A színészlelés fiziológiai alapjai

Az előadások a következő témára: "A színészlelés fiziológiai alapjai"— Előadás másolata:

1 A színészlelés fiziológiai alapjai
Szabó Ferenc

2 A szem szerkezetének fejlődése
Különböző fajokban különböző, mégis azonos gének működnek a kifejlesztésében pl. a légy és az egér esetében. A primitív szemben is a rhodopsin a fotopigmens, (600 millió éves) S és L (vagy M fotopigmens 500 millió éves (régebbi, mint a gerincesek).

3 Az emberi szem

4 Szem transzmisszió Folytonos vonal: Cornea és aqueous humor
Szaggatott vonal: minden a retina előtt

5 Látótér és mélységi látás
Emberi látás 208°-os szöget fog be vízszintesen Éles látás kb. 0,15 dioptrián belül: pl. 0,7 m – 1,8 m

6 Az emberi szem, részletek

7 A retina keresztmetszete

8 Receptorok Receptorok egy energiafajtát másikká alakítanak
Pálcikák, 120 x 106, szkotopos látás,V’(l), max érzékenység 507 nm. Csapok, 6 x 106, fotopos látás Pálcika látás kb. 100-szor érzékenyebb, de vörösben nem: sötétkamra világítás Fovea centralisban, 0,2 – 0,3 mm átmérő (kb. 1°): csap/mm2

9 Csap és pálcika eloszlás

10 Sejt elhelyezkedés a foveolaban, leképeződés az agyban
Foveola kb. 0,01 %-a a retina területének, de az agyban a látókéreg 8 %-ra képeződik le. 0,4 szögperc-re vannak a csapok a foveolaban.

11 A fovea szerkezete

12 Csapok és pálcikák

13 Csapok Hosszú hullámhosszú, Long wavelength sensitive, érzékenység max.: 560 nm. Közepes hullámhosszú, Meddium wavelength sensitive, érzékenység max.: 530 nm. Rövid hullámhosszú, Short wavelength sensitive, érzékenység max.: 425 nm. Arányuk durván: L:M:S=32:16:1, de nagy egyéni szórás

14 A 3 csapféleség színképi érzékenysége

15 A foveális retina sematikus szerkezete

16 Retina képek adaptív optikával és anélkül

17 Adaptív optikai rendszer sematikus vázlata
Caroll J, Gray DC, Roorda A, Williams DR: Recent advances in retinal imaging with adaptive optics, Opt. & Photonics News, Jan. 2005, 161,

18 Csap – pálcika időfüggés
Pálcikák: kb. 100 ms-os szummáció Csapok: 10 ms – 20 ms szummáció Hz-ig villogás érzet

19 Fotopos – mezopos – szkotopos látás
fénysűrűség, cd/m2 : Oftalmologiai fénysűrűség egység, retinális megvilágítás: 7 mm-es pupilla esetén 1 troland = 0,01 cd/m2

20 Fotopigmensek Pálcika: rhodopsin, áll az opsin-ből (egy protein) és a retinal-ból (A-vitamin származék) Csapokban különböző opsinok (meghatározzák az abszorpciós színképet) A retinal elnyeli a fényt: alakját változtaja, photoisomerizáció, esetleg kettétörik – kifakul.

21 Pálcikák és csapok működése
Sötétben Na+ ionok áramlanak a külső szegmensbe Fény hatására a cGMP csatornák zárnak Sötétben 50 pA-es sötétáramot kapcsol ki a fény, a membrán hiperpolarizációja –40mV-ról –70mV-ra nő. cGMP: cyclic guanosine monophosphate továbbítja az információt a fényabszorpció és a sejt membrán közt

22 Pálcikák és csapok összehasonlítása
Nagy érzékenység Sok fotopigmens Nagy belső erősítés Telítődik nappali megvilágítás esetén Lassú, hosszú integrációs idő Beeső szórt fényre érzékeny Csapok Kevésbé érzékenyek Kevesebb fotopigmens Kisebb belső erősítés Nagyobb telítési fénysűrűség Gyorsabb működés, rövidebb integrációs idő, nagyobb időbeli felbontás Nagyobb tengely irányú érzékenység

23 Fotopigmensek kódolása
A DNS molekulán a nukleotidok sorrendje kódolja fotopigmenst A rhodopszint kódoló gene a 3. kromoszomán van, az S-csap pigmnest kódoló a 7. Kromoszomán, az L és M pigmenst kódoló az X kromoszomán, és a 364 kódoló közül csak 15 különböző. Kis különbségek az L és az M pigmensekben is vannak.

24 Csap sejt csoportok a retinában
L, M, S csapok H1 és H2 horizontális sejtek, hozzájárulnak az antagonisztikus jel/környezet jelek kialakításához, különböző L,M, pálcika kapcsolatok (amakrin sejtek) B bipoláris sejtek, itt már centrum/környezet antagonisztikus hatások: On- és Off centrum sejtek G ganglion sejtek: MC magnoceluláris):in- és dekrementáló PC (parvoceluláris):2-2 in-és dekrementáló KC (konioceluláris):2 inkrementáló

25 Az antagonisztikus (L-M), (S-L,M) és L+M jelekből az agyban kialakuló észleleti szín-dimenziók

26 Radiometria, fotometria, színmérés

27 Jelenségek leírására használt három kategória
Kategóriák mechanikai pld. fotometria Jelenség Mennyiség Egység világosság vagy láthatóság fénysűrűség cd/m2 távolság hosszúság méter

28 Radiometria, fotometria, színmérés
A radiometria az optikai sugárzást fizikai mennyiségek formájában határozza meg. A fotometria ezt a sugárzást az átlagos emberi megfigyelő látására jellemző színképi függvény alapján értékeli. A színmérés a színészleléshez kíván objektíven mérhető mennyiségeket rendelni.

29 RADIOMETRIA Elektromágneses sugárzás
optikai sugárzás: 100 nm – 1 mm hullámhosszú elektromágneses sugárzás látható sugárzás: 380 nm – 780 nm fény: a látható sugárzás által kiváltott észlelet

30 Elektromágneses színkép

31 Radiometriai segédmennyiségek
d térszög: a sugárkúp által a gömbfelületből kimetszett terület és a gömbsugár négyzetének hányadosa: d=dA/r2

32 Színképfüggő mennyiségek
hullámhossz függés: X() szűrő áteresztés színképi eloszlás: dX/d  X Katódsugár-csöves monitor fényporainak színképi eloszlás

33 Radiometriai mennyiségek
Megnevezés Term Jele Egysége sugárzott energia radiant energy Q joule, 1 J  1 kgm2s-2 sugárzott teljesítmény radiant flux  vagy F watt (Js-1) besugárzás irradiance E Wm-2 sugárerősség radiant intensity I Wsr-1 sugársűrűség radiance L Wm-2sr-1

34 Radiometriai mennyiségek összefüggései
sugárzott teljesítmény  , F watt (Js-1) teljesítmény eloszlás   d/d Wm-1 sugárzott energia Q joule, 1 J  1 kgm2s-2 besugárzás E  d /dA E Wm-2 sugárerősség I  d /d I Wsr-1 sugársűrűség L  d2/(d dA cos) L Wm-2sr-1

35 Besugárzás E  d /dA

36 Sugárerősség, pontszerű forrás
I  d /d

37 Sugársűrűség A sugárzó felület dA felületeleme által a felület normálisától (n)  szögre elhelyezkedő irányban, a d elemi térszögben kibocsátott d sugáráram L  d2 /(d dA cos) , spektrális sugársűrűség: L  dL /d  = d3 /(d dA cos d)

38 Távolságtörvény (inverse square law)
d  I d d  dA2/d2 d /dA2  E2  (I d)/dA2  (I dA2)/(dA2 d2) = E2  I / d2

39 Általánosított távolságtörvény
dE2  (L cos1 cos2 dA1) / d2

40 Lambert sugárzó Lambert radiator
sugársűrűsége szögfüggetlen: L()  L(,)  const.

41 Tükrös és diffúz reflexió

42 Lambert (reflektáló) felület
egyenletesen diffúzan reflektáló felület nincs tükrös reflexiója reflexiós együttható:  = refl/ be refl = be cosd r a reflektált sugársűrűség irányfüggetlen: Lrefl (d)= const.

43 Lambert reflektáló megvilá-gítás: E
visszavert sugárzás, a sugár-sűrűség irány-független:

44 Lambert cosinus törvény

45 Lambert sugárzó fénysűrűsége független a ,  szögtől
mivel a gömb felületén: dA2 = R sin  R d és az elemi térszög: d = sin  d d a vetített térszög pedig: dp = sin  d d cos  A féltérbe kisugárzott össz-fényáram: M =  / dA

46 A féltérbe kisugárzott fényáram:
Lambert sugárzó esetén:

47 Fotometria az optikai sugárzást a látószerv színképi érzékenységének megfelelően értékeli vizuális alapkísérlet: fényinger egyenlőség határvonal eltünése villogás minimum azonos világosság:ez más összefüggést ad!

48 Villogásos fotometria
világosságészlelet egyenlőség meghatározása bizonytalan két fényingert felváltva juttatva a szembe, frekvenciát növelve, előbb szűnik meg a színkülönbség észlelet, mint az intenzitás észlelet (10 – 20 Hz-es tartomány)

49 Villogásos fotométer elvi felépítése

50 Mit ír le a V (l) -láthatósági függvény?
heterochromatikus villogásos fotometria eltünő-éles heterochromatikus fotometria látásélesség kritikus fúziós frekvencia látszólagos mozgás minimalizálás reakcióidő

51 Láthatósági (visibility) függvények
Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (Commission Internationale d‘Éclairage, CIE) 1924-ben szabványosította a V(l)-görbét (világosban, fotopos látás) : 3 cd/m2 fölött érvényes 1954-ben a V’(l)-görbét (sötétben, szkotopos látás): 10-3 cd/m2 alatt érvényes További láthatósági függvények: V10(l): nagylátószögű, 10°-os látószögre VM(l): módosított láthatósági függvény

52 Láthatósági függvények

53 A V (l) -láthatósági függvény
A kék színképtartományban korrekció: VM(l)- láthatósági függvény. Új ajánlás, mely a vörös és infravörös színképtartományban is ad korrekciót. Korrigált függvények csak tudományos célra, gyakorlati fotometria számára marad a V (l)- láthatósági függvény.

54 Világosban és sötétben való látás színképi érzékenysége

55 A fotometria kísérleti alapja
szimmetria: ha AB, akkor BA; tranzitivitás: ha AB és BC, akkor AC; arányosság: ha AB, akkor aAaB; additivitás: ha AB, CD és (A+C)(B+D), akkor (A+D)(B+C) itt A, B stb. fényinger (stimulus): a sugársűrűség és a láthatósági függvény adott hullámhosszon vett értékének szorzata: pl. ALV() , általánosítva a sugárzás teljesítmény-eloszlását írhatjuk: SV().

56 A V (l) -láthatósági függvény használata

57 A fotometria alapjai a fenti összefüggések alapján a monokromatikus komponenseket összegezhetjük: ez adja a fotometria és radiometria kapcsolatát

58 A fotometria alapjai Nappali (fotopos) látás: V() , csapok közvetítik
sötétben (szkotopos) látás: V’() , pálcika-látás; szembíbor (rhodopsin), additivitás és proporcionalitás fennáll:

59 Fotometriai mennyiségek és egységek - 1
k és k’ konstansok: ahol Km = 683 lm/W alapján definiálhatjuk a fényáram egységét a lument. De a fényerősség egysége, a kandela az alapegység. K’m = 1700 lm/W Fényáram jele:lm, egysége a lumen.

60 Fotopos, mezopos, szkotopos fotometria

61 Fotometriai mennyiségek és egységek - 2
fényerősség a pontszerű fényforrásból adott irányban, infinitezimális térszögben kibocsátott fényáram és a térszög hányadosa: jele: cd, egysége: kandela, 1 cd = 1 lm/sr

62 A kandela definíciója A kandela fényerősség SI egysége: azon Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó fényforrás fényerőssége adott irányban, amelynek sugárerőssége ebben az irányban 1/683 W/sr.”

63 A fényáram származtatása a fényerősségből

64 Fénysűrűség egysége:cd/m2, jele: Lv
a dA1 felületelemet elhagyó (azon áthaladó vagy arra beeső) és adott irányt tartalmazó d térszögben sugárzott dF fényáramnak, valamint az elemi térszögnek és a felületelem adott irányra merőleges vetülete szorzatának hányadosa: egysége:cd/m2, jele: Lv

65 Megvilágítás Az adott pontot tartalmazó felületelemre beeső fényáramnak és ennek a felületelemnek a hányadosa egysége: lux, jele:lx; 1 lx = 1 lm/m2

66 Kontraszt, kontrasztviszony
kontraszt: ahol Lt a jel (target) fénysűrűsége Lb a háttér (background) fénysűrűsége kontrasztviszony:

67 Hatásfok, fényhasznosítás
sugárzási hatásfok, jel:  a sugárzó sugárzott és felvett teljesítményének hányadosa sugárforrás fényhasznosítása, egysége: lm/W a kibocsátott fényáram és a sugárzó által felvett teljesítmény hányadosa

68 Fényforrások fényhasznosítása
Fényforrás típusa Fényhasznosítás (lm/W) Izzólámpa/halogén izzó 14,4 / 17 LED 60 … 150 Kompakt fénycső 85 Nagynyomású fémhalogén lámpa 90 Nagynyomású Na-lámpa 116 Kisnyomású Na-lámpa 206

69 Mezopos fotometria CAD laboratóriumokban és irányító központokban előforduló számítástechnikusi feladat útvilágítás 3 cd/m2 és 10-3 cd/m2 közötti fénysűrűség tartomány szem színképi érzékenysége V(l)-tól V’(l) felé tolódik el.

70 Szkotopos, mezopos és fotopos tartomány

71 Láthatósági függvények

72 Fényhasznosítás változása
L, lámpa: cd/m2 Na cd/m2 Hg Fotopos: 0,05 0,05 Mezopos: 0,028 0,061 Szkotopos: 0,01 0,07 Különbség világosság észlelet, reakció sebesség és részletfelismerés között!

73 Belsőtéri látási feladat
Munkavégzéshez a szabványos fotometriai rendszer megfelelő leírást biztosít

74 Világosság – fénysűrűség összefüggés
Színes fény világosabbnak tűnik: Helmholz-Kohlrausch hatás Equivalens fénysűrűség fogalma L**=log(L)+C C=0, ,184y - 2,527xy ,656x3y + 4,657xy4

75 Azonos fény-sűrűség esetén észlelt világosság

76 A világosság pszichofizikai korrelátuma
A jelenlegi fotometriai rendszerben nincsen ilyen mennyiség A világosság információt más neurális hálózat továbbítja az agyba, mint amely a finom részletek felismerését biztosítja További bonyodalmak: tágasság, érdekesség stb.: esztétikai kategóriák

77 Látás az úton 2°-os foveális nézéskor V(l) érvényes
periferiális nézéshez V10(l) -t kell definiálni + pálcika közreműködés

78 Az útjelző tábla olvasása
Táblát foveálisan látjuk, V(l) érvényes Akadályt parafoveá-lisan látjuk: V10(l) + pálcika látás

79 A reakcióidő változása a fénysűrűséggel különböző fényforrások esetén

80 Két azonos fotometriai értékű színkép

81 Káprázás figyelembevétele
Képernyős munkahelyen Ablak kápráztató hatása Általános mesterséges világítás Szomszédos munkahely helyi világítása Gépkocsi vezetés során fellépő hatások A káprázás színképi érzékenysége

82 Általános világítás kápráztató hatása

83 Képernyős munkahely optimális fénysűrűség (cd/m2) viszonyai

84 Két munkahelyes szoba elrendezés

85 Napi életritmus szabályozó hormonok és hatásuk

86 A világítás élettani hatásai
A fény hatása a napi életritmusra

87

88 Melatonin-elnyomás színképi hatásfüggvénye

89 A szín fogalma A „szín” fogalmát kiegészítés nélkül ne használjuk! - inger vagy észlelet színészlelet - pszichológiai fogalom színinger - pszichofizikai fogalom radiometria - fizikai fogalom fotometria - a színinger egyik dimenziója

90 Színészlelet - színmérés
a szín észlelet, agyunkban keletkezik színinger, mely az észleletet kiváltja, számszerűen leírható, de csak adott külső körülmények közt ad azonos észleletet színinger-megfeleltetés színinger keltés: additív színkeverés : monitor szubtraktív színkeverés: színes film, nyomtató

91 A színmeghatározás történetéből
Young ( ) –Helmholtz ( ) 3 szín-látás

92 Ellenszín elmélet Ewald Hering (1834-1918): ellenszínek fehér-fekete
vörös-zöld Sárga-kék ellenszínek

93 Additív szubtraktív színkeverés

94 Az additív színegyeztetés alapkísérlete

95 Grassmann törvények Minden színinger létrehozható 3 egymástól független színinger additív keverékeként. A függetlenség alatt azt értjük, hogy a három színinger közül egyik sem hozható létre a másik kettő additív keverékeként. Színegyezés létrehozásához csak a választott alapszíninger a lényeges, a színképi összetétele nem. Az egyes színingerek erősségének folyamatos változtatásának hatására az eredő színinger is folyamatosan változik.

96 Additív színingerkeverés
Additivitás: Ha C1R1(R)+G1(G)+B1(B) C2R2(R)+G2(G)+B2(B) akkor CR(R)+G(G)+B(B), és C C1 + C2 ahol R= R1+ R2, G= G1+ G2, B= B1+ B2

97 Additív színingerkeverés
Proporcionalitás Ha C1R1(R)+G1(G)+B1(B) akkor aC1aR1(R)+aG1(G)+aB1(B)

98 Színinger-megfeleltetés, színinger összetevők
R =  SR()   G =  SG()   B =  SB()  

99 A SZÍNINGER-METRIKA ALAPJAI Additív színegyeztetés
Fennáll a disztributivitás, additivitás és proporcionalitás törvénye Összehasonlító színingerek: vörös: 700 nm zöld: 546 nm kék: 435 nm

100 Az additív színegyeztetés alapkísérlete

101 Színigermegfeleltető kísérlet

102 CIE színingermetrika, 1 A színinger-egyenlet feltételei:
2° osztott látómező, központi fixálás, sötét környezet. Alapszíningerek (megfeleltető, refrencia, primér ingerek, -stimulusok): vörös (R): 700 nm, zöld (G): 546,1 nm, kék (B): 435,8 nm

103 CIE színingermetrika, 2 A színinger-egyenlet:
Alapszíningerek mennyiségei: a 3 alapszíninger egységnyi mennyiségének additív keveréke az equienergetikus színingerrel azonos észleletet keltsen.

104 Színinger-megfeleltető függvények (colour matching functions)

105 X,Y,Z színinger tér: CIE 1931 szabványos színinger-észlelő

106 RGB - XYZ matrix transformáció

107 A CIE 1931 színinger-megfeleltető függvények

108 CIE XYZ trirtimulusos érték-ek (színinger-összetevők), önvilágítók (fényforrások) esetén
a színinger-megfeleltető függvények Az függvény azonos a V(l) függvénnyel, k = 683 lm/W

109 szín(inger-) vagy színességi koordináták

110 Szín(inger-) vagy színességi diagram
R, G, B: katódsugár-csöves monitor alap-színingerei Planck sugárzók vonala

111 A színes-ségi dia-gram színes ábrája

112 Másodlagos sugárzók (nem önvilágítók) színmérése
ahol S(l) a megvilágító sugárforrás színképi teljesítményeloszlása r(l) a minta spektrális reflexiója

113 Szabványos sugárzáseloszlások és fényforrások
CIE A sugárzáseloszlás CIE D65 sugárzáseloszlás további nappali sugárzáseloszlások, grafikus iparban: D50 CIE A fényforrás CIE D65 szimulátor

114 CIE A sugárzáseloszlás
ahol: c0 = /- 1,2 m/s

115 CIE A- és D65 sugárzáseloszlás színképe

116 CIE 1931 és 1964 színingermérő rendszer
2°-os látószög: CIE 1931 10°-os látószög: CIE 1964 X10(), Y10(), Z10() színinger összetevők számítása

117 CIE 1931 és 1964 szabványos színingermérő észlelők

118 MacAdam ellipszisek The CIE x,y diagram színinger-megkülön-böztetési ellipszisek-kel

119 Egyenletes színességi skálájú diagram
u' = 4X / (X+15Y+3Z) = 4x / (-2x+12y+3) v' = 9Y / (X+15Y+3Z) = 9y / (-2x+12y+3) u = u' , v = (2/3)v' CIE 1976 u,v színezeti szög: huv = arctg[(v' - v'n) / (u' - u'n)] = v* / u* CIE 1976 u,v telítettség: suv = 13[(u' - u'n)2 + (v' - v'n)2]1/2

120 u’,v’ színességi diagram

121 A tárgy színe a diffúz reflexióból adódik
Átlátszatlan, nem fémes anyag diffúz reflexió beeső fény tükrös reflexió A tárgy színe a diffúz reflexióból adódik

122 Felület (test) színingerek mérése
A visszaverés etalonja: Tökéletesen visszaverő diffúzor A szórt visszaverési tényező másodlagos etalonjai Préselt BaSO4 por-tabletta “ halon" fehér etalon Szabványos mérési geometriák 45°/merőleges irányított visszaverési tényező (reflectance factor) diffúz/merőleges visszaverési tényező, tükrös komponenst belemérve/kiküszöbölve merőleges/diffúz, visszaverési tényező, tükrös komponenst belemérve/kiküszöbölve

123 Magasabbrendű színtan
A Hering féle opponens mechanizmus figyelembevétele: CIELAB színrendszer Színi áthangolódás: adaptálás a képernyőhöz Színvisszaadási kutatások (Sándor N.)

124 CIE 1976 (L*a*b*) szín(inger)tér, CIELAB színtér
L* 116(Y/Yn)1/3 - 16 a* 500 ( X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3  b* 200 (Y/Yn)1/3 - (Z/Zn)1/3 ha X/Xn > 0,008856 Y/Yn > 0,008856 Z/Zn > 0,008856

125 CIE 1976 a,b színinger-különbség és összetevői
Eab   (L*)2 + (a*)2 + (b*)21/2 CIE1976 a,b króma: Cab*  (a*2 + b*2)1/2 CIE 1976 a,b színezeti szög: ha  arctan (b*/a*) CIE 1976 a,b színezeti különbség: Hab*  (Eab*)2 - (L*)2 - (Cab*)21/2

126 Munsell rendszer képe

127 Az NCS színtér

128 A Coloroid színtér alakja

129 Különböző hőmérséklet fogalmak
Valódi hőmérséklet Sugárzási hőmérséklet Eloszlási hőmérséklet színhőmérséklet Korrelált színhőmérséklet

130 Fényforrások színi jellemzése
Fény(forrás) színinger-mérése színességi koordináták (domináns hullámhossz – gerjesztési tisztaság) színhőmérséklet korrelált színhőmérséklet Fényforrás színképe színvisszaadás

131 Szín (inger-) diagram vagy színességi

132 Korrelált színhőmérséklet
Azonos korrelált színhőmérsékletű vonalak (az u,v-diagramban merőlegesek a Planck görbére)

133 Fényforrások színi jellemzése
Fény(forrás) színinger-mérése színhőmérséklet korrelált színhőmérséklet Színvisszaadás Az észlelt felület-szín függ a megvilágító színképi teljesítményeloszlásától színi áthangolódás: von Kries törvény, Bradford transzformáció, leírás az észleletet követő színrendszerben

134 Színi áthangolódás - 1

135

136

137 Von Kries színi áthangolódási törvény
Fiziológiai alapszíninger-rendszerben dolgozunk Ahhoz, hogy az adott megvilágító (Rw, Gw, Bw) esetén az R, G, B-vel jellemzett szín a referencia megvilágító (Rrw, Grw, Brw) alatt ugyanolyan színészleletet hozzon létre a minta jellemzői a referencia megvilágító esetén Rr, Gr, Br a következőképen számítandók: Rr=(Rrw/ Rw)*R, Gr=(Grw/Gw)*G, Br=(Brw/Bw)*B

138 Színmegjelenés függ a megvilágítástól:

139 Két sugárzó színképe, melyek színingerpontja azonos
Spetrális teljesítményeloszlás 180 160 140 120 rel. teljesítmény 100 80 60 40 20 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 hullámhossz, nm

140 A két sugárzó színpontja és a velük megvilágított minta színpontjai

141 Színvisszaadási index
Minták színmegjelenése összehasonlítva ideális fényforrással történő megvilágítás alatt látható színmegjelenéssel Ideális fényforrás, a vizsgálandóval azonos korrelált színhőpmérsékletű: 5000 K alatt: Planck sugárzó 5000 K felett nappali (Daylight) sugárzáseloszlás Minták: Munsell színminta von Kries színi áthangolódás Színinger-különbség U*,V*,W* térben Ri =100-DEi, Ra = S(Ri )/8, i=

142 A színvisszaadás számítás folyamatábrája
Ref. illuminant Test source Equal CCT test source U*V*W* transf. Test smpls. illum. test smpl. CIE XYZ ref. illum. Colour CRI diff. CRA Chrom. adapt.

143 Mérőműszerek felépítése, jellemzői
Színinger mérés Mérőműszerek felépítése, jellemzői

144 Színingermérők csoportosítása
Mérési elv szerint Spektroradiométerek és spektrofotométerek Tristimulusos színmingermérők Mérendő objektum jellemzői szerint Önvilágítók: fényforrások, monitorok stb. Besugárzás mérés Sugársűrűség mérés Reflektáló/fényáteresztő minták Irányított mérési geometria Diffúz mérési geometria

145 Spektroradiométerek és spektrofotométerek
Főbb építőelemei Bemenő optika: lásd mérendő objektum jellemzői szerinti felépítések Monokromátor Detektor Jelfeldolgozó elektronika

146 Monokromátor Rácsos monokromátor Prizmás monokromátor
(Interferenciás szűrős monokromátor) Hangolható LCD szűrők Szimpla monokromátor Kettős monokromátor

147 Színkép-bontó eszközök
interferenciás szűrő

148 Féminterferenciás szűrő
merőleges és ferde beesési szög esetén eltérő áteresztési görbe!

149 Interferenciaszűrő-ékes monokromátor elvi felépítése

150 Interferencia

151 Optikai rács erősítés: d (sin+sin) = m, m a rendszám

152 Optikai rács különböző rendek egymásra-rakódása: ha elsőrendű színképvonal 1000 nm-nél, akkor másodrendű színkép 500 nm-es és harmadrendű színkép 333 nm-es vonala azonos irányba térül el! Osztott rácsok (Jedlik) és holografikus rácsok blaze-szög

153 Rácsos monokromátor magasabb rendű színképek vágása prizmás elő-monokromátor-ral vagy vágó-szűrővel

154 Kettős monokromátoros spektrométer

155 CCD érzékelős spektrométer

156 Rácsos monokromátor felbontása
szögdiszperzió, függ a rács rácsállandójától, szokásos a látható színképtartományra készített rácsok esetén: 300 – 600 vonal/mm felbontóképesség: (/) = mN ahol N a színkép kialakításában résztvevő rácsvonalak száma sík- és henger (gömb)-felületű rácsok sávszélesség, szórt fény

157 Az optikai sugárzás Newton kísérlete A látható színkép

158 Prizmás monokromátor elve

159 Continuous scan method

160 Method of measurement Sequence: test - standard
Transmittance function - Bandwidth

161 Bandwidth & sampling

162 Sáváteresztés

163 Tristimulusos színingermérő

164 Subtractive Colour Mixture

165 Transmittance Transmittance:  = ()out / ()in
Internal transmittance = External transmittance - Reflectance Optical Density

166 Optical Density

167 Transmittance change with filter thickness

168 Detektor illesztése a színingermeg-feleltető függvényekhez
Teli szűrőzés:szubtrak-tív színinger-keverés Parciál szűrőzés: részben additív, részben szubtraktív illesztés

169 Detektor illesztési jósága

170 Fényforrás mérő geometria

171 Sugár- & fénysűrűségmérő

172 Sugár- & fénysűrűségmérő bemenő optikája
látószög méretek: 0,1°--- 2°

173 Fényforrás teljes fényáramának/színképének mérése

174 Reflektáló minták mérési geometriái: 0°/45°

175 Reflektáló minták mérési geometriái: 45°a/0°, körkörösen

176 Integráló gömbös, diffúz mérés
Eind: fal megvil. A: fal felület

177 Integráló gömbös, diffúz megvilágítás

178 Alulvilágítás, túlvilágítás

179 Összehasonlító etalonok
Fényforrás: izzólámpa Áteresztés: üres fényút Visszaverés Tükör: első felületű Al-tükör & fekete üveg (Fresnel reflexió) Tökéletesen diffúz reflektor, BaSO4, PTFE

180 Fluoreszkáló minták mérése