Луизов А.В. Цвет и свет

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 17.1. Пороги цветоощущения по данным МакАдама. Оси всех эллипсов увеличены в

10 раз.

Очевидно, что

yxl Δ+Δ=Δ (17.2)

и что ∆l зависит от направления, в котором проведена прямая.

На рис. 17.1 изображены эллипсы порогов цветоразличения по данным МакАдама (67),

увеличенные по линейным размерам в 10 раз. Видно, насколько различны пороги в разных

областях графика цветности. С увеличением яркости сравниваемых цветов пороги

цветоразличения на графике цветности понижаются. При уменьшении площади

сравниваемых по цвету полей порог возрастает.

17.2. Пороги в системе λ, p, L.

Более наглядное представление о цветоразличе-нии дают пороги, выраженные в

координатах: цветовой тон λ, чистота цвета р и яркостьL.

Если два цвета отличаются только по яркости, порог может быть определен просто

яркостным контрастом К

, который можно определить согласно формуле (2.8) :

2/3

42,0

63,044,0

02,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

(17.3)

где δ – угловой размер поля сравнения; ; L – яркость, кд·м

-2

Пороговая разность длин волн АЯ

сравниваемых излучений сильно зависит от длины

волны К. Средние значения ∆λ

в разных частях спектра при достаточно высокой яркости

полей и достаточно большой их площади представлены в табл. 17.1 (25).

Пороговую разность чистоты ∆р

обычно характеризуют другой величиной, n

–

числом различимых ступеней чистоты при переходе от ахроматического (белого) к

спектрально-чистому цвету; n

тоже сильно зависит от области спектра. График зависимости

от К изображен на рис. 17.2.

Рис. 17.2. Число различимых градаций чистоты в зависимости от длины волны.

Но что мы называем достаточно высокой яркостью, и достаточно большой площадью

цветового стимула? Насчет яркости просто: она должна быть не менее 100 кд·м

-2

. С

площадью дело обстоит сложнее. До последнего времени вопрос о зависимости порога

цветоразличения от угловых размеров стимула был очень мало изучен. Сейчас в этом

направлении кое-что сделано (3). Все же пока трудно пойти дальше весьма приближенных

оценок зависимости ∆λ

и n

от площади стимулов.

Таблица 17.1. Пороговая разность длин волн ∆λ

и число цветов, различаемых на

участке ∆λ (n

∆

) и во всем интервале от λ = 760 нм до данного участка (n)

Границы

участков, нм.

∆λ, нм ∆λ

, нм n

∆

760–700

700–678

678–665

665–659

659,0–649,5

649,5–620,0

620,0–595,9

595,9–575,2

575,2–549,1

549,1–521,4

521,4–505,4

505,4–483,2

483,2–475,0

475,0–427,0

427,0–405,8

9,5

29,5

24,1

20,7

26,1

27,7

22,2

8,2

21,2

–

5,17

3,09

2,08

1,23

2,04

3,04

1,25

1,6

2,07

3,05

1,8

9,6

11,6

12,8

17,8

5,1

23,2

5,8

15,4

56,8

65,8

73,8

91,6

96,7

119,9

129,6

17.3. Число различаемых цветов.

Попробуем все же оценить общее число различаемых цветов. Сразу скажем, что речь

пойдет не о цветах, заключенных во всем цветовом теле, т. е. не о цветах, обладающих

любыми яркостями (теоретикчески до L = ∞|, а о всем разнообразии накрасок, видимых при

некотором, одинаковом для них всех освещении. Можно сказать, что речь пойдет о том

множестве цветов, координаты которых вычисляются по формулам (8.27), где значение

координаты у', соответствующее коэффициенту отражения р, не может превышать

нормированного значения, так что всегда у' < 100. Конечно, и в таких координатах число

разных цветов бесконечно велико, но мы хотим выбрать из них только ограниченное число N

– число цветов, которые глаз отличает друг от друга.

В крайнем справа столбце табл. 17.1 подсчитано число цветов, различаемых по длинам

волн. Координата у' определяет коэффициент отражения р, который глазом мы определяем

как светлоту цвета. Число градаций светлоты приближенно можно определить по формуле

(31)

)1lg(

−

где К – пороговый контраст, который зависит от яркости L и размера образца δ; положив

L = 100 кд× м

-2

, а δ = 10', по формуле (17.3) получим K = 0,032, а по формуле (17.4) m = 100.

Число ступеней чистоты весьма различно для разных участков спектра, но можно

сказать, что в среднем оно равно примерно пятнадцати. Получится, что общее число

различаемых цветов 130×100×15 = 200 000. Но это число, безусловно, преувеличено, так как

мы не учли взаимосвязи между составляющими цвета: при понижении светлоты различить

цветовой тон становится труднее, снижение чистоты влияет на цветоразличение в том же

направлении. Фактически число различимых цветов раз в 10 меньше, повидимому,

составляет примерно 20 тыс. Некоторые атласы содержат 3000 накрасок, и различие между

ближайшими накрасками явно значительно выше порогового.

17.4. Информационная пропускная способность цветового зрения.

Часто говорят и пишут, что зрение дает человеку наибольшее количество информации

о внешнем мяре, скажем, 90% Попробуем выяснить, в какой мере способность различать

цвета увеличивает информа-ционную емкость зрения,

Информационная емкость Н и информационная пропускная способность С черно-

белого зрения была рассчитана нами в работе (33). Информационной емкостью зрения Н мы

называем максимальное коли-чество информации, которое может содержаться в

изображении на сетчатке. Общая формула для количества информации.

mNH

log= (17,5)

где Н – количество информации, бит; N – число разрешаемых элементов на сетчатке; m –

число градаций (яркости или цвета) в элементе; для зрения общее число элементов N можно

вычислить по формуле;

∫

)(

udu

(17.6)

где и – угол между зрительной осью и лучом, идущим из зрачка к данной точке сетчатки;

δ(и) – угловой предел разрешения как функция и; β – максимальный угол и, в пределах

которого рассчитывается число элементов N (2β – поле зрения в угловой мере).

Информационная пропускная способность зрения С равна емкости Н, умноженной на

частоту Υ, с ко-торой сведения об изображении на сэтчатке передаются в мозг. Так как

частоту можно считать величиной, обратной эффективному времени сохранения зрительного

впечатления (31),

С = Я/<К "(17.7)

Проведем расчет для уже выбранных нами условий L = 100 кд·м

, δ = 10' (для и = 0);

K = 0,032. Оставим для пропускной способности черно-белого зрения символ С; а для

цветовой снабдим его индексом С

. Нас интересует только отношение С

/С, и поэтому не

будем вычислять N по формуле (17.6): оно будет одинаковым и в числителе и в знаменателе.

Отношение будет зависеть только от m – числа градаций яркости для С и от числа

различимых цветов; назовем его m

для С

. Итак,

15,2

644,6

29,14

100log

20000log

log

====

ЦЦ

Итак, способность различать цвета в два с лишним раза повышает информационную

пропуокную способность зрения.

17.5. Цветовой контраст.

Различие между двумя полями, цвет которых различен, назыэают цветовым

контрастом. Между насыщенным красным цветом и малонасыщенным голубым контраст

очень, велик, а между спектрально-чистыми голубым н зеленым – гораздо меньше. Однако

таких определений, как большой контраст, нв очень большой, малый, явно недостаточно.

Сразу возникает вопрос, как научиться измерять цветовой котраст и выражать его

количественно.

Кажется, проще всего измерять контраст между двумя цветами, скажем Ц

и Ц

, в

порогах. Будем переходить от цвета Ц

к цвету Ц

через промежуточные цвета: Ц', едва

отличающийся от Ц

Ц′′, едва отличающийся от Ц', и т. д., пока не дойдем до цвета Ц

. Чем

больше промежуточных цветов прдется пройти, тем больше порогов между Ц

и Ц

, а

значит, тем больше контраст между ними. Мысль в общем правильная и плодотворная, но

при ее осуществлении возникают большие и притом принципиальные трудности, которые

мы обсудйм несколько дальше. А пока раесмотрим вопрос, нельзя ли непосредственно

измерить цветовой контраст,

17.6. Измерение цветовых контрастов методом дымки.

На рис. 17.3 изображена схема прибора для измереиия контраста методом наложения

дымки. Объясним принцип работы прибора сначала на примере измерения обычного

яркостного контраста К. Пусть два смежных поля в кружке 1 имеют яркости Lо и L. Контраст

между ними

K = (L

– L)/L

(17,8)

Будем считать, что яркость L, а следовательно, и контраст К нам неизвестны и контраст

подлежит измерению, Оператор, глаз которого обозначен цифрой 3, смотрит через

полупрозрачнов зеркало 2, в котором отражается свет от источника 6, освещающего

молочное стекло 4, создавая на нем яркость L

Рис. 17.3. Схемы установки для измерения цветового контраста методом дымки.

Таким образом, оператор восприиямает уже не полиый контраст К, а меньший контраст

К', который мы получим, добавив к яркостям L

и L яркость L

−

′

(17.9)

Придвигая лампу 6 к молочному стеклу 4, можно увеличить яркость L

до того, что К′

дойдет до пороговой величины ε,

К′ = ε (17.10)

Если пороговый контраст в данных условиях известен, контраст К можно вычислигъ,

разделив выражение (17.8) на (17.9). Решив {17.9) как уравнение для К, получим

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

ДД

εε

(17.11)

Методом наложения дымки давно уже пользуются в приборах, называемых

измерителями видимости. Сравнительно недавно его стали применять и для измерения

цветовых контрастов. В последние годы метод наложения дымки в области колориметрии

был разрабртан М. М. Гуревичем и В. Бернотасом (17).

В экспериментальной установке половины круга 1 (см. рис. 17.3) были двумя

полуполями фотометрического кубика. На них проецировали два излучения, цветности

которых были С и Со Яркости полуполей регулировали так, чторы они стала одинаковыми,

L = L

. На пути света, идущего от лампы 6 К молочному стеклу 4, ставился селективный

светофильтр 5, такой, чтобы цветность дымки С

стала равной цветности С

Наблюдая поля фотометрического кубика, двигают лампу 6 до тех пор, лока разница в

цвете полей кубика не перестанет ощущаться. Отмечают соответствующую этому яркость

дымки L′

. Придвинув лампу еще ближе к молочному стеклу, начинают ее отодвигать, пока

не появится разница в цвете полей кубика при этом отмечают соответствующую яркость L′′

Яркость дымки, отвечающую пороговому различению цветов, находят как среднее

)(

ДДД

LLL

′′

′

= (17,12)

На самом деле, конечно, L′

и L′′

измеряют многократно и берут для каждой величины

среднее значение.

Подставив в формулу (17.11) вместо контраста по яркости К

и порогового контраста

по яркости е цветовые величины К

(цветовой контраст) и ε

(порог цветоразличения),

получим

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

ЦЦ

(17.13)

Дробь, стоящая в скобках, в сущности, есть отношение двух цветов. К счастью (а

точнее, по предусмотрительности авторов работы) цветности С

и С

одинаковы, так что

отношение цве-тов равно просто отношению их яркостей L

и L

. Кроме того, в работе (17)

это отношение всегда было много больше единицы. так что им можно пренебречь. Наконец,

за единицу измереиия цветового контраста К

авторы приняли порог цветоразличения что и

прзволило переписать формулу (17.13) в виде

= L

(17.14)

17.7. Равноконтрастные системы.

Каждый цвет изображается точкой в цветовом пространстве. Возьмем два любых цвета

и Ц

Казалось бы, цветовой контраст между ними должен быть пропорционален

расстоянию между ними в цветовом пространстве. Однако такое предположение не

соответствует иетяне: большим расстояниям может соответствовать меньший контраст и

наоборот. Можно попытаться оценивать контраст по числу порогов на пути перехода от

цвета Ц

к цвету Ц

. Но тут оказывается, что число порогов зависит от пути перехода,

причем передвижению по прямой от цвета Ц

к цвету Ц

отнюдь не всегда соответствует

наи-меньшее число порогов. Здесь дело связано с особенностями геометрии цветового

пространства.

Приведем такой пример. Пусть А и Б – два удаленных друг от друга острова на Тихом

океане. Перед штурманом карта океана, и он должен проложить кратчайший путь кораблю,

Это не будет прямая, проведенная от А к Б, ибо карта – проекция на плоскость сферической

поверхности Земли, а не сама поверхность Земли (или океана). На сфере вообще нельзя

провести прямой линии, На любой неплоской поверхности линия, изображающая

кратчайший путь, называется геодезической линией. На поверхности Земли (если считать ее

приближенно сферой) геодезическая линия – это дуга большого круга, т. е. следа

пересечения земной поверхности плоскостью, проходящей через центр Земли и заданные

точки А и Б. На карте дуга большого круга изображается не прямой линией. Но сколько-

нибудь опытный штурман по не очень сложным формулам вычислит геодезическую линию

между А и Б, отложит ее на карте и поведет по ней корабль.

Хотелось бы найти такие формулы и для цветовых расчетов или, еще лучше, построить

такую систему координат цвета, в которой равным отрезкам линии, проведенной между

точками, изображающими любые два цвета, соответствовали бы равные цветовые контрасты,

т. е. равные числа порогов. Система, отвечающая таким требованиям, называется

равноконтрастной.

Задача построения равноконтрастной системы оказалась чрезвычайно трудной. Э.

Шредингер (68) считал, что, только приняв цветовое пространство не евклидовым, а

римановым, можно совместить аддитивные свойства цвета с нелинейными

закономерностями зрительных восприятий. Однако, если не ставить, такой задачи, то, как

показал А. Б. Матвеев (37, 38), равноконтрастное пространств можно рассматривать как

евклидово. А. Б. Матвеев не только доказал возможность построения такого пространства, но

и построил соответствующую систему (в сотрудничестве с Н. М, Беляевой (38)).

Следует сказать, что, разрабатывая вопросы высшей метрики цвета, А. Б, Матвеев

тесно связывает их с практаческими задачами светотехники, архитектуры и т. д. Так,

например, его работы. легли в основу ГОСТ 11533–74 для определения цветоустойчивости

етроительных отделочных материалов.

Было построено много моделей равноконтрастного цветового пространства. Сейчас по

решениям МКО предложено пользоваться двумя системами: L*U*V* и L*а*b* (23).

Первая система равноконтрастного цветового пространства:

L* = 116(y′/y

)

1/3

– 16;

U* = 13L*(и – и); (17,15)

V* = 13L*(υ – υ

);

здесь все величины, стоящие справа, выражаются через координаты системы ХУZ, а именно

y', вычисляемый по формулам (8.27) и (8.28), т. е. нормированный так, что 0 < у' < 100;

zyx

′

315

;

315

;

, и и υ

– значения для белого света, т. е. для цвета одного из стандартных источников: А, В,

С или D

65,

для которого проводятся расчеты.

Цветовое различие ∆Е(L*U*V*) между двумя Ц

выражается как длина отрезка между

изображающими эти цвета в пространстве:

∆E(L*U*V*) = ((L*

– L*

)

+ (U*

– U*

)

+ (V*

– V*

)

1/2

Вторая система:

L* = 116(y′/y

)

1/3

– 16;

а* = 500((x′/x

)

1/3

– (y′/y

)

1/3

); (17,16)

b*=200((y′/y

)

1/3

– (z′/z

)

1/3

Значение Y – то же, что в формулах (17.15), т. е.0<y′<100; x′

, y′

, z′

– значения

координат х′, y′, z′ для стандартных источников А, В, С или D

Цветовое различие ∆Е(L*а*b*) между цветамн Ц

и Ц

тоже выражается отрезком

прямой

∆Е(L*a*b*) = ((L*

– L*

)

+ (a*

– a*

)

+ (b*

– b*

)

1/2

В идеальном равноконтрастном пространстве пороговые эллипсоиды должны

обращаться в сферы одийакового радиуса по всему цветовому пространству, а эллипсы на

плоскости цветности – в равные по радиусу окружности.

Ни одна из предложенных равиоконтрастных систем не удовлетворяет этому условию,

но все же они в какой-то мере лучше выражают зрительные, оценки цветовых различий, чем

системы ХУZ или RGB и поэтому равноконтрастными системами (следовало бы сказать,

квазиравноконтрастными) приходится пользоваться при составлении атласов цвета,

установлении допусков на цвет выпускаемых промышленностью товаров и при решении

ряда других задач. Попытки создать более совершенную равноконтрастную систему не

прекращаются и в настоящее время,

17.8. Сравнение различных колориметрических систем измерения двета и

равноконтрастных систем.

В предыдущем параграфе мы познакомили читателя с двумя равноконтрастными

системами измерения цвета, и так как больше никаких систем мы вводить не будем, здесь,

пожалуй, уместно подвести некоторые итоги, т. е. сравнить все пять систем: три

колориметрические и две равноконтрастные. Есть все основания считать систему RGВ

основной, Идея ее яроста и понятна, три основных цвета физически осуществимы и могут

быть применены в колориметре.

Основные цвета системы ХУZ неосуществимы, не могут быть применены в визуальном

колориметре, существуют как некоторое математичесрое понятие, как линейная функция

реальных цветов. Однако несомненное удобство системы ХУZ – то, что координаты всех

реальных цветов положительны и яркость связана только с одной координатой, привело к

тому, что система RGB сейчас почти вытеснена системой ХУZ. Все же не следует забывать,

что система ХУZ рождена системой RGB и без нее лишается своей рпоры и смысла. Это и

побудило нас начать с системы RGB и довольно подробно рассказать о ней.

Система λ, р, L занимает несколько особое положение. Она очень наглядна, ее

координаты непосредственно связаны с нашими ощущениями. Доминирующую длину волны

λ, мы воспринимаем как цветовой тон, т. е. то, что мы собственно и зовем цветом Чистоту р

мы воспринимаем как насыщенность, т. е интенсивность окраски, а яркость L (или

коэффициент отражения р) – как светлоту.

Недостаток системы для колориметриста очевиден: три ее координаты имеют разные

размерности и совершенно непонятно, что с ними делать, например, при сложении цветов.

Однако координаты λ, р, L можно однозначно перевести в координаты системы RGB или

ХУZ и проводить с ними любые колориметрические расчеты.

Итак, все три системы точно выражают цвет, связаны между собой, пригодны для

решения любых колориметрических задач, и цвет можно перевести из одной системы в

другую.

Системы, определяемые формулами (17.15) и (17.16), принципиально отличаются от

трех предыдущих, относясь к той области цветоведения, которую Шредингер назвал высшей

метрикой цвета В гл. 16 мы старались как можно нагляднее показать разницу между цветом

как физйческой величиной и ощущением цвета. Цвет как физическая величина находится

полностью в компетенции точной науки колориметрии, а цвет как восприятие, как ощущение

– в компетенции психологии. Формулы (17.15) и (17.16) следует рассматривать как попытку,

более или менее успешную, перекинуть мост между двумя сущностями цвета. Однако

следует помнить, что координаты L*, U*, V* или L*, а*, b* нельзя; однозначно перевести в

координаты системы х', у', z' или другой колориметрической системы, так как входящие в

формулы пересчета величины и

и со или х'

, у'

и z'

зависят от стандартного источника

света А, В, С или D

для которого ведется расчет.

Свою основную задачу (ради которой они и созданы) – сделать цветовое пространство

равноконтрастным, изотропным обе системы выполняют весьма приближенно. Удивляться

этому не приходится: связать физику с психологией – явно нелегкая задача, Конечно,

равноконтрастные системы непригодны для сложения цветов и других колориметрических

операций.

Глава 18. Сигнальные огни.

18.1. Сигнализация огнем.

Сигнализация огнем – очень давнее изобретение человека. Чтобы передать на довольно

большое расстояние сигнал, на какой-нибудь возвышенности зажигался костер. Конечно,

передать можно было только одно, заранее обусловленное сообщение (горит или не горит –

один бит информации), например весть о вторжении врага. Впрочем, варьируя число огней,

можно было и разнообразить смысл сообщения.

Исторически обусловлено, что мы и сейчас называем световой сигнал сигнальным

огнем, хотя пламя как источник света уже редко применяется. Ведь и в повседневной речи

мы говорим: «Зажгите свет» вместо того, чтобы сказать «Включите лампу».

Разнообразить смысл светового сигнала весьма удобно, меняя его цвет. Это и привело к

широкому использованию цвета в световой сигнализации.

18.2. Видимость точечного источника света.

Световая сигнализация широко применяется для регулировки движения на железных

дорогах, на шоссе, в городах и селениях. Осуществляется она с помощью светофоров.

Светофор должен быть рассчитан так, чтобы водитель мог своевременно увидеть свет и

различить его цвет, т. е. понять смысл сигнала.

В основу расчета дальности видимости огня, т. е, максимального расстояния l

, с

которого виден сигнал светофора, кладутся данные о световых и цветовых порогах. На

пределе видимости угол α, под которым водитель видит сигнальный огонь светофора, мал и

огонь можно принять за точечный источник света. Видимость точечного источника зависит

не от его яркости L и площади S в отдельности, а от силы света I, которая равна

произведению LS, На расстоянии l источник, сила света которого I, создает на зрачке

наблюдателя освещенность

Е = I/l

. (18.1)

Рис. 18.1. Хроматический порог.

Освещенность на зрачке от точечного источника называют блеском источника.

Наблюдатель видат, источник света, если блеск его Е не меньше некоторой пороговой

величины Е

, которой и отвечаёт предельная дальность видимости l

При изучении порогового блеска обнаруживается его важная особенность. Если,

находясь за пределами видимости источника, наблюдатель начинает приближаться к нему,

то на некотором расстоянии /

он заметйт светлую точку и только на более близком

расстоянии l

сможет опознать его цвет. Соответствующий расстоянию l

блеск источника

назовем E

– минимальный блеск, позволяющий опознать цвет огня.

Зависимость Е

от длины волны λ на которой излучает источник света, изучена Л. И.

Демкиной (21, 22). График этой зависимости приведен на рис. 18.1. Штрихами проведена

прямая, указывающая ахроматический порог E

= 4,5·10

-8

лк (среднее мёжду порогом на

появление и порогом на исчезновение, полученными Л. И. Демкиной для красного света).

Отношенйе Е

/Е

можно назвать ахроматическим интервалом, Мы видим, что он сильно

зависит от длины волны света огня. Минимальное значение (1.44) ахроматический интервал

имеет для красного огня (λ > 640 нм), максимальное (33) – для желто-зеленого (λ = 560 нм).

Ахроматический интервал для зеленого (λ = 510 ÷ 520 нм) равен 2,4 для желтого (λ = 580 нм)

это 3,3.

Если не учитывать влияния атмосферы, можно получить простую связь между l

и l

ПЦПЦ

EEll /= . (18,2)

18.3. Выбор цветов для светофоров.

Принято считать, что в спектре мы различаем семь основных цветов: фиолетовый,

синий, голубой, зеленый, желтый, ораижевый, красный. Почему именно семь? Быть может,

это как-то связано с тем, что с древнейших времен числу семь придается особое,

мистическое значение: семь светил небесных (Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс,

Юпитер, Сатурн), остальные недоступны невооруженному глазу; семь основных тонов

музыкальной гаммы; семь дней недели. Все же нужно сказать, что названные семь цветов,

действительно, ясно отличаются друг от друга, а введение более мелких интервалов легко

приводило бы к путанице. '

Для регулировки движения различных видов транспорта применяется еще меньше

цветов: на железнодорожном транспорте пять (красный, желтый, зеленый, синий и белый),

для регулировки движения автотранспорта три цвета (красный, желтый и зеленый).

Запретительный сигнал – .всегда красный. Такой выбор неслучаен. Прежде всего

вспомним, что для красного цвета ахроматический интервал наименьший, т. е. при

приближении к красному источнику наблюдатель, заметив световой сигнал, довольно

быстро воспринимает его красным, Кроме того, светофоры излучают довольно широкую

полрсу спектра Коротковолновое излучение сильно поглощается атмосферой. Поэтому свет,

проходя через атмосферу, в той или иной мере краснеет. Вспомним солнечные лучи на

закате. Так вот, если водитель примет зеленый сигнал за красный и остановит поезд или

автомашину, большой беды не будет. Но если бы красный был разрешающим сигналом и

водитель принял бы за красный другой сигнал (запрещающий), могла бы произойти

катастрофа.

Для всех трех основных цветов – зеленого, желтого и красного – ахроматический

интервал сравнительно мал (во всяком случае по сравнению с этим интервалом для желто-

зеленого цвета). Если мы заметим огонь (не различая еще цвета) с расстояния 1 км, то цвет

красного мы различим с расстояниа 830 м, зеленого – с 650 м, желтого – с 550 м. На

транспорте зеленый сигнал разрешает движение, красный – запрещает, желтый сигнал –

промежуточный, загорающийся при смене двух основных сигналов. Для пешехода даются

только два сигнала: красный, подсвечивающий изображение неподвижного человека, и

зеленый, который высвечивает изображение шагающего человека.

Исследования сигнальных огней и их технических характеристик были проведены в

разных странах разными учеными, В качестве наиболее полного исследования такого рода

можно назвать работу Г. Н. Раутиана и Н. И. Сперанской (50). В ней изучены и способность

наблюдателей различать цвета, и влияние атмосферы на дальность видимости и на цветность

сигнала, и выбор светофильтров для светофоров. Цветность сигнального огня определяется

источником света в сочетании со светофильтром.

Научные исследования кладутся в основу стандартизащш дорожных сигналов. В

Советском Союзе дорожную сигнализацию регламентирует сейчас ГОСТ 25695–85

«Светофоры дорожные. Общие технические условия». В нем указаны границы, в которых

должны лежать цветности огней: зеленого, желтого, красного и белого (рис. 18.2). Каждый

участок имеет форму четырехугольннка. В стандарте указаны координаты цветности

угловых точек этих площадей (табл. 18.1).

Рис. 18.2. Цветность сигнальных огней. З – зеленый; Ж– желтый; К – красный; ЛБ –

лунно-белый.

Может вызвать удивление большая разница в площадях, лимитирующих область

цветности каждо-го из сигналов. Площадь зеленого во много раз больше, чем площади

желтого и красного. Но следует принять во внимание особенности масштаба графика.

Таблица 18.1. Цветность сигнальных огней.

Значения координат угловых точек цветовых областей (1–4

на рис. 18.2)

Цвет сигнала Координаты

цветности

1 2 3 4

Красный

0,670

0,320

0,680

0,320

0,710

0,290

0,700

0,290

Желтый

0,546

0,426

0,560

0,440

0,618

0,382

0,612

0,382

Зеленый

0,028

0,385

0,009

0,720

0,321

0,493

0,228

0,351

Лунно-белый

0,285

0,332

0,440

0,432

0,440

0,382

0,285

0,264

Взгляните, например, на рис. 17.1 и обратите внимание на то, как неравномерно

расположены точки, указывающие длины волн на линии спектрально-чистых цветов.

Отрезки кривой между точками очень коротки по краям спектра и лежат далеко друг от

друга в его середине, в области зеленых цветов. Подсчитаем ∆λ, – допуск на цветность по

цветовому тону Для зеленого это разность длин волн, соответствующих точкам 1 и 2 на

рис. 18.2, для красного и желтого разность длин волн, соответствующих точкам 2 и 3.

Координаты этих точек приведены в табл 18.1. Поскольку все эти точки лежат на линии

спектрально-чистых цветов, найдем для каждои точки длину волны λ, а затем и разности

длин волн ∆λ. Расчет показывает, что для зеленого ∆λ = 14 нм.для красного ∆λ = 16 нм, для

желтого ∆λ = 11 нм. Таким образом, допуск на цветовой тон для зеленого оказался даже

меньше, чем для красного.

В стандарте сказано, что координаты цветности проверяются фотоэлектрическим или

визуальньш ко-лориметром при источнике света А (Т

= 2856 ± 10 К) или определяются с

помощью спектрофотометров. Допускается применение метода визуального сравнения

светофильтров-рассеивателей и светофильтров-линз с цветом эталонных образцов,

утвержденных в установленном порядке.