Катехизис технического цветоведения. 20 вопросов и ответов

Цвет — это свойство излучения, общее для всех спектральных составов видимых излучений, визуально не различимых в колориметрических условиях наблюдения. У разных излучений есть свойство (одно из многих других), по которому они могут быть уравнены визуально. Это свойство называют цветом (ГОСТ 13088-67 «Колориметрия. Термины, буквенные обозначения»).
 
1. Что такое «техническое цветоведение»?
 
Это отрасль знания, которая призвана находить связь между цветовосприятием и цветовыми характеристиками объектов. Дисциплина должна предсказывать ответ человека на явно или неявно формулируемый вопрос в отношении цветовых свойств объектов. В конечном счёте все эти вопросы сводятся к двум:
 
а) можно ли признать цветовые свойства объектов одинаковыми для конкретных целей?
 
б) можно ли признать различие в цветовых свойствах приемлемым в конкретных обстоятельствах?
 
2. Что такое «цветовосприятие»?
 
Объективно, то есть внешним образом,
цветовосприятие — это реакция наблюдателя на изображение. По определению цветовосприятие субъективно, то есть зависит от свойств наблюдателя.
 
3. Как можно прогнозировать субъективные реакции?
 
Прогнозировать субъективные реакции можно с практически достаточной достоверностью, потому что в их основе лежит общая физиология вида Homo sapiens.
 
4. Каковы главные свойства цветовосприятия?
 
— Цветовосприятие возникает на основе зрительного ощущения. Последнее обусловлено воздействием света на зрительную систему человека.
 
— Свет есть видимое электромагнитное излучение — в общем случае — различного спектрального состава. В зависимости от условий наблюдения свет одинакового состава может вызывать одинаковые или разные реакции у наблюдателя. Иногда различный по составу свет может вызывать одинаковые реакции.
 
— Свет, вызывающий зрительное восприятие, всегда является неоднородным стимулом с точки зрения пространства / времени. Пространственно неоднородный стимул — это изображение.
 
— Следует различать зрительное ощущение как физиологическую реакцию и зрительное восприятие как продукт высшей нервной деятельности. Восприятие всегда сложнее, чем вызывающий его стимул, поэтому равенство стимулов само по себе недостаточно для равенства восприятий.
 
— В высшей нервной деятельности (реакциях наблюдателя) имеет место только результат зрительного восприятия. Механизм возникновения зрительных восприятий очень похож на механизм возникновения условных рефлексов. Зрительные восприятия — это вторичные представления, которые мы принимаем за непосредственные ощущения подобно тому, как условные рефлексы после возникновения часто оказываются сходными с безусловными рефлексами.
 
5. Что такое «цветовой стимул»?
 
Цветовой стимул — это видимое излучение, исходящее от какого?либо внешнего объекта, на котором фокусируется внимание наблюдателя.
 
6. Что такое «цветовые характеристики объекта»?
 
Это выражение характеристик объекта, влияющих на цветовосприятие этого объекта при помощи той или иной системы цветовой спецификации.
 
7. Что такое «система цветовой спецификации»?
 
Это набор правил и технических средств для обозначения различий в цветовосприятиях и цветовых характеристиках объектов: окраске, виде или цвете.
 
8. Какие бывают системы цветовой спецификации?
 
Для цветовосприятия используются либо словесные описания, либо физические образцы: цветовые атласы, веера, отдельные образцы. Для окраски используются приборы, конструкция которых реализует одну из стандартизированных оптических геометрий освещения / измерения. Приборы измеряют спектральные характеристики излучения, перенаправленного от поверхности объекта, нормированные относительно эталонной белой поверхности. Для вида используются колориметрические приборы с несколькими геометриями освещения / измерения одновременно (гониоспектрофотометры). Для цвета используются приборы, измеряющие спектральные характеристики излучения в абсолютных энергетических единицах, без учёта его пространственного распределения.
 
9. Что такое «цвет» в техническом цветоведении?
 
Цвет — это свойство излучения, общее для всех спектральных составов видимых излучений, визуально не различимых в колориметрических условиях наблюдения. Иными словами, иногда можно визуально уравнять излучения разного спектрального состава. Таким образом, у разных излучений есть свойство (одно из многих других), по которому они могут быть уравнены визуально. Это свойство называют цветом (ГОСТ 13088–67 «Колориметрия. Термины, буквенные обозначения»).
 
10. Что такое «колориметрические условия наблюдения»?
 
Это такие условия наблюдения, при которых два пространственно разделённых, но одинаковых по составу света — излучённых, отражённых или пропущенных объектом — воспринимаются одинаково.
 
11. Что такое «окраска» в техническом цветоведении?
 
Окраска — это свойство предметов, по которому их можно уравнять визуально в определённых условиях наблюдения. Если два объекта одинаковой формы неразличимы в данных условиях, то в этих условиях они имеют одинаковую окраску. Окраска предметов обусловлена совместным действием двух факторов: способностью предметов избирательно поглощать и избирательно перенаправлять падающий на них свет. С колориметрической точки зрения один и тот же предмет имеет бесконечно много схожих окрасок в зависимости от условий освещения / наблюдения. А, например, предмет, окрашенный интерференционными пигментами, имеет бесконечно много существенно разных окрасок. Окраска оценивается по цвету света, исходящего от образца, поэтому часто путают термины «цвет» и «окраска».
 
12. Какие системы цветовой спецификации являются общепризнанными?
 
Наиболее распространёнными и важными системами являются: для цветовосприятий — система Манселла, система NCS, система DIN, каталоги Pantone и RAL; для цвета и окраски — система МКО (CIE — Международная комиссия по освещению); для вида — система МКО, дополненная новыми стандартами по многоугловой геометрии освещения / измерения (стандарты ASTM и DIN) (более подробно см. «Измерительные системы технического цветоведения» // Мир измерений. 2012. №10. С. 3–10).
 
13. Что такое «система МКО»?
 
Это свод стандартов, предназначенных для спецификации цвета и окраски: — таблицы, определяющие стандартных колориметрических наблюдателей: 2- и 10?градусные. Стандартный колориметрический наблюдатель — это совокупность трёх кривых избирательной спектральной чувствительности трёх типов клеток в глазу человека. Это модель цветового зрения человека на самом элементарном, физиологическом уровне. Эти спектральные кривые заданы с интервалами 5, 10 или 20 нм в диапазоне от 380 до 780 нм;
 
— таблицы, определяющие спектральное распределение мощности стандартных излучений;
 
— описание стандартных геометрий освещения и измерения;
 
— описание стандартного белого эталона;
 
— стандартные формулы для расчёта цветовых координат и цветовых различий.
 
14. Что такое «координаты цвета окраски xyz по системе МКО»?
Это совокупность трёх чисел, которые получаются умножением спектра излучения, отражённого или пропущенного образцом и измеренного на приборе со стандартной геометрией освещения / измерения, нормированного по белой поверхности, на три кривых спектральной чувствительности одного из колориметрических наблюдателей и нормированную спектральную кривую распределения мощности одного из стандартных излучений (см. рис. выше).
 
15. Что такое «цветовое различие DE»?
 
Порог восприятия различия между двумя цветовыми стимулами зависит от внешних — физических — условий наблюдения, самого наблюдателя, психологических условий проведения визуальных оценок и принятых методик обработки их результатов. Представление цветовых стимулов в виде точек в цветовом пространстве ХYZ позволило количественно выражать пороговые величины восприятия цветовых различий посредством задания локальных метрик в разных пространствах, производных от пространства ХYZ. Расстояния во всех этих пространствах выражаются в единицах DE. Цветовое различие, равное 1 DE, означает, что приблизительно только половина нетренированных наблюдателей увидит различие в окраске данной пары образцов. В настоящее время существует несколько стандартных формул для расчёта цветового различия по координатам ХYZ. Формулы дают несколько различающиеся значения DE для одной и той же пары окрасок.
 
16. Что такое «координаты цвета излучения XYZ по системе МКО »?
 
Это совокупность трёх чисел, которые получаются раздельным умножением спектра измеряемого излучения на три кривых спектральной чувствительности одного из стандартных колориметрических наблюдателей. Таким образом, координаты цвета представляют собой свёрнутую информацию о спектре излучения. Координаты цвета представляют каждое излучение точкой в трёхмерном пространстве, которое называется цветовым. Пространство XYZ является основным. Большинство других цветовых пространств либо производны от него, либо связаны с ним линейным преобразованием. Одно и то же излучение может иметь несколько различные координаты цвета в зависимости от выбранного стандартного наблюдателя.
 
17. Как правильно специфицировать цветовое различие?
 
Для того чтобы конкретное значение цветового различия имело смысл, необходимо указать:
 
— по какой формуле оно рассчитано;
 
— для каких колориметрических условий (стандартное излучение / наблюдатель) рассчитывались цветовые координаты;
 
— какая стандартная геометрия освещения / наблюдения использовалась при измерении спектров сравниваемых образцов;
 
— подробно описать методику подготовки образца и порядок выполнения измерения.
 
18. Как выбрать допустимую величину цветового различия?
 
Большинство стандартов регламентирует только порядок расчёта величины цветового различия, но не его приемлемое значение. Последнее является коммерческим компромиссом между интересами заказчика и поставщика. Оно может быть определено на основании результатов визуальной разбраковки конкретного вида продукции ответственными лицами. Такие визуальные оценки должны выполняться при строгом соблюдении требований соответствующих стандартов. Параллельные приборные измерения разбракованных образцов позволяют установить объективное численное значение допуска по цветовому различию, которое можно распространить на аналогичные типы продукции для данного заказчика.
 
19. С какой точностью можно специфицировать окраску?
 
Окраска специфицируется приборами. Самой важной измерительной характеристикой колориметрического прибора является повторяемость (сходимость). В международной практике её принято выражать в единицах DE. Спектрофотометры среднего ценового диапазона обеспечивают повторяемость измерений на уровне 0,2–0,1 DE. Иными словами, погрешность даже недорогого прибора примерно на порядок меньше порогового цветоразличения нетренированного наблюдателя. Методы статистических оценок точности и сходимости цветовых спецификаций зависят от типа измерительных шкал, лежащих в их основе. Следует признать, что сегодня эти методы находятся ещё в стадии разработки. Очевидно, роль этих методов будет неуклонно возрастать по мере распространения практики объективной — приборной — спецификации окраски.
 
20. Что такое «метамеризм»?
 
Метамеризм — это понятие, используемое для констатации факта нарушения цветового равенства по причине изменения условий наблюдения по сравнению с теми условиями, в которых такое равенство было установлено. Чаще всего обсуждают метамеризм, связанный с изменением освещения.
 
Павел Новосельцев,
технический директор ООО «Апостроф»
www.apostrof.ru
Журнал «Печатный бизнес», март 2014 (№2)