Спектральные характеристики человеческого глаза и причина использования RGB системы в мониторах. Технические и психофизиологические ограничения воспроизведение цвета

Разрешающая способность глаза:
На расстоянии 20-30см глаз способен увидеть точку 0,1мм.
Цвета для глаза различны, если частота точек различается на 10-10м.
RGB - Одна из двух основных систем представления цвета. В основу системы RGB положен аддитивный процесс смешения трех основных цветов - красного, зеленого и синего. Модель RGB является основной для излучающих источников (телевизоры, мониторы).
Для того чтобы определить понятие цвета, нам вполне достаточно волновой теории. Итак, свет есть излучение с определенной длиной волны. Спектр видимого света - это излучение с длинами волн в диапазоне примерно от 400 до 700 нанометров. Все излучения, лежащие за пределами этого диапазона, человеческим глазом уже не воспринимаются [1]. В пределах видимого спектра излучения с разной длиной волны интерпретируются человеческим глазом как цвета. Таким образом, зная спектральный состав света, воспринятого глазом, можно легко определить цвет предмета. Однако обратный процесс с той же легкостью проделать не получается: зная цвет, можно предложить несколько вариантов его спектрального состава. Так, если излучение занимает интервал 570-580 нм, то цвет его однозначно желтый. Но желтым цветом может оказаться и смесь двух монохромных излучений: зеленого и красного, смешанных в определенной пропорции (почему - станет ясно дальше). Если спектральный состав двух цветов одинаков, цвета называются изомерными. Если же излучения одного цвета имеют разный спектральный состав, такие цвета называются метамерными. Именно на этой особенности человеческого зрения построены все системы синтеза цветов. Например, в телевизоре за счет модуляции мощности трех световых пучков - красного, зеленого и синего - получают все промежуточные цвета. Чувствительность глаза к попавшему излучению может быть оценена по целому ряду параметров. Во-первых, можно оценить яркостную чувствительность глаза. При оценке цвета по яркости, а следовательно, и по светлоте, необходимо помнить, что вклад в ощущение светлоты вносят как палочки, так и колбочки. При этом мощность излучений разного цвета, вызывающих одинаковое световое ощущение, изменяется в широких пределах.

рис. 2 рис. 3

На рис. 2 показана кривая спектральной чувствительности глаза среднего человека, называемая также кривой относительной световой эффективности. Глаз наиболее чувствителен к зеленым лучам, наименее - к синим. Эта кривая не что иное, как КПД человеческого глаза. По ней легко определить, какая часть попавшего в глаз света "полезно используется" для создания светового ощущения. Как вы видите, для того чтобы синий цвет казался человеку таким же ярким, как желтый или зеленый, его реальная энергия должна быть в несколько раз выше. Экспериментально установлено, что среди излучений равной мощности наибольшее световое ощущение вызывает монохроматическое желто-зеленое излучение с длиной волны 555 нм. Относительная спектральная световая эффективность (обозначаемая буквой v) этого излучения принята за единицу. При этом, как видно из рисунка, спектральная чувствительность зависит от внешней освещенности. В сумерках максимум спектральной световой эффективности сдвигается в сторону синих излучений, что вызвано разной спектральной чувствительностью палочек и колбочек. Именно этим объясняется пример из введения в тему: на рис. 3 указаны примерные значения v для красного и синего квадратов на свету и в темноте. Как видите, в темноте синий цвет оказывает большее влияние, чем красный, при равной мощности излучения, а на свету - наоборот.
синий - 450-500нм; зелёный - 500-550нм; красный - 650-700нм. Технічні і психофізіологічні обмеження відтворення кольору: ограничения мониторов (характеристики мониторов); психофизиологические - ограниченный спектр видимого света.