Для того чтобы охарактеризовать цвет, достаточно знать компоненты вектора, соответствующие условию (1.15)

. (1.15)

Символы в скобках означают основную компоненту, а буквы R, G, В - количество данной компоненты (яркость). Дробь определяет долю каждой компоненты.

Суммирование двух цветов, описываемых векторами:

C = r₁ (R) +g₁(G) + b₁(B), (1.16а)

C = r₂ (R) +g₂(G) + b₂(B), (1.16б)

даёт цвет

C = C₁ + C₂ = r(R)+g(G) + b(B), (1.17)

где r = r₁+r₂, g = g₁+g₂, b = b₁+b₂.

Соответствующим преобразованием введены координаты X, Y, Z компонент фиктивных цветов со спектральными характеристиками, соответствующими рис. 1.3.

Для полного определения хроматического цвета недостает еще количественного определения визуальных впечатлений, получаемых человеком, а также учета влияния раздражителей. Для учета чувствительности человеческого глаза введено понятие яркости цвета.

Яркости единичных вкладов основных компонент R, G, В треххроматичного цвета находятся в соотношении

L_r : L_g : L_b = 1,0000 : 4,5907 : 0,0601. (1.18)

Это позволяет вычислить яркость вектора Спо формуле

L_c = rL_r + gL_g + bL_b (1.19)

или, после введения пропорции (1.18), по формуле

L_c = k(1,0000r + 4,5907g + 0,0601b). (1.20)

Единица измерения яркости L имеет размерность [кд/м]. Поток излучения описывается четырехмерным вектором С = (R, G, В, L).

Иными словами, образы действительности, получаемые с помощью данной шкалы цвета, имеют объективный характер.

Шкала замутненности воды

Рассмотрим другой пример измерения в эмпирической шкале - измерение замутненности воды частицами взвеси.

Рис.1.4. Принцип нефелометрического измерения мутности воды

Концентрация взвеси твердых частиц в воде рассматривает­ся как свойство исследуемого объекта. Чаще всего используется нефелометрическое измерение, связывающее интенсивность рассеянного света при постоянной интенсивности падающего света с концентрацией взвеси. Это иллюстрирует рис. 1.4. Сравниваются состояния объекта при различной концентрации взвеси или диатомита в воде. Измеряемой характеристикой является эффект рассеяния света. Концентрация взвеси, как и интенсивность света, выражается в метрической шкале, а между обеими величинами существует взаимосвязь, описываемая формулой Уэллса:

, (1.21)

где с - концентрация частиц, l - толщина слоя, d - средний диаметр частиц, l- длина падающего излучения, k, a - постоянные коэффициенты.

Сложность и неоднозначность отношений, вызванная разбросом результатов измерений и разнообразием формы частиц, химического состава и физико-химических свойств взвеси, приводит к тому, что измерения воссоздают только фрагментарный образ действительности. Замутненности исследуемой жидкости и эталона эквивалентны лишь в смысле одинаковой способности рассеяния света, а не физико-химического состава и свойств взвеси.

Использование для измерения замутненности воды нефелометрического принципа не продиктовано недостатком знаний. Можно было бы либо измерить величины, входящие в формулу (1.21), и уменьшить неопределенность результата, либо использовать другие принципы измерений, например, подсчет количества частичек в единице объема воды с описанием их размеров, форм, химического состава и т. д. Однако такие измерения очень трудоемки и дороги, а задержка в получении результата уменьшает полезность метода его получения. Применение нефелометрического метода обусловлено практическими соображениями. Создаваемый им упрощенный образ действительности имеет меньшее познавательное значение, но в практических целях этого вполне достаточно.