Стандартные источники излучения и контроль цвета
Распределение световой энергии по спектру
Одним из факторов, определяющих оценку цвета, является спектральная характеристика источника излучения, который эмулируется в контрольно-измерительном оборудовании. О том, какие источники стандартизованы Международной комиссией по освещению и чем руководствоваться при выборе источника для контроля цвета, мы расскажем в этой статье.
Распределение световой энергии по спектру
Наиболее полным описанием светового излучения в колориметрии является график распределения энергии по спектру. Каждый источник света характеризуется уникальным спектральным распределением энергии, от которого зависит воспринимаемый наблюдателем цвет освещенной этим источником поверхности. На рис. 1 представлена спектральная кривая стандартизованного источника D65, имитирующего дневной солнечный свет. Из графика видно, что в спектре D65 превалирует синее излучение, поэтому освещенная им ахроматическая поверхность имеет синеватый оттенок.
Рис. 1. Спектральная характеристика стандартного источника D65
 |
|
Стандартные источники света
Международная комиссия по освещению в разное время стандартизировала источники освещения A, B, C, D и F. Эти источники характеризуются цветовой температурой и графиками распределения энергии по спектру. Цветовая температура, измеряемая в градусах Кельвина, — это температура абсолютно черного тела, при которой оно излучает свет с необходимыми спектральными характеристиками. В современных спектрофотометрах, предназначенных для полиграфии, как правило, эмулируются следующие стандартные источники излучения: A, C, D50, D55, D65, D75, F2, F7, F11 и F12.
Стандартный источник излучения A
Источник освещения A (рис. 2) был стандартизирован в 1931 году и моделирует искусственные источники освещения с цветовой температурой 2856 K, к которым относятся, например, лампы накаливания.
Рис. 2. Спектральная характеристика стандартного источника A
Стандартные источники излучения B и C
Источники освещения B и С также были стандартизированы в 1931 году и моделируют дневной свет. Стандартный источник B с коррелированной цветовой температурой около 4870 K моделирует дневное освещение рассеянным и прямым солнечным светом. Источник С (рис. 3) с цветовой температурой 6770 K моделирует усредненное дневное освещение. Существенным недостатком стандартных источников освещения B и С является значительное расхождение их спектральных характеристик с реальным спектром дневного освещения в УФзоне. Изза этого стандартные источники B и С невозможно использовать для оценки флуоресцентных красящих веществ и вводимых в запечатываемые материалы оптических отбеливателей. В настоящее время вместо них применяют стандартные источники D.
Рис. 3. Спектральная характеристика стандартного источника C
Стандартные источники излучения D
Источники освещения D были стандартизированы в 1964 году с целью более точного моделирования солнечного освещения, чем это позволяли сделать источники C и B. В результате усреднения измерений естественного освещения в разное время суток в различных погодных условиях и в самых разных широтах была определена спектральная характеристика источника освещения D65, имеющего цветовую температуру 6500 K. На основе этой характеристики также были рассчитаны спектральные характеристики для стандартных источников D с другими цветовыми температурами. В полиграфии, кроме D65, нашли применение стандартные источники D50 (рис. 4), D55 и D75 с цветовыми температурами 5000, 5500 и 7500 К соответственно. Первые два имеют по сравнению с D65 желтоватый оттенок, D75 — голубоватый.
Рис. 4. Спектральная характеристика стандартного источника D50
Недостатком источников D является сложность их эмуляции с помощью искусственных источников света. В настоящее время для этого применяются галогенные лампы накаливания с голубым стеклянным фильтром, ксеноновые лампы с фильтром, а также люминесцентные лампы.
Стандартные источники излучения F
Стандартные источники излучения F применяются для моделирования люминесцентных ламп c различными спектральными характеристиками. В спектрофотометрах эмулируются стандартные источники, моделирующие холодный белый свет (F2 — рис. 5), лампы дневного света с широким диапазоном (F7 — рис. 6) и лампы с узким диапазоном (F11 — рис. 7).
Рис. 5. Спектральная характеристика стандартного источника F2
Рис. 6. Спектральная характеристика стандартного источника F7
Рис. 7. Спектральная характеристика стандартного источника F11
|
|
Индекс цветопередачи
Для оценки соответствия спектральных характеристик реальных источников излучения характеристикам стандартизированных источников служит индекс цветопередачи IRC (Color Rendering Index). Значения этого индекса лежат в диапазоне от 1 до 100 единиц: 1 означает полное несоответствие характеристик источников, 100 — их идентичность. При выборе источника света для офисных и производственных помещений, не предназначенных для оценки качества воспроизведения цвета, можно использовать осветитель с индексом IRC около 60 единиц; для помещений, в которых технологически необходимо выполнять визуальную оценку цветовоспроизведения, следует выбирать источник света с индексом IRC не менее 90 единиц.
|
|
Метамеризм
При выборе источника освещения нельзя забывать о явлении метамеризма — визуальной тождественности разных по своим спектральным характеристикам красящих веществ. Метамеризм может наблюдаться в случаях, когда источник излучает в одном или нескольких диапазонах спектра меньше световой энергии, чем ее могут отразить освещаемые объекты. Например, объекты, которые в белом свете имеют чистые синий и зеленый цвета, в красном свете будут выглядеть одинаково серыми.
Другой пример метамеризма проиллюстрирован на рис. 810. На рис. 8 представлены кривые распределения энергии по спектру для источника дневного света (D65) и лампы накаливания (A). Из графиков видно, что источник D65 излучает существенно больше света в фиолетовосиней области спектра, чем лампа накаливания, максимум излучения которой приходится на желтокрасную область. На рис. 9 представлены спектральные кривые отражения двух окрашенных образцов. Если в области 520700 нм кривые отражения этих образцов практически идентичны, то в области 400520 нм второй образец способен отражать больше световой энергии, чем первый. За счет этого при экспонировании образцов источником D65 второй образец будет казаться наблюдателю более синим, чем первый (рис. 10). Однако в свете от лампы накаливания цвета образцов будут восприниматься как идентичные (рис. 11), поскольку такая лампа испускает мало излучения с длиной волны 400520 нм, уравнивая отражение от обоих образцов в этом диапазоне спектра.
Рис. 8. Спектральные характеристики источника дневного света (D65) и лампы накаливания (A)
Рис. 9. Спектральные кривые отражения окрашенных образцов
Рис. 10. Спектральные кривые отражения образцов при экспонировании источником D65
Рис. 11. Спектральные кривые отражения образцов при экспонировании источником A
|
|
Выбор источника света
В современных спектрофотометрах, как правило, эмулируется несколько стандартных источников света. Для контроля цвета в процессе репродуцирования рекомендуется использовать тот источник, который лучше всего моделирует условия освещения, в которых будет продаваться печатная продукция. Например, для контроля печатной упаковки товаров, которые будут продаваться в супермаркетах, следует использовать источник, моделирующий освещение флуоресцентными лампами, а для контроля цвета наружной рекламы целесообразно применять источник, близкий по спектру к дневному свету. В идеальном случае, когда известна марка ламп, используемых в торговых точках, можно получить у производителя информацию об их спектральных характеристиках и подобрать наиболее близкий по спектру стандартный источник освещения.
Наиболее сложный для контроля цвета случай — изделия, выполненные из нескольких разных материалов, запечатанных различными по составу красками. Перед тем как запускать такое изделие в производство, следует убедиться в отсутствии метамеризма, выполнив серию спектрофотометрических измерений с использованием возможных источников света.
В статье использованы иллюстрации компании XRite.
|
|