2014.03.18.
Jelenségek leírására használt három kategória
Radiometria, fotometria, színmérés
Kategóriák
mechanikai pld.
Jelenség
• távolság
fotometria
• világosság vagy láthatóság
Radiometria, fotometria, színmérés • A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. • A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli. • A színmérés a színészleléshez kíván objektíven mérhető mennyiségeket rendelni.
Elektromágneses színkép
Mennyiség
• hosszúság
• fénysűrűség
Egység
• méter
• cd/m2
RADIOMETRIA Elektromágneses sugárzás • optikai sugárzás: 100 nm – 1 mm hullámhosszú elektromágneses sugárzás • látható sugárzás: 380 nm – 780 nm • fény: a látható sugárzás által kiváltott észlelet
Radiometriai segédmennyiségek dω
ε P
φ
dΩ térszög: a sugárkúp által a gömbfelületből kimetszett terület és a gömbsugár négyzetének hányadosa: dΩ=dA/r2
1
2014.03.18.
Színképfüggő mennyiségek
Radiometriai mennyiségek
hullámhossz függés: X(λ)
Megnevezés Term
szűrő áteresztés
sugárzott energia sugárzott teljesítmény besugárzás
színképi eloszlás: dX/dλ = Xλ Katódsugárcsöves monitor fényporainak színképi eloszlás
φ, F
Q
irradiance
sugárerősség radiant intensity sugársűrűség radiance
E
W⋅m-2
I
W⋅sr-1
L
W⋅m-2⋅sr-1
Besugárzás E = dφ /dA
watt (J⋅s-1)
teljesítmény eloszlás
φλ = dφ/dλ
sugárzott energia
Q = ∫ Φ dt
Q
joule, 1 J = 1 kg⋅m2⋅s-2
besugárzás
E = dφ /dA
E
W⋅m-2
sugárerősség
I = dφ /dω
I
W⋅sr-1
sugársűrűség
L= d2φ/(dω dA cosδ)
L
W⋅m-2⋅sr-1
W⋅m-1
dΦ
dA
Sugársűrűség
Sugárerősség, pontszerű forrás
L
dφ
n
dω
P
Egysége
joule, 1 J = 1 kg⋅m2⋅s-2 φ vagy F watt (J⋅s-1)
radiant energy radiant flux
Radiometriai mennyiségek összefüggései sugárzott teljesítmény
Jele
I
d
δ
ω
A sugárzó felület dA felületeleme által a felület normálisától (n) δ szögre elhelyezkedő irányban, a dω elemi térszögben kibocsátott dφ sugáráram L = d2φ /(dω dA cosδ) , spektrális sugársűrűség:
I = dφ /dω
dA
Lλ = dL /dλ = = d3φ /(dω dA cosδ dλ)
2
2014.03.18.
Távolságtörvény (inverse square law) • dφ = I dω • dω = dA2/d2 • dφ /dA2 = E2 P = (I dω)/dA2 = (I dA2)/(dA2 d2)
Általánosított távolságtörvény dA 1
dA2 dφ
α1
n2
α2
n1
dω d
d
= E2 = I / d2
dA2
dE2 = (L cosα1 cosα2 dA1) / d2
Lambert sugárzó
Tükrös és diffúz reflexió
Lambert radiator • sugársűrűsége szögfüggetlen: L(δ) = L(ε,φ) = const. L dω n d
ω
δ ε P
φ
dA
Lambert (reflektáló) felület • • • • •
egyenletesen diffúzan reflektáló felület nincs tükrös reflexiója reflexiós együttható: ρ = φrefl/ φbe φrefl = φbe cosδ ρ a reflektált sugársűrűség irányfüggetlen: Lrefl (δ)= const.
Lambert reflektáló • megvilágítás: E • visszavert sugárzás, a sugársűrűség irányfüggetlen:
L=
beesõ sugárnyaláb felület normálisa visszavert sugár sugársûrûségi vektor
ρE π reflektáló felület
3
2014.03.18.
Lambert sugárzó fénysűrűsége független a Θ, φ
Lambert cosinus törvény
szögtől dΦ = L
R sin Θ d Θ R d φ
∂A1 cos Θ1 ∂A2 cos Θ2 = L dA sin Θ dΘ dΦ cos Θ R2
mivel a gömb felületén:
Θ
R
φ
dA2 = R sin Θ R dφ
és az elemi térszög:
dΩ = sin Θ dΘ dφ
a vetített térszög pedig:
dΩp = sin Θ dΘ dφ cos Θ
A féltérbe kisugárzott össz-fényáram: M = φ / dA
Fotometria
A féltérbe kisugárzott fényáram: 2π π / 2
M = L∫
∫
0
0
• az optikai sugárzást a látószerv színképi érzékenységének megfelelően értékeli • vizuális alapkísérlet: fényinger egyenlőség
sin Θ cos Θ dΘ dΦ
Lambert sugárzó esetén:
M = 2π L
π /2
∫ 0
π /2
sinΘ cosΘ dΘ
1 = 2π L sin 2 Θ 2 0
Villogásos fotometria
=π L
színes vizsgáló sugárforrás
– határvonal eltünése – villogás minimum – azonos világosság:ez más összefüggést ad!
összehasonlító sugárforrás
Villogásos fotométer elvi felépítése körszektor
• világosságészlelet egyenlőség meghatározása bizonytalan • két fényingert felváltva juttatva a szembe, frekvenciát növelve, előbb szűnik meg a színkülönbség észlelet, mint az intenzitás észlelet (10 – 20 Hz-es tartomány)
tükör összehasonlító sugárzás forrása
motor féligáteresztõ tükör monokromátor
megfigyelõ szeme
fényrekesz vizsgálandó sugárzás forrása
1 3
6 4
sugárzás mérõ
4
2014.03.18.
Mit ír le a V (λ) -láthatósági függvény? heterochromatikus villogásos fotometria eltünő-éles heterochromatikus fotometria látásélesség kritikus fúziós frekvencia látszólagos mozgás minimalizálás reakcióidő
• Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (Commission Internationale d‘Éclairage, CIE) 1924-ben szabványosította a V(λ)−görbét (világosban, fotopos látás) : 3 cd/m2 fölött érvényes • 1954-ben a V’(λ)−görbét (sötétben, szkotopos látás): 10-3 cd/m2 alatt érvényes • További láthatósági függvények: – V10(λ): nagylátószögű, 10°-os látószögre – VM(λ): módosított láthatósági függvény
A V (λ) -láthatósági függvény
Láthatósági függvények 1
• A kék színképtartományban korrekció: VM(λ)- láthatósági függvény. • Új ajánlás, mely a vörös és infravörös színképtartományban is ad korrekciót. • Korrigált függvények csak tudományos célra, gyakorlati fotometria számára marad a V (λ)- láthatósági függvény.
0,9
rel. érzékenység
0,8 V'( λ )
0,7
V( λ )
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
hullám hossz, nm
Világosban és sötétben való látás színképi érzékenysége
A fotometria kísérleti alapja
1.200 1.000 0.800 rel. sens.
• • • • • •
Láthatósági (visibility) függvények
V'(l) V2(l)
0.600
V10(l)
• • • •
szimmetria: ha A≡B, akkor B≡A; tranzitivitás: ha A≡B és B≡C, akkor A≡C; arányosság: ha A≡B, akkor αA≡αB; additivitás: ha A≡B, C≡D és (A+C)≡(B+D), akkor (A+D)≡(B+C)
VM(l)
0.400 0.200 0.000 400
500
600
700
itt A, B stb. fényinger (stimulus): a sugársűrűség és a láthatósági függvény adott hullámhosszon vett értékének szorzata: pl. A=LλV(λ) , általánosítva a sugárzás teljesítmény-eloszlását írhatjuk: SλV(λ).
wavelength, nm
5
2014.03.18.
A V (λ) -láthatósági függvény használata
A fotometria alapjai • a fenti összefüggések alapján a monokromatikus komponenseket összegezhetjük:
∑ Sλ V (λ ) ∆λ 780 nm
φV = k Φ = Km
780 nm
∑Φ λ =380 nm
e
780 nm
(λ ) ⋅ V (λ ) ⋅ Δ λ
=
∫Φ
Km
e
(λ ) ⋅ V (λ ) ⋅ dλ
380 nm
• Nappali (fotopos) látás: V(λ) , csapok közvetítik • sötétben (szkotopos) látás: V’(λ) , pálcikalátás; szembíbor (rhodopsin), additivitás és proporcionalitás fennáll: 780nm
∫
szkotopos
780 nm
φv = K m
∫φ
e ,λ
( λ ) ⋅ V ( λ ) ⋅ dλ
λ = 380 nm
ahol Km = 683 lm/W alapján definiálhatjuk a fényáram egységét a lument.
Fényáram jele:lm, egysége a lumen.
Fotometriai mennyiségek és egységek - 2 • fényerősség a pontszerű fényforrásból adott irányban, infinitezimális térszögben kibocsátott fényáram és a térszög hányadosa:
lg(cd/m² )
-3
• k és k’ konstansok:
K’m = 1700 lm/W
Fotopos, mezopos, szkotopos fotometria
-4
ez adja a fotometria és radiometria kapcsolatát
De a fényerősség egysége, a kandela az alapegység.
φe,λ V '(λ )dλ
λ = 380nm
-5
V ( λ ) dλ
e ,λ
Fotometriai mennyiségek és egységek - 1
A fotometria alapjai
φv' = k '
∫φ
λ =380 nm
-2
-1
mezopos
0
1
2
3
fotopos
4
5
6
Iv =
dφv dΩ
jele: cd, egysége: kandela, 1 cd = 1 lm/sr
6
2014.03.18.
A fényáram származtatása a fényerősségből
A kandela definíciója • A kandela fényerősség SI egysége: azon 540.1012 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó fényforrás fényerőssége adott irányban, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/sr.”
1m
ω = 1 sr
1 m2
1 cd fényerõsségû pontszerû fényforrás
Megvilágítás
Fénysűrűség ε
• a dA1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó dΩ térszögben sugárzott dΦ fényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának hányadosa:
Lv =
∂ 2φv ∂Ω ∂A1cosε1
d2 Φ
E = dφ v / dA2 dω
egysége: lux, jele:lx; 1 lx = 1 lm/m2 dA 1
egysége:cd/m2, jele: Lv
φ
Kontraszt, kontrasztviszony • kontraszt: ahol – Lt a jel (target) fénysűrűsége – Lb a háttér (background) fénysűrűsége
• kontrasztviszony:
• Az adott pontot tartalmazó felületelemre beeső fényáramnak és ennek a felületelemnek a hányadosa
c=
Lt − Lb Lb
Hatásfok, fényhasznosítás • sugárzási hatásfok, jel: η a sugárzó sugárzott és felvett teljesítményének hányadosa
• sugárforrás fényhasznosítása, egysége: lm/W a kibocsátott fényáram és a sugárzó által felvett teljesítmény hányadosa
cv =
Lt Lb
7
2014.03.18.
Fényforrások fényhasznosítása Fényforrás típusa Izzólámpa/halogén izzó LED Kompakt fénycső Nagynyomású fémhalogén lámpa Nagynyomású Na-lámpa Kisnyomású Na-lámpa Fehér LED
Fényhasznosítás (lm/W) 14,4 / 17 60 … 150 85 90 116 206 120 – 200 - 270
A szín fogalma • A „szín” fogalmát kiegészítés nélkül ne használjuk! - inger vagy észlelet – – – –
színészlelet - pszichológiai fogalom színinger - pszichofizikai fogalom radiometria - fizikai fogalom fotometria - a színinger egyik dimenziója
Mezopos fotometria • CAD laboratóriumokban és irányító központokban előforduló számítástechnikusi feladat • útvilágítás • 3 cd/m2 és 10-3 cd/m2 közötti fénysűrűség tartomány • szem színképi érzékenysége V(λ)-tól V’(λ) felé tolódik el.
Színészlelet - színmérés • a szín észlelet, agyunkban keletkezik • színinger, mely az észleletet kiváltja, számszerűen leírható, de csak adott külső körülmények közt ad azonos észleletet • színinger-megfeleltetés • színinger keltés: – additív színkeverés : monitor – szubtraktív színkeverés: színes film, nyomtató
A színmeghatározás történetéből • Young (1773-1829) – Helmholtz (18211894) 3 szín-látás
Ellenszín elmélet • Ewald Hering (1834-1918): – fehér-fekete – vörös-zöld – Sárga-kék
ellenszínek
8
2014.03.18.
Színkeverés
Az additív színegyeztetés alapkísérlete összehasonlító fényforrások
Additív szubtraktív színkeverés
Grassmann törvények 1. Minden színinger létrehozható 3 egymástól független színinger additív keverékeként. A függetlenség alatt azt értjük, hogy a három színinger közül egyik sem hozható létre a másik kettő additív keverékeként. 2. Színegyezés létrehozásához csak a választott alapszíninger a lényeges, a színképi összetétele nem. 3. Az egyes színingerek erősségének folyamatos változtatásának hatására az eredő színinger is folyamatosan változik.
Additív színingerkeverés • Proporcionalitás Ha C1≡R1(R)+G1(G)+B1(B) akkor aC1≡aR1(R)+aG1(G)+aB1(B)
intenzitást szabályozó fényrekesz
vizsgálandó fényforrás
Additív színingerkeverés • Additivitás: Ha C1≡R1(R)+G1(G)+B1(B) C2≡R2(R)+G2(G)+B2(B) akkor C≡R(R)+G(G)+B(B), és C≡ C1 + C2 ahol R= R1+ R2, G= G1+ G2, B= B1+ B2
Színinger-megfeleltetés, színinger összetevők • R = Σ SλR(λ) ∆ λ
R = k ∫ S λ r (λ )dλ
• G = Σ SλG(λ) ∆ λ
G = k ∫ S λ g (λ )dλ
• B = Σ SλB(λ) ∆ λ
B = k ∫ S λ b ( λ ) dλ
9
2014.03.18.
A SZÍNINGER-METRIKA ALAPJAI Additív színegyeztetés
Az additív színegyeztetés alapkísérlete intenzitást szabályozó fényrekesz
összehasonlító fényforrások
Fennáll a • disztributivitás, • additivitás és • proporcionalitás törvénye Összehasonlító színingerek: • vörös: 700 nm • zöld: 546 nm • kék: 435 nm
vizsgálandó fényforrás
CIE színingermetrika, 1
Színigermegfeleltető kísérlet
• A színinger-egyenlet feltételei: – 2° osztott látómező, központi fixálás, sötét környezet. – Alapszíningerek (megfeleltető, refrencia, primér ingerek, -stimulusok): • vörös (R): 700 nm, • zöld (G):
546,1 nm,
• kék (B):
435,8 nm
C ≡ R (R ) + G ( G ) + B(B )
CIE színingermetrika, 2
Színinger-megfeleltető függvények (colour matching functions)
– Alapszíningerek mennyiségei: a 3 alapszíninger egységnyi mennyiségének additív keveréke az equienergetikus színingerrel azonos észleletet keltsen.
R, G, B alapszíningerek fénysűrűsége: vösös: 1,0000 cd/m2 = 1 új R egység zöld: 4,5907 cd/m2 = 1 új G egység kék: 0,0601 cd/m2 = 1 új B egység
rgb színegyeztető fg.
• A színinger-egyenlet:
0,40 0,35 0,30 0,25 B( λ ) 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 -0,05350 400 450 -0,10 -0,15
G( λ )
500
550 600
R( λ )
650
700 750
800
hullámhossz, nm
r (λ ), g (λ ), b (λ )
10
2014.03.18.
X,Y,Z színinger tér: CIE 1931 szabványos színinger-észlelő 1. Az equienergetikus színkép színingerösszetevői azonosak legyenek. 2. A fotometriai információt egyetlen színingerösszetevő, (Y), hordozza (ha sugársűrűséget mértünk, úgy a fénysűrűséget kapjuk). Azaz az Y(λ) = V(λ). 3. Az összes reális színinger színinger-összetevői a színingertér első negyedében feküdjenek, s olyan kicsinyek legyenek, amennyire csak lehetséges.
A CIE 1931 színingermegfeleltető függvények
RGB - XYZ matrix transformáció X
2,76888 1,75175
1,13016
R
Y = 1,00000 4,59070 0,06010 ⋅ G Z 0,00000 0,05651 5,59427 B Az inverse transformació: 0, 41846 -0,15866 -0, 09117 0, 25243 0, 00092 -0, 00255
-0, 08283 0, 01571 0,17860
CIE XYZ trirtimulusos érték-ek (színinger-összetevők), önvilágítók (fényforrások) esetén 780
780
780
380
380
380
X = k ∫ S λ x (λ )dλ ; Y = k ∫ S λ y (λ )dλ ; Z = k ∫ S λ z (λ )dλ
( x (λ ), y (λ ), z (λ ))
a színinger-megfeleltető függvények
y (λ ) függvény azonos a V(λ) függvénnyel,
Az
k = 683 lm/W
szín(inger-) vagy színességi koordináták
Szín(inger-) vagy színességi diagram 0,9 520 nm 0,8
•R, G, B: katódsugárcsöves monitor alapszíningerei
540 nm 510 nm
0,7
X X +Y + Z
560 nm
G
0,6 500 nm 0,5
580 nm
y
x=
0,4
y=
Y X +Y + Z
2000 K 4000 K
0,3
•Planck sugárzók vonala
600 nm R
7000 K 650 nm 100 000 K
0,2
0,1
475 nm B 450 nm
0 0
0,1
400 nm 0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
x
11
2014.03.18.
A színességi diagram színes ábrája
Másodlagos sugárzók (nem önvilágítók) színmérése X = k ∫ S (λ ) ρ (λ ) x (λ )dλ Y = k ∫ S (λ ) ρ (λ ) y (λ )dλ Z = k ∫ S (λ ) ρ (λ ) z (λ )dλ ahol
k=
1 ∫ S( λ )y ( λ )dλ
S(λ) a megvilágító sugárforrás színképi teljesítményeloszlása
ρ(λ) a minta spektrális reflexiója
Szabványos sugárzáseloszlások és fényforrások • CIE A sugárzáseloszlás • CIE D65 sugárzáseloszlás • további nappali sugárzáseloszlások, grafikus iparban: D50 • CIE A fényforrás • CIE D65 szimulátor
CIE A sugárzáseloszlás c
Le, λ (λ , T ) =
c1 −5 λ 2T λ (e − 1) −1 π
ahol: c0 = 299792458 +/- 1,2 m/s
c1 = 2πhc02 c 2 = hc o / k = (1,438 769 ± 0 ,000 012 ) ⋅ 10 −2 m ⋅ K
h = 6 ,626 ⋅ 10 −34 J ⋅ s
k = ( 1,380 658 ± 0,000 012 ) ⋅ 10 −23 J/K
CIE A- és D65 sugárzáseloszlás színképe
CIE 1931 és 1964 színingermérő rendszer • 2°-os látószög: CIE 1931 • 10°-os látószög: CIE 1964 x10 ( λ ), y 10 ( λ ), z10 ( λ ) − val X10(λ), Y10(λ), Z10(λ) színinger összetevők számítása
12
2014.03.18.
CIE 1931 és 1964 szabványos színingermérő észlelők
MacAdam ellipszisek • The CIE x,y diagram színingermegkülönböztetési ellipszisekkel
2 ,5 0 E + 0 0
2 ,0 0 E + 0 0
1 ,5 0 E + 0 0
1 ,0 0 E + 0 0
5 ,0 0 E - 0 1
0 ,0 0 E + 0 0 350
400
450
500
550
600
650
700
750
w a v e le n g th , n m
Egyenletes színességi skálájú diagram
u’,v’ színességi diagram
• u' = 4X / (X+15Y+3Z) = 4x / (-2x+12y+3)
0,6
• v' = 9Y / (X+15Y+3Z) = 9y / (-2x+12y+3)
0,5
• u = u' , v = (2/3)v'
0,4
• CIE 1976 u,v színezeti szög:
0,3
550 600
v'
650 700
huv Sn
C
• huv = arctg[(v' - v'n) / (u' - u'n)] = v* / u*
0,2
• CIE 1976 u,v telítettség:
0,1
• suv = 13[(u' - u'n)2 + (v' - v'n)2]1/2
500
450 400
0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
u'
Átlátszatlan, nem fémes anyag beeső fény
diffúz reflexió tükrös reflexió
Felület (test) színingerek mérése • A visszaverés etalonja: – Tökéletesen visszaverő diffúzor – A szórt visszaverési tényező másodlagos etalonjai • Préselt BaSO4 por-tabletta • “ halon" fehér etalon • Szabványos mérési geometriák – 45°/merőleges irányított visszaverési tényező (reflectance factor) – diffúz/merőleges visszaverési tényező, tükrös komponenst belemérve/kiküszöbölve – merőleges/diffúz, visszaverési tényező, tükrös komponenst belemérve/kiküszöbölve
A tárgy színe a diffúz reflexióból adódik
13
2014.03.18.
CIE 1976 (L*a*b*) szín(inger)tér, CIELAB színtér
Magasabbrendű színtan • A Hering féle opponens mechanizmus figyelembevétele: CIELAB színrendszer • Színi áthangolódás: adaptálás a képernyőhöz – Színvisszaadási kutatások (Sándor N.)
CIE 1976 a,b színingerkülönbség és összetevői
•
L*= 116(Y/Yn)1/3 - 16
•
a*= 500[ ( X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3 ]
•
b*= 200[ (Y/Yn)1/3 - (Z/Zn)1/3]
• ha
X/Xn > 0,008856
•
Y/Yn > 0,008856
•
Z/Zn > 0,008856
Munsell rendszer képe
• Színinger-különbség: – ∆Eab = [ (∆L*)2 + (∆a*)2 + (∆b*)2]1/2
• CIE1976 a,b króma: – Cab* = (a*2 + b*2)1/2
• CIE 1976 a,b színezeti szög: – ha = arctan (b*/a*)
• CIE 1976 a,b színezeti különbség: – ∆Hab* = [(∆Eab*)2 - (∆L*)2 - (∆Cab*)2]1/2
Az NCS színtér
A Coloroid színtér alakja
14
2014.03.18.
Különböző hőmérséklet fogalmak
Szín (inger-)
• Valódi hőmérséklet
diagram
• Sugárzási hőmérséklet
vagy
• Eloszlási hőmérséklet
színességi
• színhőmérséklet
diagram
– Korrelált színhőmérséklet
Világosság – fénysűrűség összefüggés • Színes fény világosabbnak tűnik: HelmholzKohlrausch hatás • Equivalens fénysűrűség fogalma
L**=log(L)+C
Azonos fénysűrűség esetén észlelt világosság
C=0,256 - 0,184y - 2,527xy + + 4,656x3y + 4,657xy4
Fényforrások színi jellemzése • Fény(forrás) színinger-mérése
Korrelált színhőmérséklet • Azonos korrelált színhőmérsékletű vonalak (az u,vdiagramban merőlegesek a Planck görbére)
– színhőmérséklet – korrelált színhőmérséklet
• Színvisszaadás – Az észlelt felület-szín függ a megvilágító színképi teljesítményeloszlásától • színi áthangolódás: von Kries törvény, Bradford transzformáció, leírás az észleletet követő színrendszerben
15
2014.03.18.
ISO-temperature lines in u,v diagram
Von Kries színi áthangolódási törvény • Fiziológiai alapszíninger-rendszerben dolgozunk • Ahhoz, hogy az adott megvilágító (Rw, Gw, Bw) esetén az R, G, B-vel jellemzett szín • a referencia megvilágító (Rrw, Grw, Brw) alatt ugyanolyan színészleletet hozzon létre • a minta jellemzői a referencia megvilágító esetén Rr, Gr, Br a következőképen számítandók: Rr=(Rrw/ Rw)*R, Gr=(Grw/Gw)*G, Br=(Brw/Bw)*B
Színi áthangolódás - 1
Színmegjelenés függ a megvilágítástól: Source standards and imaging • Original scene – Daylight: D50, D65 (Jackson - MacDonald - Freeman pictures)
16
2014.03.18.
Két sugárzó színképe, melyek színingerpontja azonos
A két sugárzó színpontja és a velük megvilágított minta színpontjai 0.342
160
0.340
D65
140
0.338
3-line
120
0.336 y
rel. teljesítmény
Spetrális teljesítményeloszlás 180
100
0.334
80
0.332
60
0.330
40
0.328 0.300
20
0.350
0.400
x
0 350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
hullámhossz, nm
A színvisszaadás számítás folyamatábrája
Színvisszaadási index • Minták színmegjelenése összehasonlítva ideális fényforrással történő megvilágítás alatt látható színmegjelenéssel • Ideális fényforrás, a vizsgálandóval azonos korrelált színhőpmérsékletű:
Test smpls.
Ref. illuminant
XYZ
illum. ref. illum.
U*V*W*
– 5000 K alatt: Planck sugárzó – 5000 K felett nappali (Daylight) sugárzáseloszlás • Minták: 8 + 5 Munsell színminta
Colour
CIE
Equal CCT
diff.
test smpl.
• Színinger-különbség U*,V*,W* térben Ra = Σ(Ri )/8,
CRA
Chrom.
• von Kries színi áthangolódás • Ri =100-∆Ei,
CRI
i= 1 ... 8
Test smpls. illum.
Test source
test source
– Hunt modell – CIECAM02 modell, figyelembe veszi: • Színi áthangolódást • Környezet fénysűrűségét • Vizuális rendszer nonlinearitásait
adapt.
U*V*W*
transf.
CIECAM02 modell
Színmegjelenési modell • Színészleletnek megfelelő színinger leírása két különböző környezetben • Számos próbálkozás az elmúlt 10 – 20 évben
XYZ
• Bemenő mennyiségek: – – – – –
Jel színinger összetevői Megvilágító színinger összetevői Fehér pont Y színinger összetevője Háttér fénysűrűsége Környezet jellemzői: világos, félhomályos, sötét
17
2014.03.18.
CIECAM97s modell • Átfogó • Tág ingerhatárok közt működjék: sötéttől világosig • Tág adaptációs határok közt használható • Az x,y,z függvényekre alapul • Előrejelzések: színezeti-szög, világosság, telítettség, króma, színdússág • Megfordítható • Egyszerüsített és teljes változat • Független színekre is alkalmas változat
CIECAM97s modell • Bemeneti adatok – Az adaptációs mező fénysűrűsége, LA – A minta színinger-összetevői a vizsgált fényforrással történő megvilágítás esetén – A vizsgált körülmények közötti fehér-pont – A vizsgált körülmények közötti háttér relatív fénysűrűsége,Yb – Környezet hatása, kromatikus indukció, relatív világossági kontraszt tényező – Látási körülmények (világos, alkonyi, sötét)
CIECAM02 modell
CIECAM97s modell • Színi áthangolódás – Színképileg kihegyezett csap érzékenységi eloszlások – módosított vonKries adaptáció.
• Indukciós szorzótényező számítása • Nemlineáris hatás-kompresszió • Megjelenés korrelátumok – Vörös-zöld, sárga-kék érték, színezeti szög – Relatív és abszolút világosság korrelátum – Színdússág, króma, telítettség
Magasabbrendű színtan • Színmegjelenési modellek – Különböző fényforrásokkal való megvilágítás szimulálás (Madár G., Beke L.) – Színharmónia az eltérések detektálására (Szabó F.)
• Kimenő mennyiségek: – – – – – –
Színezeti szög / quadráns Relatív világosság (korrelátum) Világosság (korrelátum) Telítettség (korrelátum) Chroma Színgazdagság
Kognitív hatások • Színmemória – Memóriaszínek és felhasználásuk az informatikában (Tarczali T.) – Érzelmek színi megjelenítésének leírása
• Kedvelt színek – Kulturális különbségek
18
2014.03.18.
A világosság pszichofizikai korrelátuma • A jelenlegi fotometriai rendszerben nincsen ilyen mennyiség • A világosság információt más neurális hálózat továbbítja az agyba, mint amely a finom részletek felismerését biztosítja • További bonyodalmak: tágasság, érdekesség stb.: esztétikai kategóriák
19
