Avantes

Рис. 1. Фотопічні та скотопні криві видимості. (Вінтон ФР, Бейлісс Л.Е .: Фізіологія людини, 5-е видання Бостон, Літл, Браун, 1962)

Як показано на малюнку 1, чутливість до хвилі очей синьозмінюється в умовах низького рівня освітлення, а червоні зміни - в умовах високого рівня освітлення. Отже, вичерпний аналіз сприйняття кольорів потребує дослідження як стрижнів, так і шишок з урахуванням рівня освітленості навколишнього середовища, але оскільки більшість сприйняття кольорів обробляються конусами, для стислості ця програма найбільше зосередиться в першу чергу на фотографічному зорі.

В оці є три різні види шишок; S-конуси відповідають за чутливість до короткої хвилі, M-шишки - для чутливості середньої довжини хвилі, а L-конуси - за чутливість довгих хвиль. Це принципово означає, що людське око здатне виявляти лише червоний, зелений та синій, а мозок потім екстраполює всі інші кольори, виходячи з інтенсивності цих трьох кольорів. У 1920-х роках Вільям Девід та Міжнародна комісія з висвітлення (CIE) вирішили виміряти чутливість довжини хвилі кожного з цих конусів, розробивши три криві та діаграму кольоровості кольорового простору, показану на малюнку 2. За цією інформацією стало можливим якісно виміряти колір предмета, який сприймається стандартним спостерігачем вперше.

Малюнок 2 Стандартні функції спостереження кольорів спостерігачів CIE (зліва)
та діаграма кольорового простору кольоровості CIE 1931 року.

Пізніше, в 1976 році, коли цифрові зображення починають набирати популярність, було введено варіант діаграми хроматичності, який краще сприймається як «легкість». Це кольорова модель L * a * b *, показана на рисунку 3. У цьому контексті , термін легкість (іноді його називають яскравістю) означає кількість світла, яке колір відбиває або пропускає. Як і в реальному сприйнятті людини, відносини між L *, a * і b * є нелінійними, краще наближаючи до реальності зображення, ніж інші традиційні методи. Але колірна гамма настільки велика, що до недавнього часу L * a * b * став звичним явищем для програм цифрового зображення, таких як Adobe Photoshop, оскільки цифровий запам'ятовуючий і обробний потенціал вже не є обмежуючим фактором для цифрових зображень.

Малюнок 3 Кольорова сфера CIE L * a * b.

Методи вимірювання кольору

Існує три основні конфігурації вимірювань для колориметрії: випромінювання, передача та відображення.

Викиди
Викиди є найпростішими з трьох і, як правило, використовуються лише для освітлення та дисплея. Для цих застосувань використовуються дві стандартні конфігурації вимірювання залежно від того, мета полягає в вимірюванні окремої точки на дисплеї або вимірюванні загального світла в заданій точці приміщення. Для вимірювання різних точок на дисплеї використовується конфігурація, яку зазвичай називають «точковим вимірювачем». Для цієї конфігурації коліміруюча лінза з'єднується з спектрометром за допомогою волоконно-оптичного паткорда. Колімуюча лінза дозволяє обмежувати поле зору певними місцями на дисплеї, і якщо припустити, що спектрометр був відкалібрований, значення x і y можна визначити математично, застосовуючи стандартні функції узгодження кольорів спостерігача. Ці пристрої зазвичай використовуються для каліброваних кольорів дисплеїв та моніторів, які використовуються графічними дизайнерами для того, щоб зображення на їхніх моніторах точно відображали зображення, як воно з’явиться при друкуванні. І навпаки, якщо мета полягає в вимірюванні загального падаючого світла на об'єкт, то замість використання коліміруючої лінзи замість цього використовується косинусний коректор. Це дозволяє збирати світло над 180-градусним полем зору, а точніше - 2p твердим кутом стерадіана. Ця геометрична колекція дозволяє проаналізувати загальний світловий випадок на об'єкт, що аналізується мною, забезпечуючи точне вимірювання хроматичності в місці, що цікавить Ця конфігурація відома як вимірювач спектрального опромінення, і вони зазвичай використовуються в дизайні комерційного та театрального освітлення, де необхідне точне освітлення для передачі бажаної естетики.

Рисунок 4 Косинусний коректор косинуса Avantes CC-VIS / NIR (ліворуч) і колімуюча лінза COL-UV / VIS (праворуч).

Передача
Багато аналітичних та промислових застосувань, особливо у галузі тестування їжі / напоїв, виготовлення пластику та скла, вимагають колориметричного тестування напівпрозорих предметів. Для таких застосувань важливо використовувати високостабільний широкосмуговий джерело світла, такий як AvaLight-HAL, який може бути пов'язаний з волокном або до кюветного тримача для рідких зразків, або до змінного тримача коліміруючої лінзи, як показано на малюнку 5 для більшого розміру такі предмети, як прозора пластмаса та окуляри. Потім пропускається світло може бути зібраний спектрометром, таким як AvaSpec-ULS2048CL-EVO, або для об'єктів, які набагато більш поглинають AvaSpec-ULS2048X64-TEC із вбудованим термоелектричним охолодженням, було б вибрано значно зменшити темний шум у детекторі що дозволяє значно довше інтегрувати.

Малюнок 5 Держатель лінзи з змінним колімантом Avantes.

Рефлексія
Найпоширеніша методика вимірювання колориметрії, особливо у фарбовій промисловості, полягає у використанні відображення для кількісного визначення кольору предмета. Цей процес використовується не тільки для контролю якості в промисловому живописі та друку, але він застосовується щодня в магазинах фарб по всьому світу, коли хтось хоче пофарбувати відповідність фарби до зразка. Вимірювання відбиття зазвичай проводяться двома різними способами, або за допомогою датчика відбиття, як показано на рисунку 6, або з інтегруючою сферою, як показано на малюнку 7. Хоча для кожної з цих установок існує багато переваг і недоліків, як правило, використання інтегруючої сфери вважається найбільш точним, оскільки не підлягає варіаціям вирівнювання. Крім того, при використанні традиційної геометрії зонду 45/0 градусів, окулярний компонент не збирається для плоского предмета, але може бути зібраний в різній мірі для об'єктів з неправильною структурою поверхні. Якщо ця методика застосовується для контролю якості у випадках, коли зразки мають однакову структуру, зонди можуть надати повторювані дані, що робить цю конфігурацію ідеальною для промислових інспекційних застосувань.

При використанні інтегруючої сфери з типовим восьмиградусним кутом падання, який часто називають геометрією D8, мінливість поверхні усувається, оскільки світло розсіюється інтегруючою сферою, забезпечуючи набагато більш повторювані вимірювання. Крім того, інтегруюча сфера може бути налаштована з «лоскутною пасткою» або без неї, що може або дозволяти зібрати або усунути зоряне відображення. Хоча лише дифузна складова відбитого світла містить «чистий» колір, окулярний компонент буде включати в себе «відблиски» поверхонь, які можуть впливати на сприйняття кольору, тому часто корисно проводити вимірювання як з окуляром, так і без нього. рефлексія включена.