Адитивний синтез кольору, схема синтезу, рівняння кольору, його аналіз

<11 12 131415 16 17 >

Адитивний синтез кольору – відтворення і сприйняття кольору шляхом оптичного змішування випромінювань базових кольорів (червоного, зеленого та синього – R, G, B).

Так, дія на сітківку ока випромінювань червоного і зеленого кольорів око сприймає це як жовтий, жовтогарячий або салатовий кольори різних відтінків залежно від співвідношення випромінювань двох зон спектра світла.

Адитивний синтез кольору використовується при створенні кольорових зображень на екрані телевізора; моніторах комп’ютерів видавничих систем; на окремих ділянках відбитку (зображення, де відбувається накладення різнобарвних растрових елементів у результаті їх малих розмірів) при автотипному синтезі кольору в поліграфії.

Отримання випромінювань для синтезу. Для синтезу необхідно червоний, зелений і синій світлові пучки. Їх можна отримати або від джерела, що випускає забарвлені випромінювання, або від звичайних теплових випромінювачів (ламп розжарювання), екранованих червоним, зеленим і синім світлофільтрами.

Оптичні квантові генератори (лазери). Одним із джерел, що дають випромінювання неохідних кольорів, є оптичні квантові генератори (лазери). Лазери мають збуджені атоми активного середовища переходять на нижчі рівні впорядковано, під впливом стимулюючих цей перехід фотонів. Внаслідок впорядкованості переходу випромінювання висококогерентно, монохроматично.

Газорозрядні джерела Ще одним джерелом є газорозрядні лампи – спектральні лампи, що випускають серії монохроматичних випромінювань (спектральні лінії) за рахунок випромінювання пропускання електричного струму через гази або пари металів. Газорозрядні джерела використовують при юстируванні спектральних приладів.

Лампи розжарювання. Якщо використовуються лампи розжарювання, то смуги пропускання екрануючих світлофільтрів повинні займати одну третину спектру. Це забезпечує достатню яскравість зображень при певних потужностях ламп. Принцип отримання випромінювань, потрібних для аддитивного синтезу кольорів за допомогою світлофільтрів, називається субтрактивним (віднімальним).

Схема синтезу. Аддитивний синтез заснований на уявленнях теорії колірного зору. Для синтезу необхідно три випромінювання, одне з яких найбільшою мірою дратує синєчутливі рецептори, інше – зеленочутливі та третє – червоночутливі. Комбінуючи їх потужності, легко викликати безліч поєднань роздратувань, тобто безліч колірних відчуттів.

Кольори випромінювань, використовуваних для синтезу називають основними. Кількісні характеристики основних кольорів при синтезі, наприклад потужність або яскравість, називають їх кількостями. Отримання заданого кольору змішенням основних, узятих в потрібних кількостях, називається адитивним синтезом.

На рис. 3.1 показана схема аддитивного синтезу на екрані. Основні колори виходять субтрактивно за допомогою проекційних ліхтарів, об'єктиви яких закриті червоним, зеленим і синім світлофільтрами. Для дозування основних використовуються оптичні клини. На екрані змішуються світлові пучки, що пропускаються світлофільтрами і клинами, що дозволяє отримати задані кольори.

Рис. 3.1. Схема адитивного синтеза кольору

За оптичною щільністю полів дозуючих клинів можна розрахувати кількості основних, спрямованих на екран. Якщо, наприклад, за одиницю прийняті потужності пучків при виведених клинах, а в пучках знаходяться поля, що мають оптичну щільність, рівну 0,6; 0,3; 1,3, то основні складаються на екрані в кількостях 0,25; 0,5; 0,05 одиниць. Таким чином можна отримати деякий жовто-зелений колір К_ЖЗ (найбільше роздратування зеленочутливих рецепторів, при меншому червоночутливому і незначному синєчутливому). Позначивши буквами Ч, З і С одиниці кількостей основних, отримаємо умову, при якій їх суміш виявляється зорово тотожною жовто-зеленому кольору К_ЖЗ:

Кількості одиниць основних, необхідні для адитивного синтезу деякого кольору (у нашому прикладі 0,25; 0,5 і 0,05), називають його колірними координатами – червоний (Ч), зелений (З) і синій (С). Це не обов'язково долі одиниці, як у наведеному прикладі: для синтезу деякого кольору, що має велику світлоту, необхідно узяти не 0,25 одиниць, а, наприклад, 2,5. Для зростання координати кольору, що синтезується на екрані, у 10 разів необхідно збільшити потужність лампи у ліхтарі в стільки ж разів.

Колірне рівняння – рівняння, що вказує на рівність кольору з кольором оптичної суміші інших кольорів, узятих у визначеній пропорції.

Результат вимірювання якого-небудь кольору К, вираженого трьома координатами, записується у вигляді колірного рівняння

(3.1)