в чем измеряется черный цвет
Измерение цветов или что такое колориметрия
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:
Процессы смешения цветов
Первый процесс предусматривает такие подвиды:
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.
В чем измеряется черный цвет
ГОСТ Р 52662-2006
(ИСО 7724-2:1984)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Paint materials. Colorimetry. Part 2. Colour measurement
Дата введения 2008-01-01
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная компания Ярославский лакокрасочный институт» (ЗАО «НПК ЯрЛИ») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК385 «Материалы лакокрасочные на природных связующих. Растворители. Сиккативы. Вспомогательные материалы. Тара, упаковка, маркировка и транспортирование лакокрасочных материалов»
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)
0 Введение
Настоящий стандарт, входящий в серию стандартов на колориметрию, распространяется на лакокрасочные материалы и устанавливает инструментальный метод определения цветовых характеристик и цветовых различий пигментов, пигментированных лакокрасочных материалов и покрытий.
Серия стандартов на колориметрию состоит из следующих стандартов:
Методы инструментального определения координат цвета и цветовых различий предназначены для:
а) объективной оценки цветовых различий между образцами;
б) объективной оценки цвета;
в) определения отклонений в цвете при изготовлении окрашенных изделий;
г) объективного описания цветовых изменений, вызванных влиянием атмосферных условий, а также других химических или физических воздействий.
1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения цвета пигментов, пигментированных лакокрасочных материалов и покрытий. Данный метод применим только для лакокрасочных покрытий с явной цветовой однородностью. Лакокрасочные покрытия, которые не полностью укрывают непрозрачную подложку, представляют собой непрозрачную систему и их цвет может быть измерен с использованием методов, приведенных в настоящем стандарте.
Настоящий стандарт не распространяется на люминесцентные лакокрасочные покрытия, прозрачные или полупрозрачные лакокрасочные покрытия на прозрачной окрашиваемой поверхности (например для реклам или ламп), световозвращающие лакокрасочные покрытия (например для дорожных знаков) и лакокрасочные покрытия с металлическим эффектом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений
ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений
ГОСТ Р ИСО 5725-4-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 4. Основные методы определения правильности стандартного метода измерений
ГОСТ Р 51694-2000 Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия
ГОСТ Р 52489-2005 Материалы лакокрасочные. Колориметрия. Основные положения
ГОСТ Р 52490-2005 Материалы лакокрасочные. Колориметрия. Расчет цветовых различий
ГОСТ 7721-89 Источники света для измерений цвета. Типы. Технические требования. Маркировка
ГОСТ 8832-76 Материалы лакокрасочные. Методы получения лакокрасочного покрытия для испытаний
ГОСТ 9980.2-86 Материалы лакокрасочные. Отбор проб для испытаний
ГОСТ 29319-92 Материалы лакокрасочные. Метод визуального сравнения цвета
3 Основные положения
а) методом измерения спектральных фотометрических характеристик (спектральных коэффициентов отражения) лакокрасочных покрытий при помощи спектрофотометра и расчета значений координат цвета;
Надстрочная звездочка у координат L*, а*, b* обозначает, что эти величины вычисляют по координатам , , , приведенным к координатам идеального рассеивателя для избранного источника освещения.
4 Выбор освещения и условий наблюдения
Необходимо выбрать освещение и условия наблюдения по ГОСТ Р 52489 с учетом текстуры поверхности, свойств испытуемого образца и информации, которую необходимо получить при измерении.
4.1 Образцы с гладкой нетекстурированной поверхностью
Все условия измерения, указанные в ГОСТ Р 52489, пригодны для определения координат цвета образцов с гладкой нетекстурированной поверхностью.
Для высокоглянцевых покрытий могут быть получены сравнимые значения координат цвета при измерении с помощью интегрирующей сферы без ловушки зеркальной составляющей с учетом поверхностного отражения.
Для всех других образцов выбор условий измерения зависит от того, включено зеркальное отражение в измерение или нет (ГОСТ Р 52490).
4.1.1 Измерения, включающие зеркальную составляющую
Используют геометрии измерения 8/d или d/8 (без ловушки зеркальной составляющей для двух геометрий).
4.1.2 Измерения, исключающие зеркальную составляющую
Используют геометрии измерения 8/d или d/8 (с ловушкой зеркальной составляющей для двух геометрий) или 45/0 или 0/45.
4.2 Лакокрасочные покрытия с текстурированной поверхностью
4.2.1 Измерения, включающие зеркальную составляющую
Для спектральной характеристики лакокрасочных покрытий с текстурированной поверхностью (например структурированные покрытия) используют геометрии измерения 8/d или d/8 (без ловушки зеркальной составляющей для двух геометрий).
4.2.2 Измерения, исключающие зеркальную составляющую
Для матовых образцов и образцов с низким блеском используют геометрии измерения 8/d или d/8 (с ловушкой зеркальной составляющей для двух геометрий). Выборочно можно использовать геометрии измерения 45/0 или 0/45, если образец поворачивают во время измерения, или геометрию измерения 45/0 в случае, если освещение тороидальное или под двумя пучками света под углом 90° друг к другу.
5 Выбор стандартного наблюдателя и стандартного источника освещения
Рекомендуется стандартный наблюдатель 1964 г. (10°-ная угловая апертура); стандартный источник освещения предпочтителен согласно [1].
Для определения показателя метамерии определяют различие в цвете образцов при замене источника освещения А на источник освещения в соответствии с ГОСТ 29319.
Использование источника освещения С должно быть отражено в протоколе испытаний (ГОСТ 7721).
6 Аппаратура
Для высокоточной колориметрии следует использовать одно- или двухлучевые спектрофотометры (последние более предпочтительны), оснащенные призменным или дифракционным монохроматором и фотометрической головкой, удовлетворяющей условиям освещения и наблюдения, выбранным в соответствии с разделом 4.
Измерение цвета
Рис.1 Колориметрический метод. Цветовые части света: красный, зелёный,синий регистрируются тремя фотосенсорами
Рис.2 Спектральный денситометр
Измерение цвета — раздел колориметрии, объективный способ определения характеристик светового потока исходящего от источника видимого света (объекта) с применением оптических устройств (приборов) с целью исключения субъективного фактора — зрительного ощущения от действия света.
В настоящее время при измерении цвета, после оцифровки его характеристик, информация о цвете обрабатывается, передаётся без образца с помощью цифр. Другое важное применение (полиграфия) — измерение цветовых различий между образцом и пробным печатным оттиском для обеспечения качества печати. Измерение цвета является основой для составления нормативных материалов, подбора красок (очень важно при ремонте автомобилей при покраске отдельных мест).
Существуют два основных метода измерений:
Содержание
Введение
Видимые цвета различаются нами при достаточной освещённости. Илучаемый свет состоит из спектра видимых электромагнитных волн. Длина одной волны соответствует одному цвету.
Восприятие и ощущение цвета непостоянно, и существенно зависит от совокупности физических, физиологических и психологических факторов. В то время как мы легко можем улавливать цветовые различия между двумя смежными цветовыми тонами (оттенками), то запоминать цвет в точности, узнавать его и сравнивать — сложная, порой неосуществимая задача. Поэтому, в век высоких технологий не приходится рассчитывать на наш визуальный способ оценок цветов и его оттенков. Сейчас цвет измеряется промышленным способом с применением чувствительных точных приборов и приспособлений, которые точно определяют цвета для воспроизведения их и прменения в науке, технике, искусстве не завасимо от наших ощущений. Сейчас дизайнерами, художниками и учёными создаются и увеличиваются каталоги цветов, которые получают всё новые названия при их аттесации приборами (колороиетрическими и спектральными) с последующей регистрации для применений в качестве новых красителей и при необходимости их восстановления или опопознания.
Синтез цвета
Наше субъективное восприятие цветов основано на главных понятиях синтеза цветов:
Различают первичные (основные) и вторичные (дополнительные) цвета.
Смешение трёх основных цветов даёт белый цвет.
Если смешивать два основных цвета, то получим один из трёх дополнительных цветов.
Смешение трёх дополнительных цветов даёт коричневато чёрный цвет, а не нейтрально чёрный, что используется художниками, полиграфистами. Краски, красители — это среды, которые отражают лучи света, а вычитание из белого цвета отдельных его спектральных составляющих (красных, зелёных, синих излучений основного цвета) называемое субтрактивным синтезом цвета предполагает фильтрацию его абсолютно чистыми фильтрами, имеющими насыщенные цвета. Полностью насыщенный цвет пропускает или отражает не более двух первичных цветов. Откуда, субтрактивный синтез цвета находит широкое применение в полиграфии, живописи, цветной аналоговой фотографии (с фотоматериалами с фотоэмульсионным слоем).
Аддитивный синтез цвета
Рис.1 Спектр смешения цветов: красного, зелёного, синего
Рис. 2 Схема аддитивного смешивания света
Аддитивный синтез цвета— метод смешения основных, аддитивных цветов цветов, основанный на сложении, то есть цветов непосредственно излучающих объектов. Метод основан на особенностях строения зрительного анализатора человека, в частности на таком явлении как метамерия. Смешивая цвета можно воспроизвести любой воспринимаемый человеком цвет. Согласно науке о цвете, любой цвет может быть создан из суммы трех любых цветов, каждый из которых не может быть создан сочетанием двух других. [1]
На рис.1 показаны результаты смешения трёх аддитивных цветов RGB. Три основные спектральные цвета смешанные поровну создают белый цвет. При смешении этих цветов яркость их изменяющаяся и складывается. Цвет, полученный в результате аддитивного синтеза всегда ярче, чем каждый отдельный цвет до смешивания.
В результате (рис.1, 2)имеем:
Например, цветной телевизор — типичный пример аддитивного синтеза цвета.
Субтрактивный синтез цвета
Рис. 3 Схема субтрактивного синтеза в CMYK
Рис. 4 Таблица смешения цветов
Четырёхцветная автотипия (CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, Key colour) — субтрактивная схема формирования цвета, используемая прежде всего в полиграфии для стандартной триадной печати. Схема CMYK, как правило, обладает сравнительно небольшим цветовым охватом.
Субтрактивный синтез физических цветов (рис. 3) — прямая противоположность аддитивного синтеза основных спектральных цветов. Вторичные спектральные цвета:
смешанные в субтрактивном синтезе цвета, являются дополнением первичных цветов, смешанных в аддитивном синтезе цвета, как показано в таблице (Рис. 4) результатов смешивания:
Пурпурный + жёлтый = красный Голубой + жёлтый = зелёный Голубой + пурпурный = синий Голубой + пурпурный + жёлтый = коричнево-чёрный
При смешения двух первичных цветов создаются вторичные цвета. В итоге смешения двух вторичных цветов, далее, создаётся первичный цвет. При смешивании основных вторичных цветов поровну создаётся физический чёрный цвет. Цвет, полученный от вторичных цветов, всегда будет темнее, чем цвета, которыми они создаются.
Колориметрические системы и колориметрия
Стандартные цветовые величины XYZ
Рис. 5 Тип оранжевого цвета для стандартных цветовых градаций стандартного света от источника D 65 и угла наблюдения 10°.
Стандартные зависимости спектральных величин являются базой для любого арифметического вычисления цветов путем измерения. При помощи колориметра функции представлены в виде стандартных цветовых градаций XYZ для набора любого цвета. Стандартные цветовые величины XYZ используются для расчета всех других колориметрических показателей, как, например, L*a*b* и L*u*v*. Стандартные цветовые величины XYZ приводят к определённому, конкректному арифметическому описанию цвета. Например, найденый тип оранжевого цвета характерен для стандартных цветовых градаций XYZ из условий стандартного света от источника D 65 и угла наблюдения 10° в виде результата: (см. рис. 5).
Стандартная таблица цветов CIE
Известно, что стандартные цветовые градации XYZ были не достаточно ясными, и не обеспечивали получения изображений и оттенков более высокого качества, а также более яркие цвета. CIE пыталась обойти этот недостаток, создавая стандартную таблицу цветов CIE, где показывала координаты компонентов стандартных цветовых величин x и y.
Координаты цвета x и y были дополнены стандартной хроматической величиной Y, которая описывает яркость цвета. Это создаёт цветовое пространство с координатами Yxy, в которых цветовая точка одного любого цвета фиксируется тремя величинами, характеристика, которая также отличается более новыми цветовыми моделями CIELAB и CIELUV.
Цветовые компоненты подсчитываются по формулам:
X= 
У=
и находятся в пределах от 0 до 1. Y будет колебаться в пределах: от 0 для чёрного цвета и 100 — для белого.
Оранжевый цвет имее такую градацию:
Y = 34,51 x = 0,569 у = 0,400
Цветовые модели CIELAB и CIELUV
Определение цветовой точки в пространстве
В 1976 году CIE доработала колориметрические системы с двумя новыми стандартизированными цветовыми пространствами:
Цветовые модели CIELAB и CIELUV в настоящее время являются главными цветовыми пространствами для анализа и описания физических цветов. Формулы для подсчёта L*a*b*, L*u*v* и их полученные полярные координаты L*C*h* были определены в 1990 году с новой версией стандарта DIN 5033-3. Стандартные цветовые величины XYZ снова формируют базу для расчетов.
L*a*b* — цветовые градации в цветовом пространстве и определяются:
Значения а* являются отрицательными на зеленом участке и положительными на красном. Аналогичным образом значения b* являются отрицательными на синем участке и положительными на жёлтом. a и b равны нулю в бесцветном центре круга CIE.
Насыщенность С также равна нулю в центре и увеличивается во всех направлениях по мере перехода от центра. В цветовом пространстве CIELUV цветовые координаты а* и b* были заменены координатами u* и v*. L* имеет одно и то же значение для обоих цветовых пространств.
Пример (параметры замера) с оранжевым цветом при его измерении по новыой мтодике:
Цветовые различия между номинальными и реальными образцами
Рис.3,Нахождение величины координат дельта D(ΔE)
Рис.4,Определяемые величины ΔE —различий яркости,насыщенности, различий в цвете
Цветовые пространства L*a*b* и L*u*v* обладают преимуществом в представлениях цветовых различий, для равнорасположенных случаев при восприятии цветов одноимённых, но представленных для параллелного рассмотрения в двух вариантах: образцами номинальными и такими же реальными образцами цветов. Это делает оценку цветовых различий между номинальными и реальными образцами более лёгкой.
Способ оценки цветовых различий двух таких вариантов является основой для оценки качества цвета. Это относится ко всем областям деятельности, производства, а также к применению цветов в первую очередь в полиграфии.
Постоянно растущие запросы к качеству цветов, к стабидности и надёжности поставляемых красок в соответствии с принятыми нормативами, идентификации воспроизведения цветов разными производителями обеспечиваются специальными процессами и современной технологией измерения.
Количество цветовых различий определяется с помощью величин «дельта» — D (на рис.3 это — (ΔE)). Определяемые величины D являются разницей между номинальными и реальными значениями. Все величины измерения цвета могут выражаться как значения приращений D. Пример: (см. рис.4)
Метамерия
Метамерия — свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета.
Метамерия важна в выборе цвета для текстиля, в полиграфии (печатаемые цвета), особенно в случаях печатания специальными красками, которые должны обладать возможно малой метамерией.
Способы замера цветов
Способы замера цветов описаны в Стандарте DIN 5033.
Колориметрический метод
Ограничения, имеющиеся у данной системы, заключаются в неполном моделировании нескольких типов света, в нехватке величин спектрального отражения и измерения метамерии.
Спектральные методы
Рис.4,Кривая отражения R спектрофотометра содержит всю информацию об измеряемом цвете
Современные измерителные средства измерения цвета (см. рис.2)(например, спектроденситометр SD 620 может быть использован для различных цветовых измерений путем свободно выбираемых измерительных фильтров) — спектрофотометры измеряют величины отражения видимых лучей по всей видимой области спектра. Для этого весь измеряемый спектр делится на участки с полосой пропускания 10-20 nm. Каждый участок представляет одну величину отражения. В новейших измерительных устройствах модули матричного диода (grid или grated-array-diode) или модули фильтра-диода (filter-diode) вызывают спектральную составляющую измеряемого света, отражённого образцом, лучи которого попадают на разделённые секции. Дифракционная сетка модуля матричной сетки-диода рассекает свет и проектируется на диодную матрицу с предпочтительным количеством 256 расположенных рядом диодов (пикселей). Сначала электронные элементы увеличиваются, переводятся в цифровую форму, оцифровываются и далее системой АЦП оценивают сигналы высокого разрешения, производимые несколькими диодами. Начальным результатом спектрального измерения является получаемая серия измеряемых величин отражения, которые представляются в виде графиков кривых измеряемого спектра отражения.
В итоге величины отражения и графики отражения предоставляют полную информацию об измеренном цвете (см. рис.4). Стандартные цветовые величины XYZ воспроизводятся с помощью специальных вычислений, так называемой валентно-метрической оценки. Этот процесс соотносится с кривыми отражения и стандартными функциям спектральных величин.
Приборы для измерения цвета
В настоящее время методы и средсва для измерения цвета вышли на совершенно новый уровень. Фирма Techkon GmbH (германская фиома) создала целый ряд измерительных устройств и программ для цветовых измерений в полиграфическом производстве, где очень высокий спрос на методы и приборы в данной области. Устройства измерения цвета находятся в постоянном развитии и совершенствовании. В производственной программе имеются ряд устройств для денситометрических и спектрофотометрических измерений на оттисках. Посредством программного обеспечения TECHKON ExPresso на базе операционной системы Windows на экране дисплея незамедительно показываются все необходимые данные измерений, непосредственно, с помощью которых можно точно управлять полиграфическим оборудованием печати (в том числе и цветной). В результате сокращается время наладок, уменьшается сервис при работе и повышается качество печати.