Измерение и расчет цветовых координат при построении профиля

Лабораторная работа № 4

Преподаватель	Мильдер О.Б.
Студенты	Юрасова С.Е. гр. Р-57111

Екатеринбург

Цель работы

Приобретение и закрепления навыков цветовых расчетов и измерений.

Ход работы

Для работы выберем цветовой образец — Pantone 354 U (зеленый).

Спектрофотометром измерим спектральный коэффициент отражения и координаты цвета образца. Занесем координаты цвета в таблицу 1.

Таблица 1

Измеряемые параметры	Значение
L	59,08
a	-55,78
b	24,24
x	0,2747
y	0,5026
Y	27,1099
X	14,82
Y	27,11
Z	12,01

Рассчитаем координаты цвета в системе XYZ (xyY), Lab для источников E, D50 и D65 с помощью MS Excel.

Координаты X, Y, Z считаем по формулам:

x̅(l), y̅(l), z̅(l) — трихроматические функции стандартного наблюдателя, ординаты кривых сложения

ρ(l) — спектральный коэффициент отражения

j(l) – спектральная плотность потока излучения источника

Коэффициент k определяется из условия нормировки точки белого на 100 при условии, что яркость в системе XYZ определяется только Y-координатой:

Координаты Lab рассчитываются следующим образом:

Цветовое различие рассчитывается по формуле:

Рассчитанные значения занесем в таблицы 2, 3, 4.

Таблица 2

Расчет цветовых координат при источнике излучения D50

λ	ρ(l)	x̅(l)	y̅(l)	z̅(l)	j(l)	X	Y	Z	k
	0,1542	0,0014		0,0065	24,49	0,005287		0,024546
	0,1091	0,0042	0,0001	0,0201	29,87	0,013687	0,000326	0,065502	0,002987
	0,0936	0,0143	0,0004	0,0679	49,31	0,066	0,001846	0,313387	0,019724
	0,0967	0,0435	0,0012	0,2074	56,51	0,237706	0,006557	1,133341	0,067812
	0,097	0,1344	0,004	0,6456	60,03	0,782599	0,023292	3,759271	0,24012
	0,1014	0,2839	0,0116	1,3856	57,82	1,664491	0,06801	8,123701	0,670712
	0,1074	0,3483	0,023	1,7471	74,82	2,798823	0,18482	14,03912	1,72086
	0,1155	0,3362	0,038	1,7721	87,25	3,388013	0,38294	17,85812	3,3155
	0,1277	0,2908	0,06	1,6692	90,61	3,364817	0,694254	19,31414	5,4366
	0,1408	0,1954	0,091	1,2876	91,37	2,513801	1,170706	16,56484	8,31467
	0,1614	0,0956	0,139	0,813	95,11	1,467532	2,133755	12,48016	13,22029
	0,2139	0,032	0,208	0,4652	91,96	0,629448	4,091411	9,150598	19,12768
	0,3346	0,0049	0,323	0,272	95,72	0,156937	10,34502	8,711592	30,91756
	0,4726	0,0093	0,503	0,1582	96,61	0,424618	22,96592	7,223078	48,59483
	0,5139	0,0633	0,71	0,0782	97,13	3,159626	35,43973	3,903361	68,9623
	0,4765	0,1655	0,862	0,0422	102,1	8,051683	41,93686	2,053057	88,0102
	0,415	0,2904	0,954	0,0203	100,75	12,14199	39,88793	0,848768	96,1155
	0,3454	0,4334	0,995	0,0087	102,32	15,31693	35,16462	0,30747	101,8084
	0,2766	0,5945	0,995	0,0039		16,44387	27,5217	0,107874	99,5
	0,219	0,7621	0,952	0,0021	97,74	16,3128	20,37762	0,044951	93,04848
	0,1712	0,9163	0,87	0,0017	98,92	15,51764	14,73354	0,02879	86,0604
	0,1308	1,0263	0,757	0,0011	93,5	12,55144	9,257959	0,013453	70,7795
	0,0996	1,0622	0,631	0,0008	97,69	10,33513	6,139582	0,007784	61,64239
	0,0826	1,0026	0,503	0,0003	99,27	8,221021	4,12445	0,00246	49,93281
	0,0771	0,8544	0,381	0,0002	99,04	6,524185	2,90931	0,001527	37,73424
	0,0768	0,6424	0,265		95,72	4,722473	1,948093		25,3658
	0,0784	0,4479	0,175		98,86	3,471504	1,356359		17,3005
	0,0809	0,2835	0,107		95,67	2,194206	0,828148		10,23669
	0,0861	0,1649	0,061		98,19	1,394091	0,515704		5,98959
	0,0941	0,0874	0,032			0,847107	0,310154		3,296
	0,1033	0,0468	0,017		99,13	0,479238	0,174082		1,68521
	0,1118	0,0227	0,0082		87,38	0,221758	0,080106		0,716516
	0,1182	0,0114	0,0041		91,6	0,123429	0,044391		0,37556
	0,1203	0,0058	0,0021		92,89	0,064813	0,023467		0,195069
	0,12	0,0029	0,001		76,85	0,026744	0,009222		0,07685
	0,1239	0,0014	0,0005		86,51	0,015006	0,005359		0,043255
	155,65		284,85		126,08		1050,525
	14,816		27,115		12,001		0,095191
Цветовые координаты источника	X́	96,43	Yʹ		Zʹ	82,53
	X/X́	0,535623	Y/ Yʹ	0,647252	Z/ Zʹ	0,525868
	L	59,08
a	-55,81
b	24,27
ΔE	0,051

Таблица 3

Расчет цветовых координат при источнике излучения D65

λ	ρ(l)	x̅(l)	y̅(l)	z̅(l)	j(l)	X	Y	Z	k
	0,1542	0,0014		0,0065	49,98	0,01079		0,050095
	0,1091	0,0042	0,0001	0,0201	54,65	0,025042	0,000596	0,119843	0,005465
	0,0936	0,0143	0,0004	0,0679	82,75	0,110759	0,003098	0,525913	0,0331
	0,0967	0,0435	0,0012	0,2074	91,49	0,384848	0,010616	1,834885	0,109788
	0,097	0,1344	0,004	0,6456	93,43	1,218028	0,036251	5,850886	0,37372
	0,1014	0,2839	0,0116	1,3856	86,68	2,495297	0,101956	12,17853	1,005488
	0,1074	0,3483	0,023	1,7471	104,86	3,922542	0,259025	19,67578	2,41178
	0,1155	0,3362	0,038	1,7721	117,01	4,543627	0,513557	23,94932	4,44638
	0,1277	0,2908	0,06	1,6692	117,81	4,374893	0,90266	25,11201	7,0686
	0,1408	0,1954	0,091	1,2876	114,86	3,160065	1,471678	20,82344	10,45226
	0,1614	0,0956	0,139	0,813	115,92	1,788627	2,600619	15,21081	16,11288
	0,2139	0,032	0,208	0,4652	108,81	0,744783	4,841087	10,82728	22,63248
	0,3346	0,0049	0,323	0,272	109,35	0,179284	11,81809	9,952075	35,32005
	0,4726	0,0093	0,503	0,1582	107,8	0,4738	25,62598	8,059701	54,2234
	0,5139	0,0633	0,71	0,0782	104,79	3,408805	38,23462	4,211194	74,4009
	0,4765	0,1655	0,862	0,0422	107,69	8,492514	44,23291	2,165463	92,82878
	0,415	0,2904	0,954	0,0203	104,41	12,58308	41,33696	0,879602	99,60714
	0,3454	0,4334	0,995	0,0087	104,05	15,57591	35,75918	0,312668	103,5298
	0,2766	0,5945	0,995	0,0039		16,44387	27,5217	0,107874	99,5
	0,219	0,7621	0,952	0,0021	96,33	16,07747	20,08365	0,044302	91,70616
	0,1712	0,9163	0,87	0,0017	95,79	15,02663	14,26735	0,027879	83,3373
	0,1308	1,0263	0,757	0,0011	88,69	11,90575	8,781694	0,012761	67,13833
	0,0996	1,0622	0,631	0,0008	90,01	9,522619	5,656912	0,007172	56,79631
	0,0826	1,0026	0,503	0,0003	89,6	7,420202	3,722683	0,00222	45,0688
	0,0771	0,8544	0,381	0,0002	87,7	5,777171	2,576196	0,001352	33,4137
	0,0768	0,6424	0,265		83,29	4,109222	1,695118		22,07185
	0,0784	0,4479	0,175		83,7	2,939156	1,148364		14,6475
	0,0809	0,2835	0,107		80,03	1,8355	0,692764		8,56321
	0,0861	0,1649	0,061		80,21	1,138813	0,421271		4,89281
	0,0941	0,0874	0,032		82,28	0,676699	0,247762		2,63296
	0,1033	0,0468	0,017		78,28	0,37844	0,137468		1,33076
	0,1118	0,0227	0,0082		69,72	0,17694	0,063917		0,571704
	0,1182	0,0114	0,0041		71,61	0,096493	0,034704		0,293601
	0,1203	0,0058	0,0021		74,35	0,051877	0,018783		0,156135
	0,12	0,0029	0,001		61,6	0,021437	0,007392		0,0616
	0,1239	0,0014	0,0005		69,89	0,012123	0,00433		0,034945
	157,10		294,83		161,94		1056,78
	14,87		27,90		15,32		0,09
Цветовые координаты источника	X́	95,05	Yʹ	100,00	Zʹ	108,91
	X/X́	0,538794	Y/ Yʹ	0,653426	Z/ Zʹ	0,520127
	L	59,80
a	-57,32
b	26,66
ΔE	2,95

Таблица 4

Расчет цветовых координат при источнике излучения E

λ	ρ(l)	x̅(l)	y̅(l)	z̅(l)	j(l)	X	Y	Z	k
	0,1542	0,0014		0,0065		0,021588		0,10023
	0,1091	0,0042	0,0001	0,0201		0,045822	0,001091	0,219291	0,01
	0,0936	0,0143	0,0004	0,0679		0,133848	0,003744	0,635544	0,04
	0,0967	0,0435	0,0012	0,2074		0,420645	0,011604	2,005558	0,12
	0,097	0,1344	0,004	0,6456		1,30368	0,0388	6,26232	0,4
	0,1014	0,2839	0,0116	1,3856		2,878746	0,117624	14,04998	1,16
	0,1074	0,3483	0,023	1,7471		3,740742	0,24702	18,76385	2,3
	0,1155	0,3362	0,038	1,7721		3,88311	0,4389	20,46776	3,8
	0,1277	0,2908	0,06	1,6692		3,713516	0,7662	21,31568
	0,1408	0,1954	0,091	1,2876		2,751232	1,28128	18,12941	9,1
	0,1614	0,0956	0,139	0,813		1,542984	2,24346	13,12182	13,9
	0,2139	0,032	0,208	0,4652		0,68448	4,44912	9,950628	20,8
	0,3346	0,0049	0,323	0,272		0,163954	10,80758	9,10112	32,3
	0,4726	0,0093	0,503	0,1582		0,439518	23,77178	7,476532	50,3
	0,5139	0,0633	0,71	0,0782		3,252987	36,4869	4,018698
	0,4765	0,1655	0,862	0,0422		7,886075	41,0743	2,01083	86,2
	0,415	0,2904	0,954	0,0203		12,0516	39,591	0,84245	95,4
	0,3454	0,4334	0,995	0,0087		14,96964	34,3673	0,300498	99,5
	0,2766	0,5945	0,995	0,0039		16,44387	27,5217	0,107874	99,5
	0,219	0,7621	0,952	0,0021		16,68999	20,8488	0,04599	95,2
	0,1712	0,9163	0,87	0,0017		15,68706	14,8944	0,029104
	0,1308	1,0263	0,757	0,0011		13,424	9,90156	0,014388	75,7
	0,0996	1,0622	0,631	0,0008		10,57951	6,28476	0,007968	63,1
	0,0826	1,0026	0,503	0,0003		8,281476	4,15478	0,002478	50,3
	0,0771	0,8544	0,381	0,0002		6,587424	2,93751	0,001542	38,1
	0,0768	0,6424	0,265			4,933632	2,0352		26,5
	0,0784	0,4479	0,175			3,511536	1,372		17,5
	0,0809	0,2835	0,107			2,293515	0,86563		10,7
	0,0861	0,1649	0,061			1,419789	0,52521		6,1
	0,0941	0,0874	0,032			0,822434	0,30112		3,2
	0,1033	0,0468	0,017			0,483444	0,17561		1,7
	0,1118	0,0227	0,0082			0,253786	0,091676		0,82
	0,1182	0,0114	0,0041			0,134748	0,048462		0,41
	0,1203	0,0058	0,0021			0,069774	0,025263		0,21
	0,12	0,0029	0,001			0,0348	0,012		0,1
	0,1239	0,0014	0,0005			0,017346	0,006195		0,05
	161,55		287,70		148,98		1068,52
	15,12		26,93		13,94		0,09
Цветовые координаты источника	X́		Yʹ		Zʹ
	X/X́	0,532734	Y/ Yʹ	0,645732	Z/ Zʹ	0,518541
	L	58,90
a	-56,50
b	25,44
ΔE	1,41

В таблице 5 сравним рассчитанные значения со значениями, полученными измерением спектрофотометром.

Таблица 5

Параметры	Измеренное значение	Рассчитанные значения, в зависимости от источника освещения
D50	D65	E
X	14,82	14,816	14,87	15,12
Y	27,11	27,115	27,90	26,93
Z	12,01	12,001	15,32	13,94
L	59,08	59,08	59,80	58,90
a	-55,78	-55,81	-57,32	-56,50
b	24,24	24,27	26,66	25,44
ΔE		0,051	2,95	1,41

Вывод

В ходе работы были измерены цветовые координаты выбранного цвета, а затем вычислены для разных источников освещения.

Наиболее близкими к измеренным значениям являются значения, рассчитанные при источнике D50. Это вполне ожидаемо, так как сами измерения были сделаны при режиме источника освещения D50.

Имея разный спектральный состав, источник в целом влияет на полученные цветовые координаты.

Спектральный состав источника D65 смещен в синюю область, поэтому цвет приобретает синеватый оттенок, становится немного темнее.

При освещении равноэнергетическим источником E цвет становится темнее, чем при освещении источником D50, но светлее, чем источником D65.

Об этом говорит и коэффициент ΔE.

В целом, для объективного контроля цвета лучше использовать тот источник, который лучше всего моделирует условия освещения, в которых он будет рассматриваться.