Спектральный цвет

Радуга — это разложение белого света на *все* спектральные цвета.

Спектральный цвет — это цвет , который вызывается монохроматическим светом либо спектральной линией с одной длиной волны или частотой света , то есть в видимом спектре , либо относительно узкой спектральной полосой (например, лазерами ). Каждая волна видимого света воспринимается как спектральный цвет; если рассматривать их как непрерывный спектр , эти цвета выглядят как знакомая радуга . Неспектральные цвета (или экстраспектральные цвета ) вызываются комбинацией спектральных цветов.

В цветовых пространствах

В цветовых пространствах , которые включают все или большинство спектральных цветов, они образуют часть границы набора всех реальных цветов. При рассмотрении трехмерного цветового пространства (которое включает яркость ) спектральные цвета образуют поверхность . При исключении яркости и рассмотрении двумерного цветового пространства ( диаграммы цветности ) спектральные цвета образуют кривую, известную как спектральный локус . Например, спектральный локус диаграммы цветности CIEXYZ содержит все спектральные цвета (на взгляд обычного наблюдателя).

Трихроматическое цветовое пространство определяется тремя основными цветами , которые теоретически могут быть спектральными цветами. В этом случае все остальные цвета по своей сути неспектральны. В действительности спектральная полоса пропускания большинства основных цветов означает, что большинство цветовых пространств полностью неспектральны. Из-за различных свойств цветности разных спектральных сегментов, а также из-за практических ограничений источников света фактическое расстояние между цветами чистого цветового круга RGB и спектральными цветами показывает сложную зависимость от оттенка . Из-за расположения основных цветов R и G вблизи «почти плоского» спектрального сегмента цветовое пространство RGB достаточно хорошее с аппроксимацией спектрального оранжевого, желтого и яркого (желтовато) зеленого цвета , но особенно плохо воспроизводит визуальное представление спектральных цветов. вблизи центрального зеленого цвета и между зеленым и синим, а также крайние спектральные цвета, приближающиеся к ИК или УФ .

Спектральные цвета повсеместно включены в научные цветовые модели, такие как CIE 1931, но промышленные и потребительские цветовые пространства, такие как sRGB, CMYK и Pantone , обычно не включают какие-либо спектральные цвета. Исключения включают Rec. 2020 , который использует три спектральных цвета в качестве основных (и, следовательно, включает только эти три спектральных цвета), а также цветовые пространства, такие как цветовое пространство ProPhoto RGB , в котором в качестве основных используются воображаемые цвета.

В цветовых моделях, способных представлять спектральные цвета, ^{[ примечание 1 ]}^{[ 1 ]} например, CIELUV , спектральный цвет имеет максимальную насыщенность. В координатах Гельмгольца это описывается как 100% чистота .

В дихроматических цветовых пространствах

В дихроматическом цветовом зрении нет различия между спектральными и неспектральными цветами. Вся их гамма может быть представлена спектральными цветами. ^{[ примечание 2 ]}

Термины спектрального цвета

Спектр часто делится на цветовые термины или названия, но приведение границ между цветовыми терминами к определенной длине волны очень субъективно.

Первым человеком, разложившим белый свет и назвавшим спектральные цвета, был Исаак Ньютон . На ранних этапах изучения радиометрии Ньютон не мог измерить длину волны света, но его эксперименты повторялись одновременно, чтобы оценить длины волн, на которых, вероятно, лежали границы его цветового термина. ^{[ 2 ]} Цветовые термины Ньютона включали красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый; эта цветовая последовательность до сих пор используется для описания спектральных цветов в разговорной речи, а мнемоника для нее широко известна как « Рой Г. Бив ».

В современных разделах спектра индиго часто опускается. ^{[ сломанный якорь ]} цвет сине-зеленый иногда включается . Некоторые утверждали, что индиго Ньютона было бы эквивалентно нашему современному синему, а его синий — нашему сине-зеленому. Однако его неинтуитивный выбор можно объяснить лучше. В таблице ниже обратите внимание, что длина волны не пропорциональна оттенку (который примерно единообразен по восприятию). Цветовые системы, такие как ISCC-NBS, пытаются разделить спектр на участки, которые кажутся единообразными по восприятию. С другой стороны, секции Ньютона примерно одинаковы по размеру, как они физически выглядели бы в дифрагированном спектре, т.е. каждая «ширина» около 40 нм. В этой теории секции были разделены без влияния его собственного восприятия, и каждому разделу затем было присвоено имя, которое лучше всего соответствовало его среднему цвету. Напротив, участки спектра ISCC-NBS сильно различаются по диапазону длин волн, но более согласованы в диапазоне оттенков . Оба случая отклоняются от основных цветовых терминов, используемых в английском языке, лишь некоторые из которых являются спектральными цветами.

В таблице ниже приведены несколько определений, в которых спектральные цвета классифицируются по цветовым понятиям . Оттенок , который вызывает данный монохроматический свет , приведен в правой части таблицы.

Спектральные цветовые классификации
нм	Ньютон * ^{[ 2 ]}	ISCC-НБС * ^{[ 3 ]}	Малакара ^{[ 4 ]}	Справочник CRC ^{[ 5 ]}	Хюэ *
380	Фиолетовый	Фиолетовый	Фиолетовый	Фиолетовый	250°
390					250°
400					250°
410					249°
420					249°
430	Индиго		Синий		249°
440	Индиго	Синий			247°
450	Синий			Синий	245°
460					242°
470					238°
480					226°
490	Зеленый	Сине-зеленый			190°
500		Зеленый	Голубой	Зеленый	143°
510			Голубой		126°
520			Зеленый		122°
530	Желтый				117°
540					113°
550		Желто-зеленый			104°
560					93°
570			Желтый	Желтый	62°
580	Апельсин	Желтый	Апельсин	Желтый	28°
590		Апельсин		Апельсин	14°
600		Апельсин			7°
610		Красный			5°
620	Красный			Красный	3°
630			Красный		2°
640					1°
650					1°
660					1°
670					0°
680					0°
690					0°
700					0°
710					0°
720					0°
730					0°
740					0°
750

Экстраспектральные цвета

Среди некоторых цветов, не являющихся спектральными цветами:

Цвета в оттенках серого (ахроматические), такие как белый , серый и черный .
Любой цвет, полученный путем смешивания цвета шкалы серого и другого цвета (спектрального или нет), например розового (смесь красноватого цвета и белого) или коричневого (смесь оранжевого и черного или серого).
Фиолетово - красные цвета, к которым относятся цвета линейки пурпурных (например, пурпурный и розовый ), а также другие вариации фиолетового и красного.
Невозможные цвета , которые невозможно увидеть при обычном освещении, например, перенасыщенные цвета или цвета, которые кажутся ярче белого.
Металлические цвета , которые эффектно отражают свет.

Примечания

^ Системы HSL и HSV не подходят, поскольку многие спектральные цвета лежат довольно далеко от их гаммы .
^ Это справедливо для дихроматов с фоторецепторными клетками с перекрывающимися кривыми спектральной чувствительности . Если бы кривые спектральной чувствительности не перекрывались, то все цвета, кроме крайних (когда один из колбочек не возбужден), были бы неспектральными. Однако не существует известных систем зрения, в которых кривые спектральной чувствительности колбочек не перекрываются.

Ссылки

^ «Восприятие цвета» (PDF) . курсы.washington.edu .
^ Перейти обратно: ^а ^б Макларен, К. (1985). «Индиго Ньютона». Исследование и применение цвета . 10 (4): 225–229. дои : 10.1002/col.5080100411 .
^ Келли, Кеннет Л. (1 ноября 1943 г.). «Цветовые обозначения огней». Журнал Оптического общества Америки . 33 (11): 627. doi : 10.1364/JOSA.33.000627 .
^ Малакара, Дэниел (2011). Цветовое зрение и колориметрия: теория и приложения (2-е изд.). Беллингем, Вашингтон: SPIE. ISBN 9780819483973 .
^ Бруно, Томас Дж. (2006). Справочник CRC по фундаментальным диаграммам спектроскопической корреляции . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 9780849332500 .

[1] Системы HSL и HSV не подходят, поскольку многие спектральные цвета лежат довольно далеко от их гаммы .

[3] Это справедливо для дихроматов с фоторецепторными клетками с перекрывающимися кривыми спектральной чувствительности . Если бы кривые спектральной чувствительности не перекрывались, то все цвета, кроме крайних (когда один из колбочек не возбужден), были бы неспектральными. Однако не существует известных систем зрения, в которых кривые спектральной чувствительности колбочек не перекрываются.

[2] «Восприятие цвета» (PDF) . курсы.washington.edu .

[mclaren-4] Перейти обратно: ^а ^б Макларен, К. (1985). «Индиго Ньютона». Исследование и применение цвета . 10 (4): 225–229. дои : 10.1002/col.5080100411 .

[5] Келли, Кеннет Л. (1 ноября 1943 г.). «Цветовые обозначения огней». Журнал Оптического общества Америки . 33 (11): 627. doi : 10.1364/JOSA.33.000627 .

[6] Малакара, Дэниел (2011). Цветовое зрение и колориметрия: теория и приложения (2-е изд.). Беллингем, Вашингтон: SPIE. ISBN 9780819483973 .

[7] Бруно, Томас Дж. (2006). Справочник CRC по фундаментальным диаграммам спектроскопической корреляции . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 9780849332500 .

[ примечание 1 ]

[ 1 ]

[ примечание 2 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]