Однако истоки современной трехкомпонрнтнпй тг-рни ,тпвтг,ппг-л находим в работе великого русского ученог.. М В- Лпмпнпгпп= С""" " -.р хождении света, новую тео

Акадеуни наук июля I дня 175Ь г говпреннпр Мнхяйлпи Лчпиппт,.....* Т компонентная теория цветового .эррния п:-нпнирартг-п uq =l;rn„p„.„i.„ у нопленнои факте; подаеляк

сложения трех определенным rnj(iri;.>iitijv n,4i„mi.jv .,г,.,.,.-ч,. ....-r.

красного, желтого и голубо

меиологичеекой модели цветового зреиня которая пnrтvлupy„. .„™J„„ .р„; дов рецепторов, реагирующих на красную, желтую и голубую части спектра равном возбуждении рецепторов создается ощущение белого, а все другие товые ощущения связаны с различней в бужденни трех рецепторов.

Тречкомпонентная теория цветового

развитие а работах Т торый в 1802 г. для оценки предложил пользоваться цветовым треугс ннком, в вершинах которого располагаю

2.13. Кривые возбуждений

цвета смеси излучений с

i (1773-1829). v

Экспериментальное и теоретическое развитие трехкомпопентная теория цветового зрения получила в трудах Г. Гельмгольиа (1821-18941 и Д. Максве.1ла (1831 -1879). Гельм-го.тьц провел чногочнслен1гые опыты по сиеше нню спектральных цветов и установил основ ные закономерности формирования цвета смесей, определил закономер1шс1н смешения световых потоков. Максвелл дал количественную оценку яв.тенням смешения световых потоков различного спектрального состава н предложил чагечатнческий аппарат для расчета ;ложного спектрального состава Максвелл впервые вве.1 ......- ----- способ записи раве11ства цветовых ощущений при воздействии на него различных по спектральному составу нтлучепий. В 1861 г. Максвелл впервые получил цветную фотографию, синтезированную ил трех цветоде ленных изображений.

По мере развития работ по цветовому зрению рядом исследователей были получены кривые спектральной чувствительности Для трех типов светочувствительных э.тементов глаза - кривые основных воабуждеккй Ipat;. 2.131.

Цветовые ошущения возникают вследствие различного возбуж-детшя каждого из трех рецепторов. Суммироватше возбуждения Всех трех рецепторов дает ощущение яркости. Следует заметить, что гистологически существование трех различных рецепторов на сетчатке глаза не нашло пока полного подтверждения Поэтому в рамках трехкомпонентной теории цветового зрения существуют модели, в которых мехаЕтизм цветоделения, т. е формирования отдельных откликов на различные по спектральному составу возбуждений, приписывается каждой колбочке (цветоделение осуществляется непосредствсЕпш внутри светочувствительного элемента), а также модели, в которых колбочки, в зависимости от состояния светочувствительного компонента, измсееяют свою спектральнук> чувствительность и тем самым осуществляют анализ цветового содержания изображения и др.

в описании механизмов цветового зрения человека в настоящее время имеется большое число «белых пятен-». Однако для описания !1аблюдаемых явлений и измерения цветовыхотущеяий создан аппарат, который достаточно хорошо отражает реальное нветоаос-нриятие. Вопросами мз.мерения цвета занимается колориметрия Н основе колориметрии лежат эксперЕгментальные факты, и она дает хорошие результаты прн расчете таких систем передачи и воспроизведения цветных изображений, как цветная фотография н кино, типографская печать н цветное телевидение.

§ 2.7. Цветовые измерения и расчеты

Цветовое уравнение. Практически произвести сравнение ощущений от исследуемого и эталонного излучений можно путем ви-!>ального сопоставления нх на расположенных в непосредственной близости поверхностях. Возьмем гипсовую призму и осветим ее различными световыми потоками, обозначенными на рнс. 2.14 через S и rr- Для конкретизации рассматриваемого эксперимента предположим, например, что S - цвет монохроматического излучения с длиной волны 550нм, ai?R -с длиной волны 650 нм. Наблюдатель фиксирует цветовое различие между видимыми гранями призмы, которое никакими регулировками ннтенснвностей световых потоков, например, с помощью нейтральных светофильтров (Ф) ликвидировать не удастся.

Добавим к цвету rr цвет GG (монохроматическое излучение с длиной волны, например, 500 им). Если наблюдателю предоставить возможность изменять цвета y?R и GG (изменяя прозрачность нейтральных светофильтров), то он сможет добиться исчезновения цветового различия. Условимся цветовое равенство обозначать знаком равенства, а пропорции, в которых смешиваются световые потоки, множителями. На основании результатов эксперимента запишем уравнение

s{r, 0) = W+GG, (2.14)

где R, С-обозначение выбранных монохроматических излучений - основнь« цветов; r, g - множители-модули цветов; 5 - обозначение цвета смеси. Уравнение (2.14) будем называть цветовым уравнением. Следует подчеркнуть, что это уравнение описывает цветовые ощущеиня и имеет смысл только для глаза или его-моде.:ей

В рассматриваемом эксперименте оказалось достаточным двух цветов (;?R и GG) для получения цветового равенства с третьим (S), но не всякие три цвета находятся в такой зависимости. Для получения цветового равенства в гтекоторых случаях приходится

добавлять третий цвет ВВ. выбра!а!ый определенным образом. Следовательно, можно записать

S(/. О, 5)=/?R + GC + 5B. (2.15)

Основные цвета введены для удобства выражения результатов цветовых измерений и классификации цветов.

Построим характеристики, показывающие, в каких пропорциях необ.одимо смешивать цвета для получения ощущения, соответствующего заданному монохроматическому излучению. Для этого необходимо провести эксперименты, подобные рассмотренным, для каждого монохроматического излучения и построить соответствующие кривые для всего видимого диапазона длин волн электромагнитного излучения.

Опыты показали, что не всякий цвет монохроматического излучения может бить получен путем сложения трех основных цветов. Для получения цветового равенства в этом случае можно монохроматический цвет S «разбавить» одннм из основных цветов. Если он «разбавляется» красным и этим достигается равенство цветовых ощущений от левой и правой граней призмы (см. рис. 2.15), то можно записать s{r. G, b)+rr = gg + bb. Следовательно s{r, G. b) = gg+bb-rr, откуда видно, что некоторые модули цветов цветового уравнения (2.15) могут быть отрицательными (здесь это r).

В качестве основных R, G, В стремятся выбрать такие цвета, чтобы каждый из них действовал преимущественно на один нз рецепторов модели Зрительного восприятия. Кроме того, учитывают необходимость достаточно простого получения этих излучений. Международной Комиссией по освещению (МКО) в качестве основных цветов рекомендованы мотюхроматические излучения с длинами волн: ?н = 700 нм; /.ц = 546,\ нм; ?,н=435,8 нм. Последние два являются линиями в спектре излучения паров ртути и легко выделяются путем селекции из спектра с помощью фильтров,

Прн выборе основных цветов необходимо установить и их яркости. Удобно яркости основных цветов взять такими, чтобы белый цвет создавался от смешанных в равных количествах, т. е. модули цветов при этом должны быть одинаковы: r=gb=\/3. Путем статистических исследований установлено, что эти условия выполняются в случае, когда яркости эталонов находятся в соотношении ifi : Lg :Lb=1 : 4,5907: 0,061- Если в качестве красного (R) взять источник яркостью 1 кд/м. то яркости источников двух других основных цветов должны составлять: Lc = 4,5907 кд/м и 1-а = = 0,061 кд/м=. При смешении (1/3) R, (1/3) G и (1/3) В получим белый цвет (£) яркостью L£= I--4,5907-f-0,061 = 5.6517 кд/м.

Если смешать выбранные основные цвета равной яркости, то получится ие белый цвет, а синий. Если яркость одного из основных цветов принимается за единицу (например, Lr-1), то относительные яркости основных цветов Lr, lg, lb при смешении которых в 30