Wykad 11

(1)

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak, prof. uczelni

11. Opis barwy; cechy psychofizyczne barwy; indukcja

przestrzenna i czasowa; widmo bodźca a wrażenie barwne; wady postrzegania barw; testy Ishihary

http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/

Miejsce konsultacji: pokój 27 bud. A-1; terminy: patrz strona www

(2)

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Opis barwy

Barwa psychofizyczna – scharakteryzowanie bodźców świetlnych, wywołujących wrażenie barwy.

Barwa

ODRÓŻNIENIE BARW

Barwa postrzegana – opisanie cech charakteryzujących wrażenie, jakie powstaje w umyśle.

(3)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

(4)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Cechy psychofizyczne barwy

Odcień (ton, kolor), (hue):

- barwy chromatyczne; - (barwy achromatyczne).

Jasność (lightness; odnosi się do powierzchni

oświetlonych), jaskrawość (brightness; w odniesieniu do promieniowania wprost ze źródła promieniowania) [walor, value].

(5)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Cechy psychofizyczne barwy

Chromatyczność (chromaticness) –

udział promieniowania chromatycznego w mieszaninie z achromatycznym;

Barwność (chromacity) –

(6)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Barwa postrzegana - wrażenie barwy

Barwa swobodna (barwa w polu fotometrycznym) –

obserwowana np. przez otwór w przesłonie, nie zlokalizowana pod względem głębokości ani nie postrzegana w związku z żadnym otoczeniem, przedmiotem.

Barwa w zwykłym polu widzenia – barwa

postrzegana w odniesieniu do powierzchni

przedmiotu, określana jako barwa ciała. To wrażenie barwy ciała związane jest z postrzeganiem kształtu, wymiaru, odległości itp. (plus pamięć!).

(7)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Barwa ciała

Indukcja przestrzenna – wynika z kontrastu

równoczesnego (współczesnego; simultaneous); stąd

adaptacja

;

(Wrażenia barw takich, jak: oliwkowe,

granatowe, brązowe nigdy nie odbiera się w warunkach obserwacji swobodnej).

Indukcja czasowa (kontrast następczy) –

(8)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Próg różnicy barwy

Wrażenie barwy, jak wszelkie wrażenia zmysłowe,

nie zmienia się w sposób ciągły przy ciągłej zmianie wywołującego je bodźca.

Zmiana barwy bodźca staje się dostrzegalna dopiero po przekroczeniu przez nią pewnej wartości, którą przyjęto za miarę najmniejszej różnicy wrażenia.

(9)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Próg różnicy odcienia

(10)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Próg różnicy nasycenia

Badania L. Martina liczby progów

w funkcji długości fali

składowego promieniowania

(11)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

Barwa postrzegana

Według W. Abneya wyraźne zmiany widma występują również, gdy bez zmiany długości fali i luminancji zmienia się czystość.

Prawo Bezolda-Bruckego:

W zakresie widzenia fotopowego wraz ze zmianą jaskrawości zachodzą zmiany barwy postrzeganej.

(12)

Fotometria i kolorymetria

Pomiar barwy

Wizualna (subiektywna) – gdy odbiornikiem

promieniowania jest oko;

Fizyczna (obiektywna) – gdy użyjemy jako

odbiornika niezależnego detektora,

zamieniającego energię promieniowania na inną wielkość fizyczną (mechaniczną, elektryczną).

(13)

Fotometria i kolorymetria

Pomiar barwy

Fotometria heterochromatyczna

Oznaczanie i porównywanie wielkości świetlnych dla różnych barw to jest odpowiadających promieniowaniu o różnej długości fali.

Sposoby porównywania wizualnych luminancji światła o różnych długościach fali (różnych odcieniach barw):

• Założenie, że przy równych luminancjach równe są ostrości widzenia; • Porównywanie stopniowe poprzez kilka porównań o małych różnicach odcienia;

(14)

Fotometria i kolorymetria

Pomiar barwy

(15)

Fotometria i kolorymetria

Pomiar barwy

(16)

Fotometria i kolorymetria

Pomiar barwy

Skuteczność świetlna

Związek strumienia świetlnego (odnoszącego się standartowo do widzenia fotopowego) ze strumieniem

energetycznym:

 



V

d

K





e







_max

(17)

Fotometria i kolorymetria

Pomiar składowych trójchromatycznych

- pole fotometryczne musi być ograniczone do paru stopni kątowych;

- indywidualne różnice między obserwatorami powodują duże rozbieżności wartości przy odtwarzaniu promieniowania umownie achromatycznego.

Metoda doświadczalnego wyznaczania składowych trójchromatycznych w kolorymetrze:

(18)

Fotometria i kolorymetria

Zasadniczym celem takich pomiarów wzrokowych jest

ustalenie skal fizycznych pozwalających na przeliczanie wartości, wyrażonych w jednostkach mocy, na jednostki trójchromatyczne. Stosunek wzajemny tych jednostek zmienia się z długością fali, więc skale takie maja postać funkcji długości fal.

Rolę takich skal pełnią

składowe trójchromatyczne składników

monochromatycznych widma równoenergetycznego =

składowe trójchromatyczne widmowe.

Oznaczenia:

_r

 



_g

 



 

_

(19)

Fotometria i kolorymetria

Znając składowe widmowe jednostkowe odniesione do określonej stałej wartości mocy promieniowania i wyrażone w jednostkach trójchromatycznych układu obserwatora normalnego, można wyrazić w jednostkach trójchromatycznych każde promieniowanie złożone:

   





r

d

R





780

380

(20)

Fotometria i kolorymetria

Oczywiście, stosuje się tez wzory sumacyjne, w szczególności dla pasm o równej szerokości:

   







r

R







780 380

Składowe trójchromatyczne widmowe, przyjęte przez CIE w 1931 r. zostały oparte na materiale doświadczalnym Wrighta i Guilda.

(21)

Fotometria i kolorymetria

Opis barwy

(22)

Fotometria i kolorymetria

Wady postrzegania barw

Daltonizm – niedobór lub brak jednego lub więcej rodzajów czopków (8%

mężczyzn i 0,3% kobiet)

Deuteranomalia – niedobór czopków zielonych (D, G, M, Y) - 5% mężczyzn i 0,2% kobiet

Deuteranopia - brak czopków zielonych (1% mężczyzn i 0,02% kobiet)

Protanomalia, protanopia - niedobór (brak) czopków czerwonych (P, R, L, X) (1% mężczyzn i 0,02% kobiet)

Tritanopia – brak czopków niebieskich (T, B, S, Z) (0,001% mężczyzn i 0,001%

kobiet)

(23)

Fotometria i kolorymetria

(24)

Fotometria i kolorymetria

Testy pseudizochromatyczne

(25)

Fotometria i kolorymetria

(26)

Fotometria i kolorymetria

(27)

Fotometria i kolorymetria

(28)

Fotometria i kolorymetria

(29)

Fotometria i kolorymetria

(30)

Fotometria i kolorymetria