Основные группы свойств стоматологических материалов: адгезия и адгезионные свойства, эстетические свойства, биосовместимость стоматологических материалов. Контроль качества стоматологи-ческих материалов

деятельности человека. Наиболее востребованной данная опция бывает в производственных областях, имеющих дело с цветной продукцией. Также важно измерение цвета в полиграфии и покрасочных мастерских.

Цветометрия позволяет контролировать соответствие цветов обрабатываемой продукции и поставляемого сырья назначенным стандартам, упорядочивает используемые тона и оттенки в единую базу данных для всех партнеров, занятых в процессе. В многокрасочной печати она обеспечивает одинаковый результат реализации проекта на различных материалах, используемых в качестве подложки. Отрасли, где рабочий процесс основан на использовании смесевых красок, применяют колориметрию для тестирования составляющих элементов и создания формул смешения красок.
Оценка качества цветов необходима не только на производственных или печатающих предприятиях, она востребована и в менее масштабных процессах: для дизайнерских или художественных работ, калибровки принтеров, настройки мониторов или телевизоров.
В зависимости от специализации работ и целевой направленности, используются различные типы измерительных приборов и приспособлений.

Спектрофотометры

Количественная оценка цвета является фундаментальным принципом работы для данного типа приборов. Принцип включает следующие измеряемые характеристики:

Собственно цвет (оттенок). Оценивается по длине волны излучаемого или отраженного от поверхности света. Единицей измерения является нанометр (нм).
Чистота тона (насыщенность). Показывает уровень расхождения со спектральным прототипом, выраженный количеством присутствующего белого тона. Чем больше белого, тем меньше насыщенность.
Отражающая способность (яркость). Показывает разницу между падающим и отраженным светом, обусловленную количеством черного тона в образце.

Результаты выдаются в системе цветовых координат Lab, XYZ, HSB и других, олицетворяющих основы цветометрии.
Чтобы произвести измерение цвета спектрофотометром у образцов с блестящими, металлическими или перламутровыми эффектами на производственном месте, требуется мультиугловая портативная версия прибора (например, X-Rite MA9X). Она же годится и для текстурных поверхностей (ткани, пористые материалы). Для ровных матовых поверхностей в тех же условиях годится обычная портативная модель (Ci6X или SP6X).

Для более сложных измерений в лабораторных условиях необходим стационарный прибор со сферическим методом измерений (Color Eye 7000 или Ci7800).
Чтобы откалибровать принтер, нужна специальная модель устройства, например, SpyderPrint. Для компьютерного дисплея, проектора, цифровой камеры - комплект i1Publish Pro 2. Настроить цвета на телевизоре высокой четкости поможет Spyder4TV HD.
В полиграфии помимо спектрофотометров используются денситометры, оценивающие плотность слоя наносимой на основу краски.

Просмотровые кабинки

Если специфика работ позволяет обходиться визуальной оценкой цветовых характеристик изделий, то можно приобрести такую кабинку (типа The Judge II), обеспечивающую просмотр под различными типами освещения. Цветовые измерения, методы измерения и количественного выражения цвета. Вместе с различными способами математического описания цвета Цветовые измерения составляют предмет колориметрии. В результате Цветовые измерения определяются 3 числа, т. н. цветовые координаты (ЦК), полностью определяющие цвет (при некоторых строго стандартизованных условиях его рассматривания).

Основой математического описания цвета в колориметрии является экспериментально установленный факт, что любой цвет при соблюдении упомянутых условий можно представить в виде смеси (суммы) определённых количеств 3 линейно независимых цветов, т. е. таких цветов, каждый из которых не может быть представлен в виде суммы каких-либо количеств 2 других цветов. Групп (систем) линейно независимых цветов существует бесконечно много, но в колориметрии используются лишь некоторые из них. Три выбранных линейно независимых цвета называют основными цветами ; они определяют цветовую координатную систему (ЦКС). Тогда 3 числа, описывающие данный цвет, являются количествами основных цветов в смеси, цвет которой зрительно неотличим от данного цвета; это и есть ЦК данного цвета.

Экспериментальные результаты, которые кладут в основу разработки колориметрической ЦКС, получают при усреднении данных наблюдений (в строго определённых условиях) большим числом наблюдателей; поэтому они не отражают точно свойств цветового зрения какого-либо конкретного наблюдателя, а относятся к т. н. среднему стандартному колориметрическому наблюдателю.

Будучи отнесены к стандартному наблюдателю в определённых неизменных условиях, стандартные данные смешения цветов и построенные на них колориметрической ЦКС описывают фактически лишь физический аспект цвета, не учитывая изменения цветовосприятия глаза при изменении условий наблюдения и по др. причинам (см. Цвет ).

Когда ЦК какого-либо цвета откладывают по 3 взаимно перпендикулярным координатным осям, этот цвет геометрически представляется точкой в трёхмерном, т. н. цветовом, пространстве или же вектором , начало которого совпадает с началом координат, а конец - с упомянутой точкой цвета. Точечная и векторная геометрическая трактовки цвета равноценны и обе используются при описании цветов. Точки, представляющие все реальные цвета, заполняют некоторую область цветового пространства. Но математически все точки пространства равноправны, поэтому можно условно считать, что и точки вне области реальных цветов представляют некоторые цвета. Такое расширение толкования цвета как математического объекта приводит к понятию т. н. нереальных цветов, которые невозможно как-либо реализовать практически. Тем не менее с этими цветами можно производить математические операции так же, как и с реальными цветами, что оказывается чрезвычайно удобным в колориметрии. Соотношение между основными цветами в ЦКС выбирают так, что их количества, дающие в смеси некоторый исходный цвет (чаще всего белый), принимают равными 1.

Своего рода «качество» цвета, не зависящее от абсолютной величины цветового вектора и называется его цветностью, геометрически удобно характеризовать в двумерном пространстве - на «единичной» плоскости цветового пространства, проходящей через 3 единичные точки координатных осей (осей основных цветов). Линии пересечения единичной плоскости с координатными плоскостями образуют на ней равносторонний треугольник, в вершинах которого находятся единичные значения основных цветов. Этот треугольник часто называют треугольником Максвелла. Цветность какого-либо цвета определяется не 3 его ЦК, а соотношением между ними, т. е. положением в цветовом пространстве прямой, проведённой из начала координат через точку данного цвета. Другими словами, цветность определяется только направлением, а не абсолютной величиной цветового вектора, и, следовательно, её можно характеризовать положением точки пересечения этого вектора (либо указанной прямой) с единичной плоскостью. Вместо треугольника Максвелла часто используют цветовой треугольник более удобной формы - прямоугольный и равнобедренный. Положение точки цветности в нём определяется двумя координатами цветности, каждая из которых равна частному от деления одной из ЦК на сумму всех 3 ЦК. Двух координат цветности достаточно, т.к. по определению сумма её 3 координат равна 1. Точка цветности исходного (опорного) цвета, для которой 3 цветовые координаты равны между собой (каждая равна 1 / 3), находится в центре тяжести цветового треугольника.

Представление цвета с помощью ЦКС должно отражать свойства цветового зрения человека. Поэтому предполагается, что в основе всех ЦКС лежит т. н. физиологическая ЦКС. Эта система определяется 3 функциями спектральной чувствительности 3 различных видов приёмников света (т. н. колбочек), которые имеются в сетчатке глаза человека и, согласно наиболее употребительной трёхцветной теории цветового зрения, ответственны за человеческое цветовосприятие. Реакции этих 3 приёмников на излучение считаются ЦК в физиологической ЦКС, но функции спектральной чувствительности глаза не удаётся установить прямыми измерениями. Их определяют косвенным путём и не используют непосредственно в качестве основы построения колориметрических систем.

Свойства цветового зрения учитываются в колориметрии по результатам экспериментов со смешением цветов. В таких экспериментах выполняется зрительное уравнивание чистых спектральных цветов (т. е. цветов, соответствующих монохроматическому свету с различными длинами волн) со смесями 3 основных цветов. Оба цвета наблюдают рядом на 2 половинках фотометрического поля сравнения. По достижении уравнивания измеряются количества 3 основных цветов и их отношения к принимаемым за 1 количествам основных цветов в смеси, уравнивающей выбранный опорный белый цвет. Полученные величины будут ЦК уравниваемого цвета в ЦКС, определяемой основными цветами прибора и выбранным опорным белым цветом. Если единичные количества красного, зелёного и синего основных цветов обозначить как (К), (З), (С), а их количества в смеси (ЦК) - К, З, С, то результат уравнивания можно записать в виде цветового уравнения: Ц* = К (К) + З (З) + С (С). Описанная процедура не позволяет уравнять большинство чистых спектральных цветов со смесями 3 основных цветов прибора. В таких случаях некоторое количество одного из основных цветов (или даже двух) добавляют к уравниваемому цвету. Цвет получаемой смеси уравнивают со смесью оставшихся 2 основных цветов прибора (или с одним). В цветовом уравнении это учитывают переносом соответствующего члена из левой части в правую. Так, если в поле измеряемого цвета был добавлен красный цвет, то Ц* = - К (К) + З (З) + С (С). При допущении отрицательных значений ЦК уже все спектральные цвета можно выразить через выбранную тройку основных цветов. При усреднении результатов подобной процедуры для нескольких наблюдателей были получены значения количеств 3 определённых цветов, требующиеся в смесях, зрительно неотличимых от чистых спектральных цветов, которые соответствуют монохроматическим излучениям одинаковой интенсивности. При графическом построении зависимостей количеств основных цветов от длины волны получаются функции длины волны, называемые кривыми сложения цветов или просто кривыми сложения.

Кривые сложения играют в колориметрии большую роль. По ним можно рассчитать количества основных цветов, требуемые для получения смеси, зрительно неотличимой от цвета излучения сложного спектрального состава, т. е. ЦК такого цвета в ЦКС, определяемой данными кривыми сложения. Для этого цвет сложного излучения представляют в виде суммы чистых спектральных цветов, соответствующих его монохроматическим составляющим (с учётом их интенсивности). Возможность подобного представления основана на одном из опытно установленных законов смешения цветов, согласно которому ЦК цвета смеси равны суммам соответствующих координат смешиваемых цветов. Т. о., кривые сложения характеризуют реакции на излучение 3 разных приёмников излучения. Очевидно, что функции спектральной чувствительности 3 типов приёмников в сетчатке глаза человека представляют собой кривые сложения в физиологической ЦКС. Каждой из бесконечно большого числа возможных ЦКС соответствует своя группа из 3 кривых сложения, причём все группы кривых сложения связаны между собой линейными соотношениями. Следовательно, кривые сложения любой из всех 1 возможных ЦКС можно считать линейными комбинациями (см. Линейная зависимость ) функций спектральной чувствительности 3 типов приёмников человеческого глаза.

Фактически основой всех ЦКС является система, кривые сложения которой были определены экспериментально описанным выше способом. Её основными цветами являются чистые спектральные цвета, соответствующие монохроматическим излучениям с длинами волн 700,0 (красный), 546,1 (зелёный) и 435,8 нм (синий). Исходная (опорная) цветность - цветность равноэнергетического белого цвета Е (т. е. цвета излучения с равномерным распределением интенсивности по всему видимому спектру). Кривые сложения этой системы, принятой Международной комиссией по освещению (МКО) в 1931 и известной под название международной колориметрической системы МКО RGB (от англ., нем. red, rot - красный, green, grun - зелёный, blue, blau - синий, голубой), показаны на рис. 1 .

Кривые сложения системы МКО RGB имеют отрицательные участки (отрицательные количества основных цветов) для некоторых спектральных цветов, что неудобно при расчётах. Поэтому наряду с системой RGB МКО в 1931 приняла др. ЦКС, систему XYZ, в которой отсутствовали недостатки системы RGB и которая дала ряд др. возможностей упрощения расчётов. Основными цветами (X ), ( ), (Z ) системы XYZ являются нереальные цвета, выбранные так, что кривые сложения этой системы (рис. 2 ) не имеют отрицательных участков, а координата равна яркости наблюдаемого окрашенного объекта, т.к. кривая сложения у совпадает с функцией относительной спектральной световой эффективности стандартного наблюдателя МКО для дневного зрения. На рис. 3 показан график цветностей (цветовой треугольник) х, у системы XYZ . На нём приведены линия спектральных цветностей, линия пурпурных цветностей, цветовой треугольник (R ) (G ) (В ) системы МКО RGB, линия цветностей излучения абсолютно чёрного тела и точки цветностей стандартных источников освещения МКО А, В, С и D. Цветность равноэнергетического белого цвета Е (опорная цветность системы XYZ) находится в центре тяжести цветового треугольника системы XYZ. Эта система получила всеобщее распространение и широко используется в колориметрии. Но она не отражает цветоразличительных свойств глаза, т. е. одинаковые расстояния на графике цветностей х, у в различных его частях не соответствуют одинаковому зрительному различию между соответствующими цветами при одинаковой яркости (см. Цветовой контраст ).

Создать полностью зрительно однородное цветовое пространство до сих пор не удаётся. В основном это связано с нелинейным характером зависимости зрительного восприятия от интенсивности возбуждения цветочувствительных фоторецепторов (приёмников света в сетчатке глаза). Предложено много эмпирических формул для подсчёта числа цветовых различий (порогов цветоразличения) между разными цветами. Более ограниченная задача - создание зрительно однородного графика цветностей - приблизительно решена. МКО в 1960 рекомендовала такой график u, v, полученный в 1937 Д. Л. Мак-Адамом путём видоизменения графика, предложенного Д. Б. Джаддом (оба - США) на основании многочисленных экспериментальных данных. Для подсчёта числа порогов цветоразличения DE между разными цветами в настоящее время (1970-е гг.) по временной рекомендации МКО используется эмпирическая формула Г. Вышецкого:

де = 25 1 / 3 - 17, = 13 (u - u 0 ), = 13 (v - v 0 ). здесь u 0 , v 0 -цветность опорного белого цвета, - коэффициент отражения в данной точке объекта в %.

Описание, приведённое выше, показывает, что цель процесса измерения цвета - определение его ЦК в некоторой ЦКС. Чаще всего это - стандартная колориметрическая система МКО XYZ.

Когда цвет (при объективных Цветовые измерения всегда имеется в виду цвет окрашенного предмета или ) представлен спектральным распределением излучения (испускаемого источником, либо отражённого или пропущенного предметом), то для нахождения его ЦК нужно использовать кривые сложения как взвешивающие функции, оценивающие это излучение. Такая оценка может выполняться двумя путями.

Первый путь (т. н. спектрофотометрический метод Цветовые измерения ) состоит в измерении спектрального распределения энергии излучения и последующем расчёте ЦК при перемножении найденной функции спектрального распределения на 3 функции сложения и интегрировании произведений. Если Е (l) - функция спектрального распределения источника, r(l) - функция спектрального отражения или пропускания предмета, , , - функции сложения, то ЦК X, , Z определяются следующим образом:

;

(интегрирование проводится в диапазоне длин волн видимого излучения - от 380 до 760 нм ). Практически интегрирование заменяют суммированием через интервал Dl (от 5 до 10 нм ), т.к. подынтегральные спектральные функции обычно неудобны для интегрирования:

и т.д.

Спектральное распределение излучения и спектральную характеристику отражения (пропускания) измеряют, разлагая свет в спектр, например в спектрофотометре или монохроматоре . Кривые сложения задаются в виде таблиц значений удельных координат через 5 или 10 нм. Имеются также таблицы величин Е (l) и т.д. для стандартных источников света МКО А, В, С, D, представляющих наиболее типичные условия естественного (В, С и D ) и искусственного (А ) освещения.

Второй путь Цветовые измерения на основе кривых сложения - это анализ излучения с помощью 3 приёмников света , характеристики спектральной чувствительности которых совпадают с кривыми сложения. Каждый такой светоэлектрический преобразователь выполняет действия перемножения 2 спектральных функций и интегрирования произведений, в результате чего на его выходе электрический сигнал равен (при соответствующей калибровке прибора) одной из ЦК. Подобные цветоизмерительные приборы называются фотоэлектрическими (или объективными) колориметрами. Они оценивают результирующее излучение, учитывая как избирательное отражение (или пропускание) несамосветящихся предметов, так и освещение, т. е. прибор «видит» то, что видит глаз. Основной трудностью при изготовлении фотоэлектрических колориметров является достаточно точное «формирование» кривых сложения, для чего обычно подбирают соответствующие светофильтры . Если прибор предназначен для работы с кривыми сложения , , , то наиболее трудно сформировать двугорбую кривую (рис. 2 ). Обычно каждая из её ветвей формируется отдельно; тогда прибор содержит 4 канала (светофильтра). Иногда в колориметрах используют др. ЦКС, все кривые сложения в которой одногорбые. Один из каналов колориметра одновременно может служить яркомером . Часто в таких приборах предусматривается расчёт координат цветности. Максимальная точность Цветовые измерения фотоэлектрическими колориметрами по цветности в координатах х, у составляет от 0,002 до 0,005.

Другой принципиальной возможностью Цветовые измерения является прямое определение ЦК.

Естественно, что это возможно не всегда, т.к. в общем случае цветовые ощущения возбуждает световое излучение произвольного спектрального состава, а ЦК физически не существует. Прямое измерение ЦК возможно в трёхцветных аддитивных устройствах создания цвета, используемых, например, для воспроизведения цветных изображений. Основные цвета такого устройства определяют ЦКС, и их количества в смеси, дающей некоторый цвет, и есть ЦК этого цвета в ЦКС устройства. Пример такого устройства - трёхцветный кинескоп , в котором раздельное управление свечениями 3 люминофоров обеспечивает получение всего множества цветов, цветности которых заключены в пределах цветового треугольника, определяемого основными цветами кинескопа (цветностями свечений люминофоров, см. Цветное телевидение ). Для непосредственного измерения количеств 3 основных цветов в цвете смеси, воспроизводимом на экране кинескопа, т. е. ЦК в ЦКС кинескопа, можно использовать фотоэлектрический приёмник излучения с произвольной спектральной чувствительностью, лишь бы она не выходила за пределы видимого спектра. Измерительным прибором, подключенным к такому приёмнику, достаточно поочерёдно замерить интенсивности свечения отдельных люминофоров кинескопа. (При измерении интенсивности свечения красного люминофора «отключаются» лучи, возбуждающие зелёный и синий цвета, и т.д.) Калибровка подобного прибора состоит в снятии его показаний при поочерёдном измерении интенсивностей свечения 3 люминофоров после установки на экране опорного белого цвета, т. е. цвета с опорной цветностью ЦКС кинескопа и максимальной яркостью. В дальнейшем при измерениях разных цветов показания прибора делятся на показания для соответствующих основных цветов при опорном белом цвете. Результаты такого деления и будут ЦК в ЦКС кинескопа. Опорный белый цвет при калибровке устанавливается как можно более точно с помощью др. приборов (спектрофотометра, фотоэлектрического колориметра) или визуально по специальному эталону белого цвета. Точность установки опорного белого цвета при калибровке определяет точность последующих Цветовые измерения Получить значения ЦК в др. ЦКС (например, международных) можно, пересчитав показания прибора по формулам преобразования ЦК. Для вывода пересчётных формул нужно знать координаты цветности опорного белого цвета и основных цветов данного кинескопа, которые измеряют каким-либо др. методом. Большое преимущество такого непосредственного измерения ЦК по сравнению с Цветовые измерения при помощи фотоэлектрического колориметра заключается в отсутствии необходимости формировать определённые кривые спектральной чувствительности фотоприёмника. Цветовые измерения по описанному способу можно выполнять и по полному цвету свечения экрана, без отключения лучей, возбуждающих отдельные люминофоры. В этом случае в приборе должно быть 3 светофильтра с произвольными, но различающимися спектральными характеристиками. В таком приборе каждый отсчёт представляет собой сумму 3 отсчётов однофильтрового прибора для всех 3 отдельных цветных свечений. Чтобы получить значения ЦК по 3 отсчётам трёхфильтрового прибора, используют пересчётную матрицу, элементы которой определяются при калибровке прибора. Калибровка состоит в поочерёдных измерениях каждым из каналов прибора каждого из цветных свечений люминофоров в отдельности после установки на экране опорного белого цвета. Указанный пересчёт, а также переход от ЦК в ЦКС кинескопа к международной ЦКС в приборе описываемого типа может производиться автоматически, с помощью специально встроенной электрической схемы. Т. о. можно получать отсчёты прямо в ЦКС кинескопа или в международной ЦКС.

ЦК определяют также при Цветовые измерения визуальными колориметрами. Наблюдатель, регулируя количества 3 основных цветов такого прибора, добивается зрительного тождества цвета смеси этих цветов и измеряемого цвета. Затем вместо последнего измеряют цвет смеси. А её ЦК есть просто количества основных цветов колориметра, отнесённые к количествам этих же цветов, входящих в смесь, которая даёт опорный белый цвет ЦКС колориметра. Измерить количества основных цветов в визуальном колориметре ещё легче, чем в цветном кинескопе. Достаточно прочесть показания 3 шкал, отградуированных по раскрытию щелей, пропускающих световые потоки соответствующих цветов к полю сравнения. Т. о., при использовании визуальных колориметров измеряется не непосредственно цвет образца, а его метамер - цвет смеси трёх основных цветов колориметра. Процесс зрительного уравнивания двух цветов служит при этом для получения такого метамера цвета образца, ЦК которого можно легко измерить. Достоинством визуального колориметрирования является высокая точность Цветовые измерения Недостатком - то, что получаемые результаты действительны для конкретного (выполняющего зрительное уравнивание двух цветов), а не для стандартного наблюдателя. Кроме того, этим методом трудно измерять цвета не отдельных образцов, а предметов.

Принцип зрительного сравнения измеряемого цвета с цветом, ЦК которого известны или могут быть легко измерены, используется также при Цветовые измерения с помощью цветовых атласов. Последние представляют собой наборы цветных образцов в виде окрашенных бумаг, которые систематизированы в определённом порядке. При сравнении с измеряемым цветом подбирается образец из атласа, наиболее близкий к нему. Измеренный цвет получает наименование этого образца в соответствии с принятой в данном атласе системой обозначений. Для выражения его в международной ЦКС все образцы атласа заранее измеряются в этой системе при определённом освещении. Измеряемые цвета желательно наблюдать при том же освещении. Цветовые атласы позволяют измерять цвета предметов, а не только специальных образцов, но дискретность набора цветов в атласе снижает точность измерений, которая дополнительно понижается из-за того, что условия зрительного сравнения здесь хуже, чем при визуальном колориметрировании. В СССР используют цветовые атласы Рабкина и ВНИИМ, в США широкое распространение получили измерения по атласу Манселла (Мензелла). Цветовые измерения с помощью цветовых атласов являются прикидочными и могут с успехом производиться там, где большая точность не нужна или где неудобно применять др. методы.

Выражение цвета в определённой ЦКС, т. е. при задании его ЦК (или яркости и координат цветности), универсально и наиболее употребительно. Но прибегают и к др. способам количественного выражения цвета. Примером может служить только что описанное выражение цвета в системе какого-либо цветового атласа. Ещё один такой способ - выражение цвета через его яркость, преобладающую длину волны и колориметрическую чистоту цвета. (Последние два параметра характеризуют цветность.) Достоинство этого способа заключается в близком соответствии 3 перечисленных параметров цвета привычным субъективным его характеристикам (см.

Хоть человеческий глаз – это совершенная система передачи данных, но она не способна дать точную характеристику цвета. Для этого нужны дополнительные физические инструменты, которые опишут точно количественную оценку основных параметров цветных образцов. В этом случае помогает колориметрия – наука об измерении и количественном выражении цвета. Визуальные и фотоэлектрические колориметры, компараторы цвета, спектрофотометры – приборы для изучения цвета. Используются они во всевозможных областях человеческой деятельности. Например, легкая промышленность, геология, разнородный дизайн и т. д.

Глаз может различить при помощи приборов до 13 тысяч оттенков и около 200 тонов без них. Так как прогресс растет в геометрической прогрессии, понадобилась четкая система для группировки цветов. Именно этим и занимается колориметрия.

Колориметрия наука о измерении цвета

В наше время присутствуют несколько цветовых систем – МКО (CIE), RGB, CMYK, TGL, NCS, HLS, YIQ и др. Основа каждой – атлас. В некоторых воспроизводится более 20 000 оттенков. Он служит важнейшим инструментом, который вносит порядок в изготовление красящих составов. Каждый из них получается путем смешивания между собой основных наиболее чистых хроматических пигментов. Кроме того, к ним добавляют для затемнения либо осветления черный или белый пигменты. Таким образом, каждый новый оттенок получает свой личный номер. Мало того, используются и другие его характеристики. В результате, изготовители добиваются точной рецептуры приготовления красящих составов. Впоследствии, производитель может точно воспроизвести нужный заказчику оттенок. В колориметрии используют такие «координаты» тона:

Цветовой тон – измеряется длиной волны излучения, преобладающего в спектре данного цвета
Светлота – измеряется числом порогов различения от данного цвета к черному
Относительная яркость – отношение величины потока, отраженного от данной поверхности к величине потока, падающего на нее (коэффициент отражения)
Насыщенность – степень отличия хроматического цвета от равного по светлоте ахроматического, измеряемая числом порогов различения от данного цвета до хроматического
Чистота – доля чистого спектрального в общей яркости данного цвета.

Процессы смешения цветов

Первый процесс предусматривает такие подвиды:

Пространственное сложение – совмещение в одном пространстве различно окрашенных световых лучей. Например, разное освещение – театральное, цирковое.
Оптическое сложение – например, картина нарисована мелкими цветовыми штрихами, а человек видит только суммарное изображение цвета
Временное сложение – цвета смешиваются в один при резких движениях – покрутите глобус и сами все увидите
Бинокулярное сложение – наблюдаем при очках с разноцветными линзами

Второй процесс смешения цветов – это вычитательное или субтрактивное смешение. Его суть состоит в частичном поглощении цветных лучей из светового потока. Он присутствует почти при всяком материальном теле. Основной его закон – любое хроматическое тело отражает либо пропускает лучи собственного цвета и поглощает цвет, который является дополнительным к собственному.

Теория цветов глазами ребенка

Для удобства создаются каталоги, опорные шкалы, колерные книжки, цветовые веера, цветовые библиотеки, которые помогают выбрать и создать гармоничные соединения цветов во всевозможных сферах деятельности человека. Например, цветовую библиотеку вы можете собрать сами. Для нее подойдут вырезки из журналов, фотографии.

Стороженко, Алексей Иванович

Ученая cтепень:

Кандидат технических наук

Место защиты диссертации:

Санкт-Петербург

Код cпециальности ВАК:

Специальность:

Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы

Количество cтраниц:

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ КООРДИНАТ ЦВЕТА И ЦВЕТНОСТИ

1.1 Общие сведения о принципах, методах и приборах определения цвета

1.2 Визуальное измерение цвета

1.3 Расчетный (спектрофотометрический) метод

1.4 Принципы объективного измерения цвета

1.4.1 Метод компарирования

1.4.2 Метод непосредственного измерения координат цвета и цветности

1.5 Приборы для определения координат цвета и цветности

1.5.1 Приборы для визуального измерения цвета

1.5.2 Приборы для расчетного способа определения координат цвета и цветности

1.5.3 Приборы для объективного измерения цвета

1.6 Сравнительный анализ погрешностей методов измерений координат цвета и цветности

1.7 Исследование зависимости координат цветности от геометрии измерений

ИСТОЧНИКИ СВЕТА ДЛЯ ЦВЕТОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Виды источников света для цветовых измерений

2.2 Исследование погрешностей методов измерений координат цветности источников излучений

2.2.1 Метод определения координат цветности источника при сравнении с известным источником

2.2.2 Метод непосредственного определения спектра источника и расчета координат цветности

2.2.3 Исследование погрешностей методов измерений координат цветности источников

2.2.4 Особенности измерений координат цветности автомобильных ламп и выбор цветов в светодиодных светофорах

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЦВЕТА

3.1 Стандартные источники света

3.2 Цветность стандартных источников А, В, С, D

3.3 Воспроизведение стандартных источников А, В, С

3.4 Воспроизведение источника D

3.5 Исследование возможности воспроизведения источника D65 с помощью импульсной лампы

3.6 Оценка возможности разработки требуемого источника излучения, состоящего из нескольких светодиодов

3.7 Источник D65, состоящий из нескольких светодиодов

СНИЖЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ КООРДИНАТ ЦВЕТА И ЦВЕТНОСТИ МЕТОДОМ ПЕРЕСЧЕТА

4.1 Вывод формул пересчета

4.2 Теоретическое исследование погрешности метода

4.3 Исследование погрешности метода пересчета

РАЗРАБОТКА ФИЛЬТРОВОГО КОЛОРИМЕТРА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО МЕТОД ПЕРЕСЧЕТА

5.1 Принцип работы фильтрового колориметра

5.2 Оценка теоретической погрешности прибора

Введение диссертации (часть автореферата) На тему "Оценка погрешностей визуальных и фотоэлектрических методов измерения координат цвета"

В настоящее время все более и более широкое распространение получают колориметрические измерения в различных областях применений. Так исторически основными направлениями таких измерений принято считать полиграфическую, текстильную, а также оптическую промышленности. С появлением новых материалов в области дорожных знаков, разметки и светофоров и, соответственно, новых стандартов цветовые измерения получили и здесь очень большое значение. Кроме того, особое место занимает контроль цвета при производстве косметических средств и упаковок, где требуется получать одинаковый выбранный цвет для каждого типа продукции.

С расширением колориметрических измерений появляются новые автоматические приборы для проведения цветовых измерений, а морально устаревающие приборы просто заменяются. Так перестали применяться визуальные колориметры, для работы с которыми требуется и хорошее цветовое восприятие оператора, и специальные навыки работы с такими приборами. Однако чаще всего основная причина замены оборудования связана с распространенным мнением, что все современные приборы должны обязательно иметь связь с компьютером и быть максимально автоматизированными. Такой перевес в сторону автоматизации ведет к тому, что одни методы получают большее распространение, а другие -исчезают. Однако если попытаться сравнить погрешности разных приборов, то чаще всего оказывается, что на большинство современных приборов приводятся погрешности, измеренные в разных системах цветов. Кроме того, на зарубежные приборы практически всегда приводятся погрешности, измеренные в своих лабораторных условиях, по своим методикам и на своих комплектах эталонных образцов. В Российской Федерации пока еще используется абсолютная погрешность измерений в наиболее распространенной системе цветов XYZ, что позволяет сразу отнести прибор к определенному классу: рабочее средство измерений или рабочий эталон. Однако уже наблюдается тенденция к зарубежному способу представления погрешностей.

В настоящее время проблема оценки погрешностей различных методов измерений цвета очень актуальна: исследование на основе испытаний приборов различных типов может дать не только подробный анализ преимуществ и недостатков существующих методов измерений, но и возможность качественно описать и количественно оценить все составляющие погрешности измерений, а также предложить способы для уменьшения погрешности.

Следовательно, для выполнения поставленной проблемы необходимо:

1. сравнить возможности и сопоставить погрешности забытых классических методов измерений координат цвета и цветности с методами, получившими распространение только за последние годы;

2. провести испытания методов измерения цвета источников излучений;

3. исследовать влияние геометрии измерений на координаты цветности;

4. по результатам анализа наиболее существенных составляющих погрешностей измерений координат цвета и цветности различными методами предложить алгоритмы и схемные решения отдельных узлов и элементов измерительных установок и приборов, позволяющих повысить точность измерений.

Применение современной микроэлектронной техники может снизить себестоимость изготовления новых колориметров. Для этого требуется провести анализ существующих методов снижения погрешности и модернизировать их для возможности встраивания в микропроцессорное устройство. Использование всех существующих достижений значительно упрощает схему прибора, а погрешность измерений координат цветности остается приемлемой для практического применения.

Заключение диссертации по теме "Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы", Стороженко, Алексей Иванович

Результаты теоретического и практического исследований метода

пересчета показывают, что алгоритм работает с некоторой погрешностью,

но абсолютная погрешность координат цветности остается в пределах

допустимых для рабочего средства измерения пределах - 0.02-0.03. Однако

для некоторых образцов были получены несколько большие значения

погрешности. Это связано с тем, что исследования проводились на

визуальном колориметре и, следовательно, на результируюшую

погрешность измерений еще влияет цветовая адаптация глаза,

восприимчивость глаза к цвету, усталость глаза и другие субъективные

причины. Исследование применимости метода пересчета показало, что данный

алгоритм может быть применен для снижения погрешности измерений при

изготовлении объективного фильтрового колориметра, в котором кривые

сложения неточно соответствуют или даже значительно отличаются от

стандартизованной системы XYZ. Колориметр, калиброванный таким

способом и измеряюпций только координаты цветности, может использоваться в качестве рабочего средства измерения, а, при

оптимальном выборе градуировочных фильтров, прибор может также

измерять и координаты цвета. Применение метода пересчета с делением

локуса на области позволяет еще больше уменьшить погрешность, но

усложняет расчеты. Так как, вывод формул пересчета производится только

один раз, то этот способ повышения точности оправдан экономически. Следовательно, метод пересчета позволяет разрабатывать суш;ественно

более простые, но в тоже время достаточно точные приборы.ГЛАВА 5

РАЗРАБОТКА ФИЛЬТРОВОГО

КОЛОРИМЕТРА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО

МЕТОД ПЕРЕСЧЕТА

5.1 Принцип работы фильтрового

колориметра

При изготовлении фильтрового колориметра, в настоящее время,

расчетчики стараются разрабатывать и изготавливать светофильтры,

спектры пропусканий которых подобны общепризнанным кривым

сложений XYZ , , Создание светофильтров, подобных кривым

сложения XYZ, возможно, но решить эту задачу с требуемой

погрешностью очень сложно, так как стекол с требуемым спектральным

составом не существует. Добиться достаточно близкого спектрального

состава возможно используя несколько различных, часто редких и очень

дорогих, цветных оптических стекол. Однако, цветные фильтры, спектры

пропусканий которых подобны другим кривым сложения, например -

системе RGB , изготовить относительно просто. Известно, что некоторые приборы специально разрабатывались для

обеспечения решения особых задач. В них спектральные коэффициенты

пропусканий трех светофильтров полностью охватывают видимую часть

спектра, но не подобны каким-либо общепринятым кривым сложений

(например - колориметр ФМ104М , , изготовленный в ГОИ , с

системой цветов Шкловера). При попытке провести прямые измерения на

таком приборе координаты цвета и цветности испытуемого образца будут

иметь значительную погрешность. Поэтому, в методике измерений таких иметь значительную погрешность. Поэтому, в методике измерений таких

приборов всегда есть пересчет результатов измерений из системы цветов

колориметра в стандартизованную систему XYZ по приводимым

формулам. Этот способ еще пятьдесят лет назад был описан как метод

градуировки по трем образцам в описании визуального колориметра ФМ 18а . Однако с переходом на новые (в основном спектральные)

приборы этот метод был забыт и отброшен в сторону - современная

тенденция приборостроения состоит в том, что все составляющие

элементы прибора должны быть, воспроизведены наиболее точно. Такой

подход не всегда оправдан - есть ряд задач, где требуется произвести

измерения только как "индикатор" цвета, а погрешность для прибора

такого класса может быть довольно значимой, но приемлемой. Таким образом, макет фильтрового колориметра может иметь либо

более легко воспроизводимую известную систему цветов, либо

специальную систему цветов. Очевидно, что, если есть возможность

разработать собственную систему цветов, то это даст ряд преимуществ,

таких как:

В качестве регистрирующих устройств можно использовать любые

приемники оптического излучения,

Светофильтры можно изготавливать из наиболее распространенных

марок стекол,

Можно увеличить сигналы с приемников без использования

дополнительного электрического усиления изменяя спектральный

состав соответствующего светофильтра. Так как математический пересчет не представляет сложностей для

современной электроники, то, учитывая все выщеизложенное, была

предложена принципиальная схема работы (рисунок 5.1.1) фильтрового

колориметра. образец

Измерение

сигналов

Пересчет

формулам:

рез-тов на

1 - Оптический блок, 2 - Электронный блок регистрации сигналов, 3 - Пересчет

сигналов из системы цветов колориметра в заданную систему, 4 -Дисплей

Рисунок 5.1.1 -Принципиальная схема работы фильтрового колориметра

Оптический блок (рисунок 5.1.1) может быть реализован под

различные задачи. Поэтому предложена одна из самых распространенных

на сегодня схема, где в оптическом блоке устанавливается один источник

излучения и испытуемый образец, а три корригированных приемника

излучения регистрируют сигналы. В качестве источника излучения можно

использовать, например, менее мощную, чем испытанная выше лампа

ИФП -8000, импульсную трубчатую ксеноновую лампу ИПО -75. Образец,

работающий на отражение, устанавливается в положение А. Если образец

работает на пропускание, то его устанавливают в положение Б, а в

положение А устанавливают эталонный образец белого цвета из стекла

МС-20. Предложенный оптический блок макета может быть изменен для

обеспечения возможности измерения координат цветности источников

излучений, а также можно изменить и предложенную геометрию

измерений на любую другую. Для расчета координат цвета и цветности

необходимо три приемника излучения, спектральные чувствительности

которых разделяют все видимое излучение на три области красно оранжевых, желто-зеленых и сине-фиолетовых цветов. Папример можно

выбрать такие сочетания приемников и светофильтров: Se+CC-8, Se+3C-

11, Se+OC-5. Электронный блок регистрации должен обеспечить

аналоговое усиление и фильтрацию, а также измерение аналого-цифровым

преобразователем полученных с фотоприемников сигналов. По трем

цифровым отсчетам производится пересчет координат цвета из системы цветов колориметра в заданную систему по заложенной в

микропроцессоре устройства программе. После пересчета результаты

сразу же выводятся тем же микропроцессором на дисплей. Очевидны преимущества такой схемы:

Простота изготовления,

Универсальность,

Компактность,

Невысокая стоимость комплектующих уже при мелкосерийном

производстве. Основа всех преимуществ - это применение метода пересчета на

основе современной электроники. Несмотря на то, что такой метод раньше

очень широко применялся, не удалось найти сведений о теоретической

погрешности метода, то есть его собственной погрешности, вызванной

именно неточностью самого пересчета. Также не было обнаружено

никаких сведений о границах применимости метода, то есть насколько

сильно спектры пропусканий светофильтров могут отличаться от кривых

сложений системы цветов, в которую производится пересчет. 5.2 Оценка теоретической погрешности

Основная часть любого объективного фильтрового колориметра -

оптико-электронная схема, в которую входят:

Источник(и) излучения,

Светофильтры,

Приемники излучений. В разработке любого прибора необходимо всегда учитывать его

предполагаемую стоимость. Значительный вклад в обшую цену

фильтрового колориметра вносит использование цветных стеклянных

светофильтров, а также стоимость фотоприемников.Анализ погрешностей позволил предположить, что есть возможность

свободно выбирать не только градуировочные образцы, но и системы

цветов, значительно отличающихся от стандартизованных систем RGB,

XYZ, LAB, и произвести пересчет в систему XYZ, в которой принято

представлять результаты цветовых измерений. Это позволяет существенно

упростить схемные и конструктивные рещения измерительных приборов и

соответствует современным тенденциям, когда стараются уменьщить

количество дорогостоящих оптических элементов, заменяя их средствами

вычислительной техники. Именно поэтому потребовалось провести

теоретическое исследование предполагаемых схем. Это позволило не

создавая несколько разных рабочих макетов приборов, оценить

погрещности и диапазоны измерений координат цветности предложенных

схем колориметров. Наиболее распространенной схемой , любого фильтрового

колориметра для определения координат цвета и цветности прозрачных

или отражающих образцов является схема с одним источником и тремя

корригированными приемниками, В качестве источника излучения обычно

используют лампу накаливания, которая работает в режиме источника А и

освещает испытуемый образец, но в данном макете прибора можно легко

установить импульсный источник D65 на основе исследованной лампы

ИФП, Такая схема можно, нанример, реализовать в следующей

комбинации:

Лампа накаливания включается в таком режиме, чтобы ее цветовая

температура была 2856 К, то есть ее спектр соответствует спектру

излучения источника А;

В качестве трех приемников используются кремниевые

фотоприемники со светофильтрами из стекол СС-2*СЗС-22, ЗС 8*СЗС-23 и ОС-17*СЗС-23 (спектральные характеристики при

использовании источника А приведены на рисунке 5,2,1),

аэ^ооспосмоч"псогсосз)Осдэт^тцэгооспогчпгю(огсоо5Осм

Рисунок 5.2.1 -Кривые сложений системы XYZ и подобранные кривые спектральных

Возможен и другой подход, который состоит в том, чтобы

поочередно освещать тремя цветными источниками поверхность

испытуемого образца, а сигналы регистрировать одним приемником. С

появлением разнообразных цветных светодиодов этот способ очень легко

реализовать. При их использовании можно работать в импульсном режиме

и тем самым дополнительно снизить влияние фоновой засветки. Спектры

излучений цветных светодиодов не очень широкие, но, благодаря

большому выбору по длинам волн, можно включать сразу несколько

источников для обеспечения необходимого спектрального состава. Получить спектр, подобный кривой сложения Z при угловом размере поля

Для кривой сложения Y - белый светодиод со светофильтром из стекла

марки ЖЗС-18, для X - белый светодиод со светофильтром из стекол

марок ОС-17 и СЗС-23 вместе с уже упомянутым синим светодиодом, но

при значительно меньшей мощности. Полученные спектральные кривые

при использовании кремниевого приемника показаны на рисунке 5.2.2.Белый св-д * 0С17

0.08*Синий св-д

ооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

Рисунок 5.2.2 -Кривые сложений системы XYZ и подобранные кривые спектральных

чувствительностей трех корригированных приемников (для источника А)

Второй способ может быть несколько изменен: несколько

светодиодов, перекрывая весь видимый спектр, излучают поочередно, а

один приемник их регистрирует. На рисунке 5.2.3 показаны спектральные

характеристики семи цветных светодиодов и одного белого. Координаты

цветностей в стандартизованной системе XYZ 1931 г. отмечены на

рисунке 5.2.4. Такая схема представляет не что иное, как реализацию методов

многоцветной колориметрии. Для работы с таким колориметром

необходима более сложная система расчета, состоящая из четырех этапов:

1. Предварительное измерение сигналов, получаемым от трех, наиболее

полно охватывающих видимый спектр, светодиодов (например: синий

440 нм + белый + красный 690 нм);

2. Приближенное определение координат цветности испытуемого

образца по формулам пересчета для выбранных светодиодов;

3. Измерение трех сигналов от тех трех светодиодов, в область цветов которых попали предварительно определенные координаты цветности

(пример выбора областей показан на рисунке 5.2.4);

4. Окончательный пересчет сигналов по формулам для выбранных

светодиодов в координаты цветности в требуемой системе. ооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо

Рисунок 5.2.3 - Спектральные кривые светодиодов

о 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75

Рисунок 5.2.4- Координаты цветности светодиодов в системе XYZ1931 г.Испытания проводились на основе сравнения расчетных координат

цветности с пересчитанными значениями случайно выбранных 100

образцов. В разное время на разных установках были измерены их

спектральные данные и получены координаты цвета и цветности для

источника А в системе цветов XYZ 1931 г. В первом способе, составив кривые сложений, спектральные

характеристики которых приведены на рисунке 5.2.1, были рассчитаны

координаты цветности в полученной системе цветов, подобной

стандартизованной системе XYZ. Затем был произведен пересчет из

системы цветов колориметра в стандартизованную систему XYZ. Расчетные значения и полученные координаты цветности до и после

пересчета показаны на рисунке 5.2.5 (приведены только составляющие

"х"). Результаты для второго и третьего способа приведены,

соответственно, на рисунках 5.2.6 и 5.2.7. Расчетные значения

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100

Рисунок 5.2.5 - Координаты цветности до и после пересчета в первой схеме

Расчетные значения

Коорд. цветности до пересчета

Коорд. цветности после пересчета

о Fi"i"i"i"i"i"."."P

Рисунок 5.2.6 - Координаты цветности до и после пересчета во второй схеме

Расчетные значения

Коорд. цветности после предварит, пересчета

Коорд. цветности после второго пересчета

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97

Рисунок 5.2.7 - Координаты цветности после предварительного и более точного

пересчетов в схеме с восемью светодиодами

Результаты всех расчетов сведены в одну таблицу 5.2.1, в которой в

соответствующих полях приведено количество образцов,

удовлетворяющих установленному диапазону погрешности.Таблица 5.2.1 -Количество образцов (из 100), попадающее в диапазон погрешности

Диапазон

погрешности

1-ый способ

1 ист.-З приемника

пересчета

2-ой способ

3 ист.-1 приемник

пересчета

3-ий способ

8 светодиодов

после 1-го

пересчета

после 2-го

пересчета

Из таблицы 5.2.1 видно, что наименьшую погрешность имеет

колориметр по схеме, предложенной в первом способе. Причина этого в

том, что в этом способе кривые сложения наиболее нодобны кривым

сложений системы, в которую производится пересчет (система XYZ

1931 г., источник А). Можно показать, что нет разницы каким из первых

двух способов получены кривые сложений (1 источник и 3 приемника или

3 источника и 1 приемник), но чем более точно они воспроизведены тем

меньшая будет погрешность. Несмотря на то, что погрешность измерений

координат цветности таким колориметром не превышает 0.01 для большей

реально воспроизводимой части локуса она все же остается значительной. Ноэтому для ее снижения прибор предпочтительнее использовать в

качестве компаратора или в качестве рабочего средства измерений

координат цветности для выбранной части цветового локуса. Это

позволяет специализировать прибор для определенных нужд (например -

, , -, , , ), разработав специальную систему цветов

для повышения точности измерений в требуемой области локуса. Использование восьми светодиодов с одним приемником не дало

приемлемого результата, так как их спектральные кривые широки, чтобы

методом. Системы цветов для каждой части локуса значительно

отличаются от стандартизованной системы, в которую нроизводится

пересчет, и погрешность после второго более точного пересчета остается

все же значительной. Для реализации спектрофотометрического метода

необходимо использовать как минимум 16 узкополосных светодиодов, равномерно распределенных по спектру, как это было реализовано в

некоторых фильтровых колориметрах с интерференционными

спектральный состав образца, и, на этих данных, рассчитать координаты

цветности в требуемой системе. Для сравнения с мировыми аналогами результаты испытания макета

со схемой, предложенной в первом способе, были пересчитаны в систему

цветов LAB. В настоящее время именно в этой системе наиболее часто

приводят основную погрешность практически любого колориметра. При

этом измерения обычно проводятся на комплекте из 12-13 образцовых

стекол. Например, для компактного денситометра фирмы X-Rite,

измеряющего координаты цветности, приводится значение средней

погрешности ДЕ = 0.4. В предложенном макете погрешность измерений

координат цветности оказалась АЕ = 0.5, но испытания проводились на

основе 100 спектров пропусканий и отражений. Несмотря на то, что

погрешности приборов примерно равны себестоимость изготовления

разработанного колориметра существенно меньше импортного аналога.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главное достижение исследования состоит в детальном анализе и

проведении испытаний методов измерений координат цветности, а также в

разработке нового типа переносного колориметра,

В ходе диссертационной работы проведены и решены следующие

исследования и задачи:

1. Выполнен обзор и произведены испытания методов определения

координат цветности образцов, работающих на пропускание и

отражение, а также методов измерения координат цветности

источников излучения. Результаты исследования показали, что

пофешность измерений на приборах и установках для определения

координат цветности разных типов, использующихся в качестве

рабочих средств измерений, - примерно одинаковы, но, в зависимости

от типа испытуемого объекта, применение одного прибора

предпочтительнее, чем другого. 2. В результате рассмотрения и испытания методов измерения координат

цветности источников излучения показано, что измерения по

эталонному приемнику на спектрофотометрической установке точнее,

чем при сравнении с известным источником света. 3. Проведен анализ влияния составляющих погрешностей на результат

определения координат цветности на основе измерений на приборах и

предложены способы снижения погрешности измерений. 4. Используя методы уменьшения погрешности, предложен принцип

построения объективного компактного колориметра с произвольным

набором светофильтров, который может применяться в качестве

компаратора цвета или рабочего средства измерений, методика его

калибровки и способ снижения погрешности измерений на основе

метода пересчета.5. Предложен простой и недорогой в реализации макет переносного

колориметра, использующего одновременно достижения

фотоэлектрической и классической визуальной колориметрии и новые

микросхемы для миниатюризации и проведения всех расчетов,

включая алгоритмы снижения погрешности измерений и вывода

результатов. Результаты испытаний показали, что прибор может

применяться в качестве рабочего средства измерения и выпускаться

серийно. Кроме того показано, что принципиальная схема

колориметра легко перестраивается под большинство задач. 6. Предложен вариант импульсного источника D65 на основе

импульсной лампы ИФП со стеклянным светофильтром для

использования в переносных приборах и установках. Испытания

макета показали его соответствие требованиям, высокую

эффективность и возможность применения для разнообразных задач. 7. Произведены сравнительные измерения координат цветности

отражающих образцов при разных геометриях измерений и показано,

что результаты сильно зависят от геометрии измерений даже для

стандартных цветных образцов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стороженко, Алексей Иванович, 2007 год

1. Вершинский А, Е. Источник D65 для цветовых измерений - Л.: ОМП , 1978, №4, стр. 72.

2. Вершинский А. Е. Относительное спектральное распределение излучения ламны КИМ 9-75 - Л.: ОМП, 1977, № 12, стр. 55.

3. Вершинский А. Е. Оценка точности воспроизведения источника D65 - Л.: ОМП, 1978, №4, стр. 5.

4. ГОСТ 8.205-90 Государственный поверочная схема для средств измерений координат цвета и координат цветности.

5. ГОСТР 12.4.026-2001 Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные и знаки безопасности.

6. ГОСТР41.7-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения подфарников, задних габаритных(боковых) огней, стоп-сигналов и контурных огней механическихтранспортных средств (за исключением мотоциклов) и их прицепов.

7. ГОСТР41.20-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автомобильных фар с ассиметричнымиогнями ближнего света и (или) огнями дальнего света,предназначенными для использования с галогенными лампаминакаливания (лампы П4).

8. ГОСТР41.37-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения ламп накаливания, предназначенных дляиспользования в официально утвержденных огнях механическихтранспортных средств и их прицепов.

9. ГОСТ 6593-76 Краски печатные. Метод определения цвета.

10. ГОСТ 7721-89 Источники света для измерений цвета. Типы. Технические требования. Маркировка.10011. г о с т 8933-58 Нефтепродукты. Метод определения цветафотоэлектроколориметром.

11. ГОСТ 10807-78 Знаки дорожные. Общие технические условия.

12. ГОСТ 11583-74 Материалы полимерные строительные отделочные. Методы определения цветоустойчивости под воздействием света,равномерности окраски и светлоты.

13. ГОСТ 12083-78 Колориметры фотоэлектрические лабораторные. Типы. Основные параметры. Технические требования.

14. ГОСТ 13088-67 Колориметрия. Термины, буквенные обозначения.

15. ГОСТ 14313-69 Колориметры визуальные лабораторные концентрационные. Типы. Основные параметры.

16. ГОСТ 15821-70 Материалы белые нелюминесцирующие. Метод измерения показателя белизны и разнооттеночности.

17. ГОСТ 16873-78 Пигменты и наполнители неорганические.

18. ГОСТ 16872-78 Пигменты неорганические. Методы определения красящей способности.

19. ГОСТ 22133-76 Покрытия лакокрасочные станков, кузнечно- прессовых и литейных машин, инструмента. Требования к внешнемувиду.

20. ГОСТ 23198-94 Лампы газоразрядные. Методы измерения спектральных и цветовых характеристик.

21. ГОСТ 25695-91 Светофоры дорожные. Типы. Основные параметры.

22. ГОСТ Р 51256-99 Технические средства организации дорожного движения. Разметка дорожная. Типы и основные параметры. Общиетехнические требования.

23. ГОСТ Р 52282-2004 Технические средства организации дорожного движения. Светофоры дорожные. Типы и основные параметры.Общие технические требования. Методы испытаний.101

24. Груздева Н, И., Гуревич М. М., Демкина Л. В. Стеклянные светофильтры для воснроизведения излучения источников В и С - Л.:ОМП, 1977, №2, стр. 3-6.

25. Инструкция И 01-76 Цветовая гамма и контрольные образцы (эталоны) цвета эмалей и красок. Порядок разработки, согласования,утверждения и нормирования - М.: ВНИИТЭ, 1976.

26. Инструкция И 04-80 Инструментальные методы определения цвета декоративных материалов - М.: Отдел оперативной полиграфииВНИИТЭ, 1980,25 с.

27. Курицын А. М., Шляхтер Е. М. Универсальный переносной колориметр НР1КФИ типа ПКГ - М.: типография НР1КФИ, 1981,Вып. 105, стр. 31-44.

28. Лагутин В. И. Оценка погрешности определения координат цветности объектов - М.: Измерительная техника, 1987, N2 2, стр. 27-29.

29. Лакокрасочные материалы. Цветовой ассортимент и его нормирование-М.: ВНИИТЭ, 1978.

30. Луизов А. В. Цвет и свет - Л.: Энергоатомиздат, 1989,256 с.

32. МИ 25-74 Методика поверки образцов цвета - М.: Изд-во стандартов, 1975.

33. МИ 31-75 Методика поверки образцов белой поверхности - М.: Изд- во стандартов, 1975.

34. МИ 34-75 Методика поверки компараторов - М.: Изд-во стандартов, 1976.

35. МИ 141-77 Методика поверки спектрофотометров типа СФ-18 - М.: Изд-во стандартов, 1978.102

36. Порядок разработки, согласования и утверждения эстетически полноценного ассортимента декоративных материалов - М.: ВНИИТЭ,1975.

37. РМГ 29-99 Метрология. Основные термины и определения.

38. РМГ 43-2001 Применение "Руководства по выражению неопределенности измерений".

39. Фотометр постоянных источников света ФПИ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации - Л.: изд-во "ГОИ им. СИ. Вавилова",1979,37 с.

40. ЮстоваЕ. П. Таблицы основных колориметрических величин - М.: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов, 1967.

41. Юстова Е. П. Цветовые измерения (Колориметрия) - СПб.: Издательство СПбГУ, 2000,399 с.

42. Billmeyer F. W., Jr., Marcus R. Т. Effect of illuminating and viewing geometry on the color coordinates of samples with various surface textures- Applied Optics, 1969, №8, pp. 1763-1768.

43. CIE, CIE Publication 15.2, Colorimetry, 3nd ed. - Vienna: Commission International de l"Eclairage (CIE), Central bureau of the CIE, 2004.45. nunt R. W. G. Measuring colour (3rd ed.) - Chichester: Fountain Press,1998,344 р.

44. Mabon T. J. Color measurement of plastics: which geometry is best. - The Regional Technical Conference of the Society of Plastics Engineers,Cherry nill,NJ, 1992.

45. Malacara-nemandez D., Color vision and colorimetry: Theory and applications. - Bellingham: SPIE Optical Engineering press, 2002,176 p.

47. Ohno y . Color issues of white LEDs. - OIDA workshop preliminary report, 2000.103

48. Rich D. The effect of measuring geometry on computer color matching. - Color research and application, 1988, №13, pp. 113-118.

49. RiesH., Leikel., Muschaweck J. Optimized additive mixing of colored light-emitting diode sources. - Optical engineering, 2004, Vol. 43, JST» 7,pp.1531-1536.

50. Ryer A. D. Light measurement handbook. - Newburyport: Technical publications dept. International Light Inc., 1998, 64 p.

51. Shevell S. The science of color (2nd ed.). - Washington: OSA and Elsevier Science, 2003,336 p.

52. Zukauskas A. et al. Optimization of white polychromatic semiconductor lamps. - Applied phys., 2002, №80, p. 234.

53. Zukauskas A., Ivanauskas F., Vaicekauskas R., Shur M. S., Gaska R. Optimization of multichip white solid state source with four or more LEDs.-Proc. SPIE 4445, 2001, pp. 148-155.104

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания.
В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Цветовые измерения

методы измерения и количественного выражения цвета. Вместе с различными способами математического описания цвета Ц. и. составляют предмет колориметрии. В результате Ц. и. определяются 3 числа, т. н. цветовые координаты (ЦК), полностью определяющие цвет (при некоторых строго стандартизованных условиях его рассматривания).

Основой математического описания цвета в колориметрии является экспериментально установленный факт, что любой цвет при соблюдении упомянутых условий можно представить в виде смеси (суммы) определённых количеств 3 линейно независимых цветов, т. е. таких цветов, каждый из которых не может быть представлен в виде суммы каких-либо количеств 2 других цветов. Групп (систем) линейно независимых цветов существует бесконечно много, но в колориметрии используются лишь некоторые из них. Три выбранных линейно независимых цвета называют основными цветами (См. Основные цвета); они определяют цветовую координатную систему (ЦКС). Тогда 3 числа, описывающие данный цвет, являются количествами основных цветов в смеси, цвет которой зрительно неотличим от данного цвета; это и есть ЦК данного цвета.

Экспериментальные результаты, которые кладут в основу разработки колориметрической ЦКС, получают при усреднении данных наблюдений (в строго определённых условиях) большим числом наблюдателей; поэтому они не отражают точно свойств цветового зрения (См. Цветовое зрение) какого-либо конкретного наблюдателя, а относятся к т. н. среднему стандартному колориметрическому наблюдателю.

Когда ЦК какого-либо цвета откладывают по 3 взаимно перпендикулярным координатным осям, этот цвет геометрически представляется точкой в трёхмерном, т. н. цветовом, пространстве или же Вектор ом, начало которого совпадает с началом координат, а конец - с упомянутой точкой цвета. Точечная и векторная геометрическая трактовки цвета равноценны и обе используются при описании цветов. Точки, представляющие все реальные цвета, заполняют некоторую область цветового пространства. Но математически все точки пространства равноправны, поэтому можно условно считать, что и точки вне области реальных цветов представляют некоторые цвета. Такое расширение толкования цвета как математического объекта приводит к понятию т. н. нереальных цветов, которые невозможно как-либо реализовать практически. Тем не менее с этими цветами можно производить математические операции так же, как и с реальными цветами, что оказывается чрезвычайно удобным в колориметрии. Соотношение между основными цветами в ЦКС выбирают так, что их количества, дающие в смеси некоторый исходный цвет (чаще всего белый), принимают равными 1.

Представление цвета с помощью ЦКС должно отражать свойства цветового зрения человека. Поэтому предполагается, что в основе всех ЦКС лежит т. н. физиологическая ЦКС. Эта система определяется 3 функциями спектральной чувствительности (См. Спектральная чувствительность) 3 различных видов приёмников света (См. Приёмники света) (т. н. колбочек), которые имеются в сетчатке (См. Сетчатка) глаза человека и, согласно наиболее употребительной трёхцветной теории цветового зрения, ответственны за человеческое цветовосприятие. Реакции этих 3 приёмников на излучение считаются ЦК в физиологической ЦКС, но функции спектральной чувствительности глаза не удаётся установить прямыми измерениями. Их определяют косвенным путём и не используют непосредственно в качестве основы построения колориметрических систем.

Свойства цветового зрения учитываются в колориметрии по результатам экспериментов со смешением цветов. В таких экспериментах выполняется зрительное уравнивание чистых спектральных цветов (т. е. цветов, соответствующих монохроматическому свету (См. Монохроматический свет) с различными длинами волн) со смесями 3 основных цветов. Оба цвета наблюдают рядом на 2 половинках фотометрического поля сравнения. По достижении уравнивания измеряются количества 3 основных цветов и их отношения к принимаемым за 1 количествам основных цветов в смеси, уравнивающей выбранный опорный белый цвет. Полученные величины будут ЦК уравниваемого цвета в ЦКС, определяемой основными цветами прибора и выбранным опорным белым цветом. Если единичные количества красного, зелёного и синего основных цветов обозначить как (К), (З), (С), а их количества в смеси (ЦК) - К, З, С, то результат уравнивания можно записать в виде цветового уравнения: Ц* = К (К) + З (З) + С (С). Описанная процедура не позволяет уравнять большинство чистых спектральных цветов со смесями 3 основных цветов прибора. В таких случаях некоторое количество одного из основных цветов (или даже двух) добавляют к уравниваемому цвету. Цвет получаемой смеси уравнивают со смесью оставшихся 2 основных цветов прибора (или с одним). В цветовом уравнении это учитывают переносом соответствующего члена из левой части в правую. Так, если в поле измеряемого цвета был добавлен красный цвет, то Ц* = - К (К) + З (З) + С (С). При допущении отрицательных значений ЦК уже все спектральные цвета можно выразить через выбранную тройку основных цветов. При усреднении результатов подобной процедуры для нескольких наблюдателей были получены значения количеств 3 определённых цветов, требующиеся в смесях, зрительно неотличимых от чистых спектральных цветов, которые соответствуют монохроматическим излучениям одинаковой интенсивности. При графическом построении зависимостей количеств основных цветов от длины волны получаются функции длины волны, называемые кривыми сложения цветов или просто кривыми сложения.

Кривые сложения играют в колориметрии большую роль. По ним можно рассчитать количества основных цветов, требуемые для получения смеси, зрительно неотличимой от цвета излучения сложного спектрального состава, т. е. ЦК такого цвета в ЦКС, определяемой данными кривыми сложения. Для этого цвет сложного излучения представляют в виде суммы чистых спектральных цветов, соответствующих его монохроматическим составляющим (с учётом их интенсивности). Возможность подобного представления основана на одном из опытно установленных законов смешения цветов, согласно которому ЦК цвета смеси равны суммам соответствующих координат смешиваемых цветов. Т. о., кривые сложения характеризуют реакции на излучение 3 разных приёмников излучения. Очевидно, что функции спектральной чувствительности 3 типов приёмников в сетчатке глаза человека представляют собой кривые сложения в физиологической ЦКС. Каждой из бесконечно большого числа возможных ЦКС соответствует своя группа из 3 кривых сложения, причём все группы кривых сложения связаны между собой линейными соотношениями. Следовательно, кривые сложения любой из всех 1 возможных ЦКС можно считать линейными комбинациями (см. Линейная зависимость) функций спектральной чувствительности 3 типов приёмников человеческого глаза.

Кривые сложения системы МКО RGB имеют отрицательные участки (отрицательные количества основных цветов) для некоторых спектральных цветов, что неудобно при расчётах. Поэтому наряду с системой RGB МКО в 1931 приняла др. ЦКС, систему XYZ, в которой отсутствовали недостатки системы RGB и которая дала ряд др. возможностей упрощения расчётов. Основными цветами (X ), (Y ), (Z ) системы XYZ являются нереальные цвета, выбранные так, что кривые сложения этой системы (рис. 2 ) не имеют отрицательных участков, а координата Y равна яркости (См. Яркость) наблюдаемого окрашенного объекта, т.к. кривая сложения у совпадает с функцией относительной спектральной световой эффективности (См. Спектральная световая эффективность) стандартного наблюдателя МКО для дневного зрения. На рис. 3 показан график цветностей (цветовой треугольник) х, у системы XYZ . На нём приведены линия спектральных цветностей, линия пурпурных цветностей, цветовой треугольник (R ) (G ) (В ) системы МКО RGB, линия цветностей излучения абсолютно чёрного тела и точки цветностей стандартных источников освещения МКО А, В, С и D. Цветность равноэнергетического белого цвета Е (опорная цветность системы XYZ) находится в центре тяжести цветового треугольника системы XYZ. Эта система получила всеобщее распространение и широко используется в колориметрии. Но она не отражает цветоразличительных свойств глаза, т. е. одинаковые расстояния на графике цветностей х, у в различных его частях не соответствуют одинаковому зрительному различию между соответствующими цветами при одинаковой яркости (см. Цветовой контраст).

Создать полностью зрительно однородное цветовое пространство до сих пор не удаётся. В основном это связано с нелинейным характером зависимости зрительного восприятия от интенсивности возбуждения цветочувствительных фоторецепторов (См. Фоторецепторы) (приёмников света в сетчатке глаза). Предложено много эмпирических формул для подсчёта числа цветовых различий (порогов цветоразличения) между разными цветами. Более ограниченная задача - создание зрительно однородного графика цветностей - приблизительно решена. МКО в 1960 рекомендовала такой график u, v, полученный в 1937 Д. Л. Мак-Адамом путём видоизменения графика, предложенного Д. Б. Джаддом (оба - США) на основании многочисленных экспериментальных данных. Для подсчёта числа порогов цветоразличения ΔE между разными цветами в настоящее время (1970-е гг.) по временной рекомендации МКО используется эмпирическая формула Г. Вышецкого:

Когда цвет (при объективных Ц. и. всегда имеется в виду цвет окрашенного предмета или источника света (См. )) представлен спектральным распределением излучения (испускаемого источником, либо отражённого или пропущенного предметом), то для нахождения его ЦК нужно использовать кривые сложения как взвешивающие функции, оценивающие это излучение. Такая оценка может выполняться двумя путями.

Первый путь (т. н. спектрофотометрический метод Ц. и.) состоит в измерении спектрального распределения энергии излучения и последующем расчёте ЦК при перемножении найденной функции спектрального распределения на 3 функции сложения и интегрировании произведений. Если Е (λ) - функция спектрального распределения источника, ρ(λ) - функция спектрального отражения или пропускания предмета, X, Y, Z определяются следующим образом:

(интегрирование проводится в диапазоне длин волн видимого излучения - от 380 до 760 нм ). Практически интегрирование заменяют суммированием через интервал Δλ (от 5 до 10 нм ), т.к. подынтегральные спектральные функции обычно неудобны для интегрирования:

Спектральное распределение излучения и спектральную характеристику отражения (пропускания) измеряют, разлагая свет в спектр, например в Спектрофотометр е или Монохроматор е. Кривые сложения задаются в виде таблиц значений удельных координат через 5 или 10 нм. Имеются также таблицы величин Е (λ) и т.д. для стандартных источников света МКО А, В, С, D, представляющих наиболее типичные условия естественного (В, С и D ) и искусственного (А ) освещения.

Второй путь Ц. и. на основе кривых сложения - это анализ излучения с помощью 3 приёмников света (См. Приёмники света), характеристики спектральной чувствительности (См. Спектральная чувствительность) которых совпадают с кривыми сложения. Каждый такой светоэлектрический преобразователь выполняет действия перемножения 2 спектральных функций и интегрирования произведений, в результате чего на его выходе электрический сигнал равен (при соответствующей калибровке прибора) одной из ЦК. Подобные цветоизмерительные приборы называются фотоэлектрическими (или объективными) колориметрами. Они оценивают результирующее излучение, учитывая как избирательное отражение (или пропускание) несамосветящихся предметов, так и освещение, т. е. прибор «видит» то, что видит глаз. Основной трудностью при изготовлении фотоэлектрических колориметров является достаточно точное «формирование» кривых сложения, для чего обычно подбирают соответствующие Светофильтр ы. Если прибор предназначен для работы с кривыми сложения x̅, , то наиболее трудно сформировать двугорбую кривую x̅ (рис. 2 ). Обычно каждая из её ветвей формируется отдельно; тогда прибор содержит 4 канала (светофильтра). Иногда в колориметрах используют др. ЦКС, все кривые сложения в которой одногорбые. Один из каналов колориметра одновременно может служить Яркомер ом. Часто в таких приборах предусматривается расчёт координат цветности. Максимальная точность Ц. и. фотоэлектрическими колориметрами по цветности в координатах х, у составляет от 0,002 до 0,005.

Другой принципиальной возможностью Ц. и. является прямое определение ЦК.

Естественно, что это возможно не всегда, т.к. в общем случае цветовые ощущения возбуждает световое излучение произвольного спектрального состава, а ЦК физически не существует. Прямое измерение ЦК возможно в трёхцветных аддитивных устройствах создания цвета, используемых, например, для воспроизведения цветных изображений. Основные цвета такого устройства определяют ЦКС, и их количества в смеси, дающей некоторый цвет, и есть ЦК этого цвета в ЦКС устройства. Пример такого устройства - трёхцветный Кинескоп , в котором раздельное управление свечениями 3 люминофоров (См. Люминофоры) обеспечивает получение всего множества цветов, цветности которых заключены в пределах цветового треугольника, определяемого основными цветами кинескопа (цветностями свечений люминофоров, см. Цветное телевидение). Для непосредственного измерения количеств 3 основных цветов в цвете смеси, воспроизводимом на экране кинескопа, т. е. ЦК в ЦКС кинескопа, можно использовать фотоэлектрический приёмник излучения с произвольной спектральной чувствительностью, лишь бы она не выходила за пределы видимого спектра. Измерительным прибором, подключенным к такому приёмнику, достаточно поочерёдно замерить интенсивности свечения отдельных люминофоров кинескопа. (При измерении интенсивности свечения красного люминофора «отключаются» лучи, возбуждающие зелёный и синий цвета, и т.д.) Калибровка подобного прибора состоит в снятии его показаний при поочерёдном измерении интенсивностей свечения 3 люминофоров после установки на экране опорного белого цвета, т. е. цвета с опорной цветностью ЦКС кинескопа и максимальной яркостью. В дальнейшем при измерениях разных цветов показания прибора делятся на показания для соответствующих основных цветов при опорном белом цвете. Результаты такого деления и будут ЦК в ЦКС кинескопа. Опорный белый цвет при калибровке устанавливается как можно более точно с помощью др. приборов (спектрофотометра, фотоэлектрического колориметра) или визуально по специальному эталону белого цвета. Точность установки опорного белого цвета при калибровке определяет точность последующих Ц. и. Получить значения ЦК в др. ЦКС (например, международных) можно, пересчитав показания прибора по формулам преобразования ЦК. Для вывода пересчётных формул нужно знать координаты цветности опорного белого цвета и основных цветов данного кинескопа, которые измеряют каким-либо др. методом. Большое преимущество такого непосредственного измерения ЦК по сравнению с Ц. и. при помощи фотоэлектрического колориметра заключается в отсутствии необходимости формировать определённые кривые спектральной чувствительности фотоприёмника. Ц. и. по описанному способу можно выполнять и по полному цвету свечения экрана, без отключения лучей, возбуждающих отдельные люминофоры. В этом случае в приборе должно быть 3 светофильтра с произвольными, но различающимися спектральными характеристиками. В таком приборе каждый отсчёт представляет собой сумму 3 отсчётов однофильтрового прибора для всех 3 отдельных цветных свечений. Чтобы получить значения ЦК по 3 отсчётам трёхфильтрового прибора, используют пересчётную матрицу, элементы которой определяются при калибровке прибора. Калибровка состоит в поочерёдных измерениях каждым из каналов прибора каждого из цветных свечений люминофоров в отдельности после установки на экране опорного белого цвета. Указанный пересчёт, а также переход от ЦК в ЦКС кинескопа к международной ЦКС в приборе описываемого типа может производиться автоматически, с помощью специально встроенной электрической схемы. Т. о. можно получать отсчёты прямо в ЦКС кинескопа или в международной ЦКС.

ЦК определяют также при Ц. и. визуальными колориметрами. Наблюдатель, регулируя количества 3 основных цветов такого прибора, добивается зрительного тождества цвета смеси этих цветов и измеряемого цвета. Затем вместо последнего измеряют цвет смеси. А её ЦК есть просто количества основных цветов колориметра, отнесённые к количествам этих же цветов, входящих в смесь, которая даёт опорный белый цвет ЦКС колориметра. Измерить количества основных цветов в визуальном колориметре ещё легче, чем в цветном кинескопе. Достаточно прочесть показания 3 шкал, отградуированных по раскрытию щелей, пропускающих световые потоки соответствующих цветов к полю сравнения. Т. о., при использовании визуальных колориметров измеряется не непосредственно цвет образца, а его метамер - цвет смеси трёх основных цветов колориметра. Процесс зрительного уравнивания двух цветов служит при этом для получения такого метамера цвета образца, ЦК которого можно легко измерить. Достоинством визуального колориметрирования является высокая точность Ц. и. Недостатком - то, что получаемые результаты действительны для конкретного (выполняющего зрительное уравнивание двух цветов), а не для стандартного наблюдателя. Кроме того, этим методом трудно измерять цвета не отдельных образцов, а предметов.

Принцип зрительного сравнения измеряемого цвета с цветом, ЦК которого известны или могут быть легко измерены, используется также при Ц. и. с помощью цветовых атласов. Последние представляют собой наборы цветных образцов в виде окрашенных бумаг, которые систематизированы в определённом порядке. При сравнении с измеряемым цветом подбирается образец из атласа, наиболее близкий к нему. Измеренный цвет получает наименование этого образца в соответствии с принятой в данном атласе системой обозначений. Для выражения его в международной ЦКС все образцы атласа заранее измеряются в этой системе при определённом освещении. Измеряемые цвета желательно наблюдать при том же освещении. Цветовые атласы позволяют измерять цвета предметов, а не только специальных образцов, но дискретность набора цветов в атласе снижает точность измерений, которая дополнительно понижается из-за того, что условия зрительного сравнения здесь хуже, чем при визуальном колориметрировании. В СССР используют цветовые атласы Рабкина и ВНИИМ, в США широкое распространение получили измерения по атласу Манселла (Мензелла). Ц. и. с помощью цветовых атласов являются прикидочными и могут с успехом производиться там, где большая точность не нужна или где неудобно применять др. методы.