Elektromagnetické záření ------------1-----------------------------------1--------------- Spektrum záření a citlivost oka t f <40Ü 400 Vlnová délka [nm] 700 >700 2006 doc. Otruba Achromatické světlo D „Bílé světlo" : signál složený ze záření všech vlnových délek viditelného spektra D Difúzni odraz dopadajícího světla na povrchu těles: odraz > 80 % - bílé předměty odraz < 3% - černé předměty D Kolik úrovní šedé barvy rozlišíme ? Stačí 32-64 D Lidský vizuální systém je schopen adaptace na různé úrovně intenzity. Dolní a horní mez vnímání intenzity se liší násobkem 1010 ! Současně vnímáme několik desítek úrovní intenzity v určitém místě, při změně pohledu se podle úrovně intenzity na sledovaném povrchu vizuální systém přizpůsobí. 2006 doc. Otruba 3 Lambert-Beeruv zákon Rovnomerný p r ir u stek jasu fyzikálního svetla vnímá člověk sub jektivně jako logaritmický přírůstek intenzity vnímaného světla. yjan a chrom, světla Ifl - nejmenší vnímaná intenzita h =r \; h = r Ji 'O r = v^oy "max T _ Fornax jV^max ■ 0 •lOOOO -690-780 430'| 4 BII I / C*2 0.3 0,4 O.S 06 380- 4IO 2006 doc. Otruba 24 Vlastnosti CIE diagramu D všechny viditelné barvy jsou uvnitř podkovy D intenzita (světlost) barev je ignorována, dvě barvy se shodným tónem a sytostí se promítají do stejného bodu diagramu D spektrální (monochromatické) barvy leží na křivkovém okraji podkovy D úsečka mezi modrou a červenou barvou je „purpurová čára" D bod C je „bílý bod" D protože xy-rovina je projekcí lineárního prostoru (barevného prostoru), lze také skládat barvy lineárně na CIE-diagramu D komplementární barvy jsou barvy, jejichž kombinací složíme bílou D dominantní vlnovou délku barvy nálezném^ na polopřímce spojující bílou a testovanou barvu. Je to průsečík s krivkovým okrajem podkovy D některé barvy nemají dominantní vlnovou délku, ale jejich komplementy ano. 2006 doc. Otruba 25 Vlastnosti CIE diagramu D protože xy-rovina je projekcí lineárního prostoru (barevného prostoru), lze také skládat barvy lineárně na CIE-diagramu D komplementární barvy jsou barvy, jejichž kombinací složíme bílou D dominantní vlnovou délku barvy nalezneme na polopřímce spojující bílou a testovanou barvu. Je to průsečík s křivkovým okrajem podkovy D některé barvy nemají dominantní vlnovou délku, ale jejich komplementy ano. 2006 doc. Otruba 26 Vlastnosti CIE diagramu D Směs světel K a L leží na spojnici KL. Barevný tón odpovídající směsi např. v R'odpovídá průsečíku spojnice R'a B s podkovou. Směs dvou spektrálních světel je vždy méně sytá než základní složky. D Barvy dávající smísením bílou (M, N) jsou doplňkové. 2006 doc. Otruba 27 Barevná primitiva RGB (monitor) D odppvídají poloze tří typu bareyných luminoforu: R = [0.635,0.340], G = [0.305,0.595], B = [0.155,0.070] bílá W(D6500) = [0.313,0.329J D izoenergeticka bílá W má souřadnice [1/3,1/3], D bílá R podle televizní NTSC normy [0.31,0.316] 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 t---------•:---------r 0.0 0.2 0.4 Gamut monitoru 0.6 0.8 1.0 2006 doc. Otruba 28 Gamut RGB monitoru a tisku CMYK Human Visual Systém Clearly; cyan ^ 1 - red magenta * 1 * green yellow * 1 - blue RGB Monitor CMYK Process Gamut 2006 doc. Otruba 29 Prostory Adobe RGB (A) a s-RGB (B) 2006 doc. Otruba 30 1800K 4000K 5500K 8DDDK 12000K 16000K Teplota chromatičnosti D Barevná teplota charakterizuje spektrum bílého světla. Světlo určite barevné teploty má barvu tepejného záření vydávané cernym tělesem, zahřátým na tuto teplotu. D Člověok své vnímání barev přizpůsobuje světlu - bílý papír vnímá jako bílý, i když je vlivem osvětlení zabarvený. Fotoaparáty a kamery se naproti tomu musí na barevnou teplotu nastavovat D Filmový^ materiál ie naproti tomu většinou kalibrován na denní světlo, a barevné tónování se upravuje buď speciálními filtry m m #0 620 660 700 580 —"Ä (nm) Rozložení energie ve spektru absolutně černého tělesa 2006 doc. Otruba 31 Teplota chromaticnosti D Vliv různé polohy slunce během dne na teplotu chromaticnosti • 9m ©-» 2006 doc. Otruba 32 Konverzní filtry D „Bílé světlo" muže mít tedy různý odstín. Barevné materiály jsou vyváženy buďpro „denní" světlo (cca 5500 K) nebo „umelé" (cca 3200 K, označení T - tungsram). D Pro korekce teploty chromaticnosti se používají konverzní filtry načervenalé (snižují teplotu chromaticnosti) nebo namodrale (zvyšují teplotu chromaticnosti). D Pro měření teploty chromaticnosti se vyrábějí tzv. colortestery které měří poměr intenzit modré a červené složky světla, příp. třípásmové, měřící poměry R:G:B. 2006 doc. Otruba 33 Hodnoty mired D Konverzní filtry jsou vyráběny v sadách a jejich převodní hodnoty se udávají v miredech (m/'cro reciprocal degree): a=106/T v podstatě reciproké teploty chromatičnosti. D Výhodou je, že stejné diference v miredech odpovídají stejným diferencím v barvě vnímané lidským okem. Prakticky se používá jednotka lOx větší dekamired.V dekamiredech jsou nastavovány i barevné korekce u digitálních přístrojů (obvykle vyšší kategorie) 2006 doc. Otruba 34 Příklad nomogramu pro konverzní filtry teplota chromatiífnosti osvětleni (v kel vi nech) r 10000 - 9000 l ve {tmy na pláži, f \ - JQOO na horách) > průměrné denní svčtlo -6000 -5000 jodovs žárovka -Tungsram phot B- fárovka 100 W - -3800 -3p0(ŕ -3000 -2800 hodnota konverzního filtru (vmiredech) + r 240 -192 ^ -J4^-- 96 12 71 24 V 48 -96 -144 -192 -240 0 teplota chromatičnosfi, na kterou je barevný film vyvaťtn (v mi rede ch) 350 n T- 30i 250- 200- 150- 100 J 3200 ■5500 2006 doc. Otruba 35 Barvy předmětu D Ideální šedá plocha (1) D Ideální modrá plocha (3) D Skutečná modrá plocha (2) vykazuje ve srovnání s ideájní příměs černé (Č) a bílé (B) barvy 3 ± -~U^- * v N y^_ 1 \ \ \ \ ^ t 4 .-------------------------1—i-----------------------------------------1 01--------------------1-------------I------1--------------------L 400 500 600 700 —'-Ä (nm) Spektrální reflektance ideálních a skutečných povrchových barev 2006 doc. Otruba 36 Sčítání podnětu SLJ I —X 2006 doc. Otruba 37 Soudobý kontrast Vliv souseddství černé a bílé na zdánlivou světlost a sytost barvy (podle Evanse) 2006 doc. Otruba 38 Simultánní kontrast D Velké čtverce v dvojici nad sebou se navzájem barevně liší jasem (vlevo), saturací (uprostřed) a barevným tónem (vpravo). Dvojice malých čtverců v jejich středu má vždy přesně tutéž barvu, nicméně kontrast s velkým čtvercem způsobuje, že vypadají, jako by jejich jas (vlevo), saturace (uprostřed) nebo barevný tón (vpravo) byly různé. 2006 doc. Otruba 39 Machovy pruhy r D Kontrast podél náhlých přechodu (hran) se oku jeví větší, než ve skutečnosti je. Díky tomuto efektu vypadá levá strana každého pruhu světlejší než pravá, ačkoli celý pruh je ve skutečnosti stejně tmavý. 2006 doc. Otruba 40 „Přecházení zraku" Rozhraní červené a modré barvy se jeví jako neklidné (podle Evanse). Je to způsobeno přeostřováním oční čočky podle ohniska příslušné barvy - barevná vada oční čočky 2006 doc. Otruba 41 Vliv spektrálního složení světla D Křivka spektrální reflektance plochy, která se jeví ve světle složeném z vlnových délek A^ A2, A3 jako černá o> <-J C: ta -+— << 90) Ě 500 E l ™ I 300 LO S. 200 -1, 100 a TL /930 BOO 400 MO 200 100 0 4ij:j TL/950 40:) Ra = 95 TL/940 í 00 600 700 Wavelength in nm Ra = 9Ö 400 TL/9Ě5 í 00 600 p í 00 600 700 Wavelength in nm Ra = 95 Ě 500 | ĽL I 300 S. 200 1 100 0 700 Wavelength in nm Ra = 93 700 Wavelength in nm Zářivková trubice Philips TL-D 90 de Luxe Tchr = 3000K, 4000K, 5000K, 6500K 2006 doc. Otruba 47 Zářivky standardní (CRI 50-75) 5 500 E h 400 c 300 a. zoo 14 100 o TL /2S R3=70 400 BOO eoo 700 Wavelength in nm 500 400 í!» 200 100 TL/29 R. = 51 400 500 600 700 Wavelength in nm 500 400 300 TL/33 o- 200 * 100 o n u 400 50 0 600 70O Wavelength in nm 500 400 300 200 100 0 TL/35 R,= £5 4< B n 500 600 700 Wavelength in nm Trubice Philips TL-D Standard colours CRI 50 - 70 2006 doc. Otruba 48 Xenónové výbojky D Pulzní bleskové výbojky fotografické mají teplotu chromatičnosti 5500K (korigované žlutým filtrem, D^0,1) nebo 6000K bez korekce na čáry Xe v modré oblasti spektra. CRI = 95-100. D Kontinuálni xenónové výbojky (výkony do 20kW) pro projekci filmu a přisvětlení scény při denním světle. CRI = 90-98, Tchr*í5800K 100 200 300 400 500 600 700 WAVELENGTH (nm) WO 900 1000 2006 doc. Otruba 49 Vysokotlaké výbojky metalhalidové D Výbojky s náplry smě^i rtuti, halogenidu kovu (převážně vzácných zemin) a argonu, příp. xenónu, horák je z korundu. D Příklad výbojky Philips MASTER Colour CDM-T s teplotou chromatičnosti 3000 K (CRI až 85) a 4200 K (CRI až 96) D Výkonové (až 5000W) mají CRI 55 - 85. 300 250 200 150 100 50 com mo ___TL r \ [f v TITri- 300 400 500 600 700 800 Wavelength in nm 300 250 200 150 100 50 CDM /942 300 400 500 600 700 Wavelength in nm 2006 doc. Otruba 50 Vysokotlaké rtuťové výbojky D Klasické výbojky s křemennným hořákem, produkující čárové spektrum. Zlepšení barevného podání se dosahuje pokrytím vnitřního povrchu ochranné baňky luminoforem. CRI se pohybuje podle typu v rozsahu 30-60. E * 600 LT) O i§ 500 "e a. 400 a. 300 E 200 100 H PL Comfort 2£0 W r JU L L A 300 400 500 600 700 800 Wavelength in nm E * 600 i— ^ HPL-N25QW, HPL-R250W 500 LD O I? "E g_ 400 300 200 100 300 400 500 n n f] 1 —,— T- LLíLj ^ I 1 I—f— 600 700 800 Wavelength in nm 2006 doc. Otruba 51 Vysokotlaké sodíkové výbojky D Díky maximu záření v okolí maxima citlivosti lidského oka dosahují nejlepší světelné účinnpsti ze všech zdroju (typ. 150 I m/W). Korelující teplota chromaticnosti je kolem 2000 K. Světlo má ale charakter téměř monochromatického záření. CRI se pohybuje mezi 20-30. L-. I_ ■l- Q. 300 250 200 150 100 50 MASTER SON PIA Plus 40O/WO W 300 =___---njJLy 400 500 600 700 800 Wavelength in nm 2006 doc. Otruba 52 LED (Light emitting diode ) zdroje D Moderní polovodičové zdroje světla. Mají již vysokou úginnost, dlouhou životnost a jsou otřesuvzdorné -důležité pro mobilní zařízení. D Spektrální vlastnosti jsou dány složením polovodiče (GaAs, InP, GaAlP, GaN, SiC,... D „Bílé" LED kombinují diodu emitující v modré oblasti spektra s luminoforem příp. s diodou emitující v dlouhovlnné oblasti. wavelength (nm) 400 500 600 700 800 wavelength (nm) 2006 doc. Otruba 53