Цветной метамеризм

В колориметрии метамеризм — это воспринимаемое соответствие цветов с различными (несимметричными) спектральными распределениями мощности. Цвета, которые соответствуют этому способу, называются метамерами.

Спектральное распределение мощности описывает долю общего света, выделяемого (излучаемого, передаваемого или отраженного) цветным образцом на каждой видимой длине волны; он определяет полную информацию о свете, поступающем из образца. Однако человеческий глаз содержит только три цветовых рецептора (три типа конусных клеток), что означает, что все цвета сводятся к трем сенсорным величинам, называемым значениями тристимула. Метамеризм происходит потому, что каждый тип конуса реагирует на кумулятивную энергию из широкого диапазона длин волн, так что различные комбинации света на всех длинах волн могут давать эквивалентную реакцию рецептора и одинаковые значения тристимула или цветового ощущения. В цветовой науке набор сенсорных спектральных кривых чувствительности численно представлен функциями согласования цветов.

Источники метамеризма
Метамерные спички довольно распространены, особенно в нейтральных (серых или беловатых цветах) или темных тонах. По мере того, как цвета становятся ярче или насыщенными, диапазон возможных метамерных совпадений (различные комбинации длин волн света) становится меньше, особенно в цвете от спектров отражения от поверхности.

Метамерные спички, выполненные между двумя источниками света, обеспечивают трихроматическую основу колориметрии. Для любого данного светового стимула, независимо от формы его кривой спектрального эмиттанса, всегда существует уникальная смесь из трех «первичных» огней, которые при объединении или добавлении к стимулу будут точным метамерным соответствием.

Основой почти всех коммерчески доступных процессов воспроизведения цветного изображения, таких как фотосъемка, телевидение, печать и цифровое изображение, является способность выполнять сопоставление метамерных цветов.

Создание метамерных спичек с использованием отражающих материалов является более сложным. Появление поверхностных цветов определяется произведением кривой спектрального отражения материала и кривой спектрального эмиттанса светящегося на нем источника света. В результате цвет поверхностей зависит от источника света, используемого для их освещения.

Метамерный отказ
Термин «метамическая недостаточность света» или метамеризм освещенности иногда используются для описания ситуаций, когда два образца материала совпадают при просмотре под одним источником света, но не в другом. Большинство типов флуоресцентных ламп создают нерегулярную или пиковую спектральную кривую эмиттанса, так что два материала под флуоресцентным светом могут не совпадать, даже если они представляют собой метамерное соответствие лампу накаливания «белого» света с почти плоской или гладкой кривой эмиттанса. Цвет материала, который соответствует одному источнику, часто будет отличаться под другим.

Как правило, атрибуты материала, такие как прозрачность, блеск или текстура поверхности, не учитываются при согласовании цветов. Однако геометрический метамерный отказ или геометрический метамеризм могут возникать, когда два образца совпадают, если смотреть с одного угла, но затем не совпадают при просмотре под другим углом. Общим примером является изменение цвета, которое появляется в перламутровых автомобильных покрытиях или «металлической» бумаге; например, Kodak Endura Metallic, Fujicolor Crystal Archive Digital Pearl.

Метамерический метаанализ наблюдателя или метаанализ наблюдателя могут возникать из-за различий в цветовом видении между наблюдателями. Общим источником метаморфизма наблюдателя является слепота, но он также нередко встречается среди «нормальных» наблюдателей. Во всех случаях доля длинноволновых чувствительных конусов к чувствительным к средней длине конусу в сетчатке, профиль светочувствительности в каждом типе конуса и количество пожелтения в линзе и макулярного пигмента глаза, отличается от одного человека к другому. Это изменяет относительную важность различных длин волн в спектральном распределении мощности для восприятия цвета каждого наблюдателя. В результате два спектрально несходных света или поверхности могут создавать цветовой соответствие для одного наблюдателя, но не совпадают, если смотреть на второго наблюдателя.

Наконец, метаметрический сбой по размеру поля или метамеризм по размеру поля происходят из-за того, что относительные пропорции трех типов конуса в сетчатке меняются от центра поля зрения до периферии, так что цвета, которые соответствуют, если рассматривать их очень маленькими, централизованно фиксированными области могут быть разными, если они представлены в виде больших областей цвета. Во многих промышленных приложениях цветные совпадения большого поля используются для определения цветовых допусков.

Разницу в спектральных композициях двух метамерных стимулов часто называют степенью метамеризма. Чувствительность метамерного соответствия к любым изменениям в спектральных элементах, которые формируют цвета, зависит от степени метамеризма. Два стимула с высокой степенью метамеризма, вероятно, будут очень чувствительны к любым изменениям в освещении, материальном составе, наблюдателе, поле зрения и т. Д.

Слово метамеризм часто используется для обозначения метамерного сбоя, а не для совпадения, или используется для описания ситуации, при которой метамерное совпадение легко ухудшается при незначительном изменении условий, например, при изменении источника света.

Измерение метамеризма
Наиболее известный показатель метамерии является индексом цветопередачи (CRI), которая является линейной функцией среднего евклидова расстояния между испытуемым и опорной спектральными векторами отражения в цветовом пространстве CIE 1964. Более новой мерой для симуляторов дневного света является Индекс метамерии MI, CIE, который получается путем вычисления средней цветовой разницы восьми метамеров (пять в видимом спектре и три в ультрафиолетовом диапазоне) в CIELAB или CIELUV. Существенное различие между CRI и MI — это цветовое пространство, используемое для вычисления разницы цветов, используемое в CRI, устаревшее и не воспринимаемое единообразно.

MI можно разложить на MIvis и MIUV, если будет рассмотрена только часть спектра. Численный результат можно интерпретировать, округляя до одной из пяти буквенных категорий:

Category MI (CIELAB) MI (CIELUV)
A < 0.25 < 0.32
B 0.25–0.5 0.32–0.65
C 0.5–1.0 0.65–1.3
D 1.0–2.0 1.3–2.6
E > 2.0 > 2.6

Метамеры и промышленность
Использование материалов, которые являются сопоставлениями метамерных цветов, а не спектральными совпадениями цвета, является значительной проблемой в отраслях, где важны цветовое соответствие или цветовые допуски. Классический пример — в автомобилях: внутренние ткани, пластмассы и краски могут быть изготовлены для обеспечения хорошего цветового соответствия под стандартным источником света (например, на солнце), но матчи могут исчезать под разными источниками света (флуоресцентные или галогенные лампы) , Подобные проблемы могут возникать в одежде, изготовленной из различных типов красителей или с использованием различных видов ткани, или в качественной цветной печати с использованием различных типов чернил. Бумаги, изготовленные с использованием оптических отбеливателей, особенно восприимчивы к изменениям цвета, когда свет отличается коротковолновым излучением, что может привести к флуоресцированию некоторых бумаг.

Цветовые соответствия, сделанные в лакокрасочной промышленности, часто направлены на достижение спектрального совпадения цветов, а не только трехцветного (метамерного) совпадения цветов в данном спектре света. Спектральное совпадение цвета позволяет придать двум цветам ту же характеристику спектрального отражения, что делает их хорошим метамерным сочетанием с низкой степенью метамеризма и тем самым уменьшает чувствительность полученного цветового соответствия до изменений в освещенности или различий между наблюдателями.