Metamerisme (farge) - Metamerism (color)

Illustrasjon av fargemetamerisme:
I kolonne 1 blir en ball belyst av monokromatisk lys. Å multiplisere spektrumet med kjeglenes spektrale følsomhetskurver gir responsen for hver konustype.
I kolonne 2 brukes metamerisme til å simulere scenen med blå, grønne og røde lysdioder, noe som gir en lignende respons.

I kolorimetri er metamerisme en oppfattet matching av farger med forskjellige (ikke-samsvarende) spektrale kraftfordelinger . Farger som samsvarer med denne måten kalles metamerer .

En spektral kraftfordeling beskriver andelen av totalt lys gitt (emittert, overført eller reflektert) av en fargeprøve ved hver synlige bølgelengde; den definerer fullstendig informasjon om lyset som kommer fra prøven. Imidlertid inneholder det menneskelige øyet bare tre fargereseptorer (tre typer konusceller ), noe som betyr at alle farger reduseres til tre sensoriske størrelser, kalt tristimulus-verdiene . Metamerisme oppstår fordi hver type kjegle reagerer på den kumulative energien fra et bredt spekter av bølgelengder, slik at forskjellige kombinasjoner av lys over alle bølgelengder kan produsere en ekvivalent reseptorrespons og de samme tristimulusverdiene eller fargesensasjonen. Innen fargeforskning er settet med sensoriske spektralfølsomhetskurver numerisk representert av fargematchingsfunksjoner.

Kilder til metamerisme

Metameriske fyrstikker er ganske vanlige, spesielt i nesten nøytrale (grå eller hvite farger) eller mørke farger. Etter hvert som farger blir lysere eller mer mettede, blir rekkevidden av mulige metameriske treff (forskjellige kombinasjoner av lysbølgelengder) mindre, spesielt i farger fra overflatereflektansspektre.

Metameriske fyrstikker laget mellom to lyskilder gir det trikratiske grunnlaget for kolorimetri . Grunnlaget for nesten alle kommersielt tilgjengelige reproduksjonsprosesser i fargebilder som fotografering, fjernsyn, utskrift og digital bildebehandling, er muligheten til å lage metameriske fargekamper.

Å lage metameriske fyrstikker med reflekterende materialer er mer komplisert. Utseendet til overflatefarger er definert av produktet av den spektrale refleksjonskurven til materialet og den spektrale emitteringskurven til lyskilden som skinner på den. Som et resultat avhenger fargen på overflater av lyskilden som brukes til å belyse dem.

Metamerisk feil

Begrepet illuminant metamerisk svikt eller illuminant metamerism brukes noen ganger for å beskrive situasjoner der to materialprøver samsvarer når de ses under en lyskilde, men ikke en annen. De fleste typer fluorescerende lys produserer en uregelmessig eller peaky spektral emitteringskurve, slik at to materialer under fluorescerende lys kanskje ikke stemmer overens, selv om de er en metamerisk match med en glødende "hvit" lyskilde med en nesten flat eller jevn emitteringskurve. Materielle farger som samsvarer med den ene kilden, vil ofte fremstå forskjellige under den andre. Blekkstråletrykking er spesielt utsatt, og blekkstråleprøvetrykk vises best i henhold til standard 5000K fargetemperatur belysning for fargenøyaktighet.

Normalt vurderes ikke materialegenskaper som gjennomsiktighet, glans eller overflatestruktur i fargetilpasning. Imidlertid kan geometrisk metamerisk svikt eller geometrisk metamerisme oppstå når to prøver samsvarer sett fra en vinkel, men da ikke samsvarer når de sees fra en annen vinkel. Et vanlig eksempel er fargevariasjonen som vises i perlemorfargede bilutførelser eller "metallisk" papir; for eksempel Kodak Endura Metallic, Fujicolor Crystal Archive Digital Pearl.

Metamerisk svikt i observatør eller metamerisme i observatør kan oppstå på grunn av forskjeller i fargesyn mellom observatører. Den vanlige kilden til metamerisk svikt i observatør er fargeblindhet , men det er heller ikke uvanlig blant "normale" observatører. I alle tilfeller er andelen kjegler med lang bølgelengde og kjegler med middels bølgelengde i netthinnen, lysfølsomhetsprofilen i hver type kjegle og mengden gulfarging i linsen og det makulære pigmentet i øyet, er forskjellig fra person til person. Dette endrer den relative betydningen av forskjellige bølgelengder i en spektral kraftfordeling i forhold til hver observatørs fargevisning. Som et resultat kan to spektralt forskjellige lys eller overflater produsere en fargekamp for en observatør, men klarer ikke å matche når den ses av en annen observatør.

Metamerisk feil i feltstørrelse eller metamerisme i feltstørrelse oppstår fordi de relative proporsjonene til de tre kjegletypene i netthinnen varierer fra sentrum av synsfeltet til periferien, slik at farger som samsvarer når de blir sett på som veldig små, sentralt fikserte områder vises forskjellige når de presenteres som store fargeområder. I mange industrielle applikasjoner brukes fargekamper i store felt for å definere fargetoleranser.

Til slutt kommer enhetsmetamerisme opp på grunn av mangel på konsistens av fargemålere fra samme eller forskjellige produsenter. Colorimeters består i utgangspunktet av en kombinasjon av en matrise av sensorceller og optiske filtre, som presenterer en uunngåelig variasjon i målingene. Videre kan enheter bygget av forskjellige produsenter variere i konstruksjonen.

Forskjellen i spektralkomposisjonene til to metameriske stimuli blir ofte referert til som graden av metamerisme . Følsomheten til en metamerisk kamp for eventuelle endringer i spektralelementene som danner fargene, avhenger av graden av metamerisme. To stimuli med høy grad av metamerisme vil sannsynligvis være veldig følsomme for eventuelle endringer i lysstyrken, materialkomposisjonen, observatøren, synsfeltet og så videre.

Ordet metamerisme brukes ofte for å indikere en metamerisk feil i stedet for en kamp, ​​eller brukes til å beskrive en situasjon der en metamerisk kamp lett blir nedbrutt av en liten endring i forhold, for eksempel en endring i lysstyrken.

Måling av metamerisme

Den mest kjente mål på metamersime er det gjengivelsesindeksen (CRI), som er en lineær funksjon av den midlere euklidske avstand mellom test- og referanse spektrale remisjons vektorer i CIE 1964-fargerommet . Et nyere mål for dagslyssimulatorer er MI , CIE Metamerism Index som er avledet ved å beregne den gjennomsnittlige fargeforskjellen på åtte metamerer (fem i det synlige spekteret og tre i ultrafiolett område) i CIELAB eller CIELUV . Den fremtredende forskjellen mellom CRI og MI er fargerommet som brukes til å beregne fargeforskjellen, den som brukes i CRI er foreldet og ikke perseptuelt ensartet .

MI kan spaltes i MI vis og MI UV hvis bare en del av spekteret vurderes. Det numeriske resultatet kan tolkes ved å avrunde i en av fem bokstavskategorier:

Kategori MI (CIELAB) MI (CIELUV)
EN <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

Metamerisme og industri

Å bruke materialer som er metameriske fargekamper i stedet for spektrale fargekamper, er et betydelig problem i bransjer der fargetilpasning eller fargetoleranser er viktig.

Et klassisk eksempel er bilindustrien : fargestoffene som brukes til innvendige stoffer, plast og maling kan velges for å gi en god fargetilpasning under en kjølig hvit fluorescerende kilde, men fyrstikkene kan forsvinne under forskjellige lyskilder (f.eks. Dagslys eller wolframkilde) . Videre, på grunn av forskjellene i fargestoffer, er spektralkamper sjeldne, og metamerisme forekommer ofte.

Fargetilpasning i tekstilfargingsindustrien er viktig. I denne grenen er det ofte tre typer metamerisme: lysende metamerisme, observatørmetamerisme og feltstørrelse metamerisme. På grunn av det brede spekteret av forskjellige belysningsstoffer vi blir utsatt for i det daglige, er det vanskelig å sikre tekstilfargetilpasning. Metamerisme på store tekstilvarer kan løses ved å bruke forskjellige lyskilder når man sammenligner farger. Imidlertid er metamerisme i mindre gjenstander som tekstilfibre vanskeligere å løse. Denne vanskeligheten øker på grunn av nødvendigheten av et mikroskop, som har en enkelt lyskilde, for å observere disse små fibrene. Derfor kan ikke metameriske fibre skilles hverken makroskopisk eller mikroskopisk. En metode som gjør det mulig å løse metamerisme i fibre kombinerer mikroskopi og spektroskopi, kalles mikrospektroskopi.

Fargekamper laget i malingindustrien er ofte rettet mot å oppnå en spektral fargematch i stedet for bare en tristimulus (metamerisk) fargematch under et gitt spekter av lys. En spektral fargekamp prøver å gi to farger den samme spektrale refleksjonskarakteristikken, noe som gjør dem til en god metamerisk kamp med lav grad av metamerisme, og derved redusere følsomheten til den resulterende fargekampen for endringer i lysstyrke, eller forskjeller mellom observatører. En måte å omgå metamerisme i maling er ved å bruke nøyaktig samme pigment- og grunnfargesammensetninger i reproduksjonene som de som ble brukt i originalen. Når sammensetningen av pigment og grunnfarge er ukjent, kan metamerisme bare unngås ved bruk av kolorimetriske enheter.

Også trykkeribransjen er påvirket av metamerisme. Blekkstråleskrivere blander farger under en bestemt lyskilde, noe som resulterer i et modifisert utseende av original og kopi under forskjellige lyskilder. En måte å minimere metamerisme i utskrift er ved først å måle spektralreflektansen til et objekt eller reproduksjon ved hjelp av et fargemålingsapparat. Deretter velger man et sett med blekkomposisjoner som tilsvarer farreflektansfaktoren, som brukes av blekkskriveren til reproduksjon. Prosessen gjentas til original og reproduksjon utgjør en akseptabel grad av metamerisme. Noen ganger når man imidlertid konklusjonen om at en forbedret samsvar ikke er mulig med tilgjengelige materialer verken på grunn av fargebåndbegrensninger eller kolorimetriske egenskaper.

Se også

Referanser

  • Wyszecki, Günter & Stiles, WS (2000). Color Science - Begreper og metoder, kvantitative data og formler (2. utg.). New York: Wiley-Interscience. ISBN   978-0-471-39918-6 .
  • RWG Hunt. Reproduksjonen av farge (2. utgave). Chichester: John Wiley & Sons, 2004.
  • Mark D. Fairchild. Modeller for fargeutseende Addison Wesley Longman, 1998.

Eksterne linker