Színekről világítástechnikusoknak

Schanda JánosVirtuális Környezet és Fénytani

LaboratóriumPannon Egyetem

Pannon EgyetemVirtuális Környezetek és Fénytani Laboratórium

Mi a szín? észlelet, mely az agyban

keletkezik; színinger, mely a környezetből

érkező, a szemünkbe bejutó elektromágneses sugárzás látható része;

érzéklet, az érzékelő sejtekben kiváltott ingerület.

Színes fények keveréke

Additív színkeverés

Az észlelet a látórendszerünk-ben keletkezik

Színkeverés a monitorban

vörös, zöld, kék fénypor sugárzásánakkeveréke adja a színes fényingert a monitoron.

A szín észlelet Az agyban keletkezik. A színingerek időbeni és térbeni

kölcsönhatása az inger hatását, az észleletet módosítja. Példák: háttér hatása színkontraszt asszimiláció színkülönbség észlelése

Háttér hatása

Színkontraszt

Asszimiláció

A színkülönbség észlelete

A háttér hatása az észlelt színkülönbségre

Színes utókép

Tematika Az emberi színlátás mechanizmusa A színinger objektív meghatározása

fényforrások színi jellemzése Magasabbrendű színtan

színi adaptáció, áthangolódás; Színvisszaadás; szín megjelenés.

A szem szerkezete

A retina szerkezete

Csapok és pálcikák

Csapok eloszlása a foveában

Normál színlátó

Csapok és pálcikák eloszlása a retinában

A három csap típus színképi érzékenysége

350 450 550 650 750

wavelength, nm

L-cone

M-cone

S-cone

Ép színlátás

Antagonisztikus színcsatornák és avilágossági csatorna

Színlátási rendellenességek Dichromát

protanope deuteranope tritanope

Anomális trichromázia protanomalia deuteranomalia tritanomalia

Monochromat csap monochromat pálcika monochromat

1,00 % 0,02 %

1,10 % 0,01 %

0,002 % ? %

A színtévesztés alaptípusaiPro

Tritanóp

Az ingerület útja a szemtől az agyig

Neurális út - 1

Akromatikus csatorna: L + M csap jel spektrális érzékenység: VM(l)

flicker fotometria kis lépések világosság összehasonlítás jó térbeli felbontás

Gyors észlelés Neuronok a magnocellularis réteghez

Neurális út - 2

Színi csatornák Parvocellularis neurális ingerületvezetés az

ikertestekhez (Lateral Geniculate Nucleus, LGN)

(L+M) < - > S; L < - > M csatorna jel processzálás lasúbb téri felbontás nem nagyon jó

Mezopos fotometria

Fénysűrűség tartomány

10-3 cd/m2 < 3 cd/m2 Csap – pálcika kölcsönhatás Látóélességet a mezopos

tartományban is a foveális látás szabja meg

Világosság értékelés: equivalens fénysűrűség

Szabványos színképi érzékenységi görbék

350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

wavelength, nm

V´(l)

y(l)10

Színinger metrika Színinger-megfeleltetés A CIE (Nemzetközi Világítástechnikai

Bizottság) színinger-mérő rendszerei R,G,B alapszíningerek XYZ színminger metrika

2°-os észlelő 10°-os észlelő

x,y-színinger diagram egyenletes közű színinger-terek

Az additív színegyeztetés

alapkísérlete ö s s z e h a s o n l í t óf é n y f o r r á s o k

v i z s g á l a n d ó f é n y f o r r á s

i n t e n z i t á s t s z a b á l y o z óf é n y r e k e s z

CIE színingermetrika, 1 A színinger-egyenlet feltételei:

2° osztott látómező, központi fixálás, sötét környezet.

Alapszíningerek (megfeleltető, refrencia, primér ingerek, -stimulusok):

vörös (R): 700 nm, 1 cd/m2

zöld (G): 546,1 nm, 4,5907 cd/m2

kék (B): 435,8 nm, 0,0601 cd/m2

C R G B ( ) + ( ) + ( )R G B

Színingermegfeleltető függvények

-0,15-0,10-0,050,000,050,100,150,200,250,300,350,40

350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

hullámhossz, nm

R( )G( )B( )

A színinger-megfeleltetés additív

C r( 1 1) ( ) + g ( ) + b ( )1 1 R G B é s

C r( 2 2) ( ) + g ( ) + b ( )2 2 R G B a k k o r :

C C r r( ( ( ) 1 2 1 2) + ) ( ) + ( g + g ) ( ) + ( b + b ) ( )1 2 1 2 R G B

Additivitás: összetett színkép

R k P r

G k P g

B k P b

( ) ( )

380 nm

780 nm

380 nm

780 nm

380 nm

780 nm

Additivitás: összetett színkép Leírás integrálok formájában

nm 780

nm 380

nm 780

nm 380

nm 780

nm 380

,d)()( ,d)()(

gPkGrPkR

X,Y,Z színinger tér: CIE 1931 szabványos színinger-észlelő

1. Az equienergetikus színkép színinger-összetevői azonosak legyenek.

2. A fotometriai információt egyetlen színinger-összetevő, (Y), hordozza (ha sugársűrűséget mértünk, úgy a fénysűrűséget kapjuk). Azaz az Y() = V().

3. Az összes reális színinger színinger-összetevői a színingertér első negyedében feküdjenek, s olyan kicsinyek legyenek, amennyire csak lehetséges.

RGB - XYZ matrix transformáció

59427,505651,000000,0

06010,059070,400000,1

13016,175175,176888,2

Az inverse transformació: 0,41846 -0,15866 -0,08283

-0,09117 0,25243 0,01571

0,00092 -0,00255 0,17860

A CIE 1931 színinger-megfeleltető függvények

A színinger-összetevők értéke

A z S ( ) s p e k trá lis e lo s z lá s ú s u g á rz á s

s z ín in g e r -ö s s z e te v ő i:

X k S x Y k S y

Z k S z

( ) ( ) , ( ) ( ) ,

( ) ( )

3 8 0 n m

7 8 0 n m

3 8 0 n m

7 8 0 n m

3 8 0 n m

7 8 0 n m

h a k = 6 8 3 lm /W , a k k o r fo to m e tr ia i a d a to k a t

k a p u n k .

Felület/test színingerek mérése Sugársűrűségi tényező (b l)= Lrefl (l)/Lbe (l) Színinger-összetevő:

nm 780

nm 380

nm 780

nm 380

nm 780

nm 380

d)()()(

,d)()()( ,d)()()(

ySkYxSkX

Színességi koordináták

ahol x + y + z = 1

(inger-)

diagram

színességi

diagram

CIE 1931 és 1964 szabványos színingermérő észlelők

wavelength, nm

0,00E +00

5,00E -01

1,00E +00

1,50E +00

2,00E +00

2,50E +00

350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

MacAdam ellipszisek The CIE x,y

diagram színinger-megkülön-böztetési ellipszisek-kel

Szabványos sugárzáseloszlások

Felület (test) színingerek mérése A visszaverés etalonja:

Tökéletesen visszaverő diffúzor A szórt visszaverési tényező másodlagos etalonjai

Préselt BaSO4 por-tabletta “ halon" fehér etalon

Szabványos mérési geometriák 45°/merőleges irányított visszaverési tényező (reflectance

factor) diffúz/merőleges visszaverési tényező, tükrös komponenst

belemérve/kiküszöbölve merőleges/diffúz, visszaverési tényező, tükrös komponenst

belemérve/kiküszöbölve

CIE 1976 (L*a*b*) szín(inger)tér,

CIELAB színtér

L* 116(Y/Yn)1/3 - 16

a* 500 ( X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3

b* 200 (Y/Yn)1/3 - (Z/Zn)1/3

ha X/Xn > 0,008856

Y/Yn > 0,008856

Z/Zn > 0,008856

CIE 1976 a,b színinger-különbség és összetevői

Színinger-különbség: Eab (L*)2 + (a*)2 + (b*)21/2

CIE1976 a,b króma: Cab* (a*2 + b*2)1/2

CIE 1976 a,b színezeti szög:

ha arctan (b*/a*)

CIE 1976 a,b színezeti különbség:

Hab* (Eab*)2 - (L*)2 - (Cab*)21/2

Munsell rendszer képe

Az NCS színtér

A Coloroid színtér alakja

Különböző hőmérséklet fogalmak

Valódi hőmérséklet

Sugárzási hőmérséklet

Eloszlási hőmérséklet

színhőmérséklet Korrelált színhőmérséklet

Fényforrások színi jellemzése Fény(forrás) színinger-mérése

színességi koordináták (domináns hullámhossz – gerjesztési

tisztaság) színhőmérséklet korrelált színhőmérséklet

Fényforrás színképe színvisszaadás

(inger-)

diagram

színességi

diagram

Korrelált színhőmérséklet Azonos korrelált színhőmérsékletű vonalak

(az u,v-diagramban merőlegesek a Planck görbére)

Fényforrások színi jellemzése Fény(forrás) színinger-mérése

színhőmérséklet korrelált színhőmérséklet

Színvisszaadás Az észlelt felület-szín függ a

megvilágító színképi teljesítményeloszlásától

színi áthangolódás: von Kries törvény, Bradford transzformáció, leírás az észleletet követő színrendszerben

Színi áthangolódás - 1

Két sugárzó színképe, melyek színingerpontja azonos

Spetrális teljesítményeloszlás

350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900

hullámhossz, nm

A két sugárzó színpontja és a velük megvilágított minta színpontjai

0.300 0.350 0.400

3-line

Színvisszaadási index

Minták színmegjelenése összehasonlítva ideális fényforrással

történő megvilágítás alatt látható színmegjelenéssel Ideális fényforrás, a vizsgálandóval azonos korrelált

színhőpmérsékletű: 5000 K alatt: Planck sugárzó 5000 K felett nappali (Daylight, természetes) sugárzáseloszlás

Minták: 8 + 5 Munsell színminta von Kries színi áthangolódás Színinger-különbség U*,V*,W* térben

Ri =100-DEi, Ra = S(Ri )/8, i= 1 ... 8

A színvisszaadás számítás folyamatábrája

Ref.illuminant

source

test sourceU*V*W* transf.

Test smpls.

illum.

test smpl.

Test smpls.

illum.

ref. illum.

U*V*W*

Colour

Chrom.

adapt.

A színvisszaadás aktuális kérdései Színhűség: legkisebb eltérés az

egyes színeknél a referencia fényforrás alatt látott színtől

Preferált színvisszaadás: A látvány legyen kellemes, „természetes”, „élénk”

Főbb színvisszaadási modelek CIE 13.3: jelenlegi szabvány nCRI: színhűséget leíró model CQS (Color Quality Scale):

színminőséget leíró skála, preferenciát is figyelembe vesz: nagyobb telítettség kedvező, túlzottan sárgás vagy kékes fehér színt bünteti

Kísérleti módszerek Doboz kísérlet:

színhűség

Kísérleti szoba: színpreferencia

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

Colour shift in CAM02-UCS space - Full set (200)(o:- reference, Open end:- tested)

2 x 90 minta:• Nagy és kis

színállandósággal• + 4x20 bőr szín• CIECAM02

színmegjelenési model

• Négyzetes átlagolás• Nem-lineáris DE-Ri

transzformáció

Színpreferencia vizsgálatok

Abszolút preferencia természetes tárgyak esetén

Relatív preferencia lépek esetén

Kérdések: élénkség természetessé

g preferencia

fényforrás Megvilágí-tás, lux

L-00 Incandescent 721

L-01 RGB-LED 716

L-02 CFL 684

L-03 Ph-LED 682

L-04 P/L LED-bulb 690

Preferencia: természetes tárgyak

Naív és szakértő észlelők

Preferencia kísérleteke

Kérdések: természet

es élénk preferált

Naturalness, all

L-00 L-01 L-02 L-03 L-04

light source

Vividness, all

L-00 L-01 L-02 L-03 L-04

light source

Tárgyaktól való függés: portré virágok gombolyago

Világosság - fénysűrűség viszony A fénysűrűség nem a világosság

korrelátuma Fénysűrűség csak az akromatikus

világosságot írja le Ware-Covan korrekció:L** = log(L) +C

C=0.256 - 0.184y - 2.527 xy + +4.656x3y + 4.657xy4

Azonos fénysűrűség által keltett világosság észlelet

CIECAM02 modell

Bemenő mennyiségek: Jel színinger összetevői Megvilágító színinger összetevői Fehér pont Y színinger összetevője Háttér fénysűrűsége Környezet jellemzői: világos,

félhomályos, sötét

CIECAM02 modell

Kimenő mennyiségek: Színezeti szög / quadráns Relatív világosság (korrelátum) Világosság (korrelátum) Telítettség (korrelátum) Chroma Színgazdagság

Összefoglalás Fényforrás jellemzők:

Színinger-koordináták Színhőmérséklet Korrelált színhőmérséklet Színvisszaadási index

Tervezni kell Fénysűrűségre Világosságra Színvisszaadásra

Jövőkép

Fotometria, mely figyelembe veszi a Feladatot Látótérben lévő többi tárgyat Optimalizál a hasznos és káros

hatások között (láthatóság, észlelhetőség, káprázás stb.)

Képfeldolgozó fotométerek és színmegjelenést leíró berendezések

Színekről világítástechnikusoknak

Documents

Учебник языка Ruby

תורכיה והאיחוד האירופי

העצמת בני משפחה של חולי אלצהיימר

Ianos-animalbiblio

Erste DOH2006 - prijava poreza na dohodak

공학함수38가지

Šolski spis: Glista

SHMEIWSEIS-MMF2

Municipios de España

CLINICA DENTAL PORTUGAL

Antoni Gaudi arhitectura

PLANTILLA PROYECTO DE INVERSION

Курcовой проект по переходным процессам

French Final - Study Sheet

טבלת תרופות למערכת העצבים האוטונומית

Puntuación PAEF,s

BIBLIOGRAFIA

Honorários nova ponte sor

לאומיות וחברת המידע

הצגת מלחמת העצמאות באתר של מט"ח