волн от 360 до 750 нм с шагом АХ = 10 нм. Спектроколори -

метры отличает высокая автоматизация измерений. Приборы выполняют до ста «авгокалибровок» с задан­ным интервалом времени, исключающих ошибки опе­ратора. Поверка приборов осуществляется в соответст­вии с методикой поверки, утвержденной ВНИИОФИ. Для поверки используют набор мер рабочего эталона единиц координат цвета и цветности ВЭТ 81-1-91 (в соответствии с поверочной схемой ГОСТ8.205-90).

Фирма Hunter Lab (США) имеет более чем 40-лет - пий опыт работы в 68 странах мира. Спектроколори - метр типа Mini Scan ХЕ Plus представляет собой много­целевой портативный переносной спектроколоримегр, который может использоваться в текстильной, пище­вой, бумажной, лакокрасочной и других отраслях про­мышленности для измерения прозрачных и отражаю­щих образцов продукции: гладких, сыпучих или жид­ких.

Немецкая фирма Datacolor International также се­рийно выпускает спектроколориметры. Прибор типа Microflash 200d имеет выносной портативный измери­тельный блок, позволяющий проводить измерение ко­ординат цвета отражающих образцов различных типов и размеров. Остальные два спектроколориметра — ста­ционарные приборы. Elrepho 3300 является примером специализированного спектроколориметра, помимо координат цвета измеряющею еще и белизну, а также блеск различных образцов в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности.

Обладающая мировой известностью японская фир­ма Minolta Co.. Ltd в середине 90-х годов выпускала пять типов колориметров, предназначенных для изме­рений цвета ИС, светоотражающих предметов и свето­пропускающих жидкостей [2.26]. Все приборы для из­мерений цвета светоотражающих предметов, состоя­щих из измерительных головок и процессора, порта­тивны, выходные сигналы измерительных головок вво­дятся в унифицированный малогабаритный батарей­ный процессор типа DP-301 с дисплеем и принтером.

Общепризнанно, что п настоящее время наилучши­ми метрологическими характеристиками обладают грехзональные колориметры фирмы LMT (Германия). Именно этими приборами оснащены ведущие нацио­нальные метрологические лаборатории разных стран. В табл. 2.16 представлены основные сведения о коло­риметрах С1210 и С2210 этой фирмы [2.25]. Измерите­льным преобразователем в обоих приборах служит ко­лориметрическая головка типа СН60, содержащая три независимых канала, в каждом из которых расположе­ны светофильтр и кремниевый фотоэлемент. Выходные сигналы фотоэлементов усиливаются высокоточными операционными усилителями, обеспечивающими стро­гую пропорциональность фототока освещенности при­емной площадки фотоэлемента. Фототоки преобразу­ются в соответствующие напряжения, поступающие на входы АЦП, за которыми следует микропроцессор. Ко­лориметрическая головка высококачественно корриги­рована и термостатировапа. Диаметр ее активной при­емной понерхности равен 60 мм, калибровка осуществ­ляется при температуре 25°С.

В целях создания системы обеспечения единства измерений и колориметрии во ВНИИОФИ были разра­ботаны и внедрены на территории Российской Федера­ции Государственный специальный эталон единиц ко­ординат цвета (X, К, Z) и координат ішетности (х, у) и Государственная поверочная схема для средств измере­ний этих величин. Передача размеров единиц коорди­нат цвета и цветности регламентирована ГОСТ 8.205-90 как для несамосветяшихся, так и для самосветящихся объектов [2.7J.

Государственный специальный эталон единиц координат цвета и координат ішетности

Государственный специальный эталон состоит из комплекса следующих СИ:

— спектрофотомегрической установки для воспро­изведения единиц координат цвета несамосветяшихся объектов;

— эталонного спектрорадиометра для воспроизве­дения единиц координат цветности несамосветяшихся объектов и непрерывного оптического излучения;

— эталонных наборов мер (переменных по своему составу) несамосветяшихся объектов и излучателей не­прерывного оптического излучения;

— системы регистрации и обработки информации.

В качестве вторичных эталонов единиц координат

цвета несамосветяшихся объектов применяют ком­плексы, состоящие из спектроколориметрических ус­тановок с наборами мер (отражающих и прозрачных образцов) в диапазонах измерений: X = 2,5 + 109,0; Y = 1,4+ 98,0 и Z = 1,7+ 107,0 и системы регистрации и обработки информации.

В качестве вторичных эталонов единиц координат цветности несамосветяшихся объектов применяют комплексы, состоящие из колориметра с наборами от­ражающих и прозрачных образцов в диапазонах изме­рений: л-=0,0039+0,7347 и у =0,0048+ 0,8338 и системы регистрации и обработки информации.

В качестве вторичных эталонов единиц координат цветности самосветящихся объектов применяют комп­лексы, состоящие из спектрорадиометра с наборами мер (излучателей) в диапазонах измерений: х =0,0039+ 0,7347 и у =0,0048+0,8338 при яркости от 10 до 1000 кд/м2 и системы регистрации и обработки информации.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S£ вторичных эталонов единиц координат цвета несамосветяшихся объектов с государственным составляют:

— для прозрачных образцов — 5^ = 3у% =0,1;

— для отражающих образцов — Sx =Sv =0,2S/. = = 0,25.

Средние квадратические отклонения результатов сличений S£ вторичных эталонов единиц координат цветности несамосветяшихся объектов с государствен­ным не должны превышать:

0,007 — для координат цветности х < 0,1 или у < 0,1;

0,0007 — для координат цветности, v>0,1 или у >0,1.

Средние квадратические отклонения результатов сличений вторичных эталонов единиц координат цвет­ности самосветящихся объектов с государственным со­ставляют 5^ = 5^ = 0,0008 + 0,0020.

Вторичные эталоны единиц координат цвета и ко­ординат цветности несамосветяшихся объектов приме­няют для передачи размеров единиц разрядным (рабо­чим) эталонам методом прямых измерений и сличени­ем при помощи компараторов (набора мер координат цвета и набора образцов координат цветности) и рабо­чим средствам измерений сличением при помощи ком­паратора (набора мер координат цвета и набора образ­цов координат цветности).

Вторичные эталоны единиц координат цветности самосветящихся объектов применяют для передачи размеров единиц разрядным (рабочим) эталонам мето­дом прямых измерений и сличением при помощи ком­паратора (набора мер) и рабочим средствам измерений сличением при помощи компаратора (набора мер).

В качестве разрядных (рабочих) эталонов единиц координат цвета и координат цветности несамосветя - щихся объектов применяют: наборы мер координат цвета в диапазонах измерений X =2,5+ 107,0; Y = 2+98 и Z = 1,7+ 107,0; колориметры в диапазонах измерений: координат цвета А - = 2,5 + 109,0; К =1,4+98,0 и Z= 1,7+107,0 и координат цветности — х =0,004 + + 0,734 и у =0,005+ 0,834; наборы образцов координат цветности в диапазонах измерений: дг = 0,2 +-0,5 и у =0,25+ 0,44.

В качестве разрядных (рабочих) эталонов единиц координат цветности самосветящихся обт>ектов приме­няют источники А, В, С со значениями: хА =0,448; уА =0,407; хд =0,348; ув =0,352; хс =0.310 и у^ =0,316; излучатели в диапазонах измерений: х =0,1 + 0,7 и у = 0,05 + 0,70 и колориметры в диапазонах измерений: х =0,004+ 0,734 и у =0,005+ 0,834 при яркости от 10 до 1000 кд/м2.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей Д разрядных (рабочих) эталонов единиц координат цвета несамосветяшихся объектов составляют:

-для прозрачных образцов — ДХ=Д., =Лг = = 0,15+0,20;

-для отражающих образцов — ДХ=Д,, =Дг = = 0,3+0,35.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей Д разрядных (рабочих) эталонов единиц координат цвет­ности несамосветяшихся объектов составляют: Дх =Д^, =0,002+0,020.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей Д разрядных (рабочих) эталонов единиц координат цвет­ности самосветящихся объектов составляют: Дд = Д,, = = 0,002+0,005.

Разрядные (рабочие) эталоны применяют для по­верки рабочих СИ координат цвета и координат цвет­ности несамосветяшихся объектов методом прямых из­мерений и сличением при помощи компаратора (набо­ра мер координат цвета и набора образцов координат цветности).

Разрядные (рабочие) эталоны применяют для по­верки рабочих средств измерений координат цветности самосветящихся объектов методом прямых измерений и сличением при помощи компаратора (набора мер).

В качестве рабочих СИ координат цвета несамосве - тящихся объектом применяют: колориметры в диапазо­нах измерений: Х= 2,5 + 109,0; К =1,4+98,0 и

= 1,7-s - 107,0; визуальные колориметры в диапазонах измерений: ЛГ = 3+ 90; К = 2+ 98 и Z = 2 + 105.

В качестве рабочих СИ координат цветности неса - мосветящихся объектов применяют: колориметры в диапазонах измерений: х =0,004+ 0,734 и у =0,005 + + 0.834.

В качестве рабочих СИ координат цветности само - светяшихся объектов применяют: колориметры в диа­пазонах измерений: х = 0,004+ 0,734 и у =0,005+ 0,834 и телевизионные колориметры в диапазонах измерений: х =0,1+ 0,7 и у =0,05+0,70 при яркости от 10 до 1000 кд/м2.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей Д рабочих средств измерений координат цвета несамо - светяшихся объектов составляют:

- для прозрачных образцов — Дх = Д., = Дг = = 0,20+ 1,00;

— для отражающих образцов — Ах - Д., = Дг = = 0,4+ 1,5.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей Д рабочих СИ координат цветности несамосветяшихся объектов составляют: Дх =Д^ =0,002+0,50.

Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих средств измерений координат цветности само­светящихся объектов составляют: ДГ=Д„ =0,004 +

+ 0,020. У

2.4.4. Цветопередача.

Относительное содержание красного излучения

Сложность и большое разнообразие спектров совре­менных РЛ обусловили необходимость введения и кон­троля специальной характеристики качества цветопере­дачи источников наряду со световой отдачей. Цветопе­редача характеризует влияние спектрального состава излучения источника на зрительное восприятие цвет­ных объектов по сравнению с восприятием их при освещении опорным источником.

Основным методом оценки качества цветопередачи И С общего назначения является метод «контрольных цветов». Оценка цветопередачи выполняется расчетом на основе относительного спектрального распределе­ния энергии ламп. Показателями качества цветопере­дачи служат индексы цветопередачи, определяемые на основе цветовых сдвигов, получаемых на стандартных отражающих образцах при переходе от испытуемого ИС к опорному.

Цветопередача оценивается общим индексом цве­топередачи Ra, который может быть дополнен специ­альными индексами цветопередачи Л/. Общий индекс цветопередачи Ra дает усредненную характеристику для восьми образцов средней насыщенности; специальные индексы цветопередачи Л(- характеризуют цветопереда­чу. соответственно, на цветах большой насыщенно­сти — красном, желтом, зеленом и синем, а также на образцах, воспроизводящих цвет человеческой кожи и зеленой листвы. Контрольные образцы (их общее ко­личество 14) имеют фиксированные значения спект­ральных коэффициентов яркости.

Оценка цветопередачи производится по отношению к опорным источникам, цветность которых такая же, как цветность испытуемого источника, или близка к ней. Для ИС с Гц <5000 К в качестве опорного исполь­зуется полный ихтучатель, для источников с 7ц > 5000 К — дневной свет, спектральное распределе­ние которого рассчитывается как функция 7^.

Для учета цветовой адаптации при переходе от ис­пытуемого источника к опорному используется транс­формация по фон Крису с основными цветами Джадда [2.23]. Цветовые сдвиги оцениваются по равноконтра­стной цветовой системе МКО U V*W. Специальные индексы цветопередачи рассчитываются по формуле:

Л,=100-4,6Д£(, (2.24)

где Д£, — цветовой сдвиг на м образце, определяе­мый из (2.19).

Общий индекс цветопередачи определяется как среднеарифметическое из значений Rt для первых вось­ми образцов:

/=8

Ra = j£Ri. (2.25)

/=I

Все данные, необходимые для расчета индексов цветопередачи МКО, приведены в ГОСТ 23198-78. Программа расчетов на ЭВМ разработана ВНИСИ.

Шкала индекса цветопередачи построена таким об­разом, что индекс 100 имеет источник с такой же цве­топередачей, как у опорного источника, а индекс 50 — стандартная ЛЛ с Гц к = 3000 К. По качеству цветопере­дачи И С разделяются примерно на три класса: высоко­го (Ла>85), среднего (85>Ла>70) и низкого (Ла<70).

Модификацией индекса цветопередачи МКО явля­ется индекс цветового предпочтения, определяемый не по отношению к опорному источнику, а по отношению к цветности, предпочитаемой массовым потребителем.

В качестве критерия качества цветопередачи И С иногда используется площадь цветового охвата, созда­ваемая восемью контрольными образцами МКО (табл. 2.17) на равноконтрастном цветовом графике. Соответствующий показатель под названием индекс цветового различения применяется в основном к ЛЛ с узкополосными спектрами и пучения.

Несмотря на то, что метод контрольных цветов яв­ляется в настоящее время главным методом оценки ка­чества цветопередачи, не потерял еще своего практиче­ского значения и спектрозональный метод, применяе­мый для оценки цветопередачи ЛЛ.

Оценка цветопередачи спектрозональным методом осуществляется путем сопоставления относительного распределения светового потока испытуемого и опор­ного источников по спектральным зонам. Для этой
цели используется восьмизоппая система: I зона 380-420 нм; II - 420-440 нм; III - 440-460 нм; IV 460-510 им; V - 510-560 им; VI - 560-610 им; VII 610-660 нм; VIII - 660-760 нм.

Световой ПОТОК I) /-Й зоне

К 2

Ф* = 5>Л(А)И(Л)ДЛ.

Для ламп типа ДРЛ нормируется относительное со­держание красного ихтучения («красное отношение») Ф„, %:

780

|Фх(Х)К(л)Л

600 ___________

780

|ФХ(/.)КШ<Л

600

Значение Фк может быть определено расчетом по спектральным данным или измерено с помощью кор­ригированного приемника излучения и красного све­тофильтра.