Оюутнуудад зориулсан лекц: № 010 Хичээлийн сэдэв: Өнгийг хэмжих зарчим УЭДС-ийн багш С.Ганзүг Зохион байгуулсан: НЭГДСЭН ТЭНХИМ

1. Оюутнуудад зориулсан лекц: № 010
Хичээлийн сэдэв:
Өнгийг хэмжих зарчим
УЭДС-ийн багш С.Ганзүг
Зохион байгуулсан: НЭГДСЭН ТЭНХИМ

2. Хүн объектыг харахдаа тухайн объектоос туссан эсвэл тухайн объектоор дамжин өнгөрөх
гэрлийн эх үүсвэрийн гэрэл нүдэнд орж, нүдний торлог бүрхэвчийн хэд хэдэн төрлийн
фоторецептор эсүүдээр цуглардаг. Эдгээр эсүүдийн цуглуулсан гэрлийн хувийг тархинд илгээж,
өнгө гэж мэдэрдэг.
Практик дээр цуглуулсан гэрлийн энгийн хэсэг нь хүнийг өнгө гэж хүлээн зөвшөөрөхөөсөө өмнө
мэдрэлийн дагуу өнгөрөхдөө янз бүрийн боловсруулалт хийдэг.
Өнгөний хэмжилт нь хүний мэдэрсэн өнгийг үнэт зүйл болгон илэрхийлэх арга юм.
Өнгөний хэмжилт нь гэрэлтүүлэг, объектын спектрийн шинж чанар, хүний нүдний спектрийн
мэдрэмжийн шинж чанаруудтай холбоотой байдаг.

3. Нүдний гэрэлтүүлгийн спектрийн тархалт ба нүдний спектрийн мэдрэмжийн шинж чанарыг
(өнгөт тохирох функц) JIS стандартаар тодорхойлдог тул тухайн объектын спектрийн тусгалыг
мэддэг бол өнгөний утгыг тооцоолж болно. (Хэрэв гэрэл нь объектоор дамжин өнгөрвөл
спектрийн дамжуулах чадварыг тооцоонд ашиглаж болно. Гэхдээ спектрийн тусгалыг доорхи
тайлбаруудад ашиглана.)
спектрийн
тархалт
нүд тархи
өнгө тохируулах функц
обьект
нөхөн сэргээх

4. Илүү дэлгэрэнгүй тайлбарлахын тулд JIS стандартад гэрэлтүүлгийн спектрийн тархалт ба
colormatching функцийг олон нөхцлийг ашиглан тооцоолно.
Гэрэлтүүлгийг өөрчлөх үед өнгөний өөрчлөлтийг бид мэддэг. Тиймээс гэрэлтүүлгийн спектрийн
тархалт тус бүрт өөр коэффициентийг тохируулна. Нүдний торлог бүрхэвчийн мэдрэмжийн
хуваарилалтын шинж чанараас хамаарч өнгө нь харагдах талбайн дагуу өөрчлөгддөг. Үүний үр
дүнд JIS стандарт нь харах талбайн дагуу өөр өөр тохируулагч функцийг тохируулдаг.
Өнгө хэмжихэд 380 нм-ээс 780 нм хүртэлх долгионы уртыг шаарддаг бөгөөд энэ нь хүний нүдээр
мэдрэгддэг долгионы урттай тэнцдэг. Өнгөний хэмжилтийг энэ долгионы уртад хэт ягаан туяаны-
VIS спектрофотометрийн спектрийн цацрагийн хэмжилт дээр үндэслэсэн тооцоогоор хийж
болно. Өнгө хэмжих програмыг энгийн өнгө хэмжих боломжтой.

5. ӨНГӨНИЙ ХЭМЖИЛТ
UV-VIS спектрофотометрээр өнгөний хэмжилт хийхийн тулд эхлээд объектын
спектрийн тусгалыг хэмжинэ. Гэрэлтүүлгийн спектрийн тархалт, объектын спектрийн
тусгал, өнгөт тохирох функц дээр үндэслэсэн тооцоо нь өнгийг тоон утгаар илэрхийлнэ.
Гэрэлтүүлгийн спектрийн тархалт ба тохируулагч функцын утгыг спектрийн цацрагийн
спектрийг хэмжихэд өнгө хэмжих утгыг авахын тулд өнгө хэмжих програмд хадгалдаг.
XYZ tristimulus утгууд нь өнгө хэмжих үндэс юм. JIS Z 8722 "Өнгөний хэмжилтийн
аргууд - Обьектуудыг тусгах, дамжуулах" нь XYZ тристимулусын утгыг доорх
илэрхийллийг ашиглан тооцоолно.

6. S (λ): долгионы урт дахь гэрэлтүүлгийн спектрийн тархалтын утгаx (λ),
xy (λ), z (λ): XYZ өнгөний систем дэх өнгөт тохирох функцын утга
R (λ): спектрийн тусгал
Δλ: тооцоолох долгионы урт XYZ tristimulus-ийн утгуудаас гадна өнгө илэрхийлэх
өөр хэд хэдэн өнгөний тодорхойлолтын системийг мэддэг.
Өнгө хэмжих програм хангамж нь XYZ тристимулын утга, xy өнгөний координат,
Hunter Lab-ийн өнгөний хуваарь, L * a * b * өнгөний систем, L * u * v * өнгөний
систем, U * V * W*гэсэн өнгөний тодорхойлолтын системд тооцоо хийх
боломжтой.
XYZ tristimulus утгын системээс бусад өнгөний тодорхойлолтын системүүдийн
утгыг XYZ tristimulus утгаас тооцдог.

7. Өнгөний ялгаа
Өнгөний тодорхойлолтын систем нь өнгийг тоон утгаар илэрхийлэх арга бөгөөд
өнгөний ялгаа нь өнгөний ялгааг илэрхийлдэг. Өнгөний ялгааны утгыг тоон хэлбэрээр
илэрхийлэх тооцоонд хүний харааны мэдрэмжинд илүү ойр байдаг Uniform Color Space
(UCS) өнгөний тодорхойлолтын системийг ашигладаг.
L * a * b * өнгөний систем нь UCS өнгөний тодорхойлолтын
ердийн систем юм.
L * нь тод байдлыг илэрхийлдэг
a * ба b * нь өнгө ба ханалтыг илэрхийлдэг
JIS Z 8729 "Өнгөний тодорхойлолт - CIELAB ба CIELUV өнгөт
орон зай" нь L * a * b * өнгөний системд тооцоолох аргыг
харуулдаг.
Өнгөний ялгааг объект (дээж) өнгө бүрийн хувьд L * a * b *
утгыг ашиглан тооцно.
L * a * b * өнгөний систем дэх өнгөний ялгаа ΔE * ab нь
JIS Z 8730 "Өнгөний тодорхойлолт - Объектын өнгөний
ялгаа" гэсэн илэрхийлэл ашиглан тодорхойлно.

8. Хэрэв хоёр объектын (дээжийн) өнгөний координатыг L * 1a * 1b * 1 ба L * 2a *
2b * 2 гэж тэмдэглэсэн бол өнгөний ялгаа нь L-ийн хоёр цэгийн хоорондох
зайтай тэнцүү байгааг илэрхийллээс харж болно. * a * b * өнгөний орон зай.
Хоёр өнгөний ялгаа их байх тусам өнгөний ялгааны утга ихсэх болно.
Өнгө хэмжих програм нь өнгөний систем болон өнгөний тодорхойлолтын
систем дэх өнгөний ялгааг харуулахаас гадна цагаан байдлын индекс, шаргал,
гол долгионы урт, өдөөлтийн цэвэр байдал зэрэг бусад тооцоог хийх
боломжтой.

9. 4 Өнгө хэмжих нөхцлийг тохируулах
Өнгө хэмжих тооцоонд хэд хэдэн нөхцлийг тавьдаг. Эдгээр нөхцлүүд нь гэрэлтүүлэг
(гэрлийн эх үүсвэр) ба харах талбар (харах өнцөг) юм. Дээж дээрх гэрэлтүүлгийн
дагуу өнгө нь харилцан адилгүй байдаг тул гэрэлтүүлгийн тохиргоог хийх
шаардлагатай. Гэрэлтүүлгийн тохиргоонд A, B, C, D 65 орно.
JIS стандартаар эдгээрийг стандарт гэрэлтүүлэгч ба нэмэлт стандарт гэрэлтүүлэгч
гэж нэрлэдэг. Гэрэлтүүлэг бүрийн хувьд спектрийн тархалт өөр өөр байдаг.
Жишээлбэл, стандарт гэрэлтүүлэгч А нь улайсдаг гэрлийн чийдэнгийн
гэрэлтүүлгийн дор объектын өнгийг тооцоолоход ашигладаг. Стандарт гэрэлтүүлэгч
D65 нь хэт ягаан туяаны гэрлийг оруулаад өдрийн гэрэлд объектын өнгийг
тооцоолоход хэрэглэгддэг. Өнгө хэмжих програм нь хэрэглэгчийн тодорхойлсон
гэрэлтүүлгийн тохиргоог стандартын дагуу хийгдээгүй гэрэлтүүлгийн нөхцлийг
зохицуулах боломжийг олгодог.

10. Дээжийг ойроос эсвэл холоос ажиглахад өнгө нь өөр өөр харагддаг тул харах
талбарыг (харах өнцөг) мөн тохируулах ёстой. 4 градус хүртэлх харагдацын
талбайн хувьд тооцоонд 2 градусын дундаж өнцгийг ашиглана (зайнаас харсан
өнгө); 4 градусаас дээш талбайн хувьд тооцоонд 10 градусын дундаж өнцгийг
ашиглана (өнгө нь ойроос харсан). Өнгөт тохирох функцууд нь 2 градусын дундаж
өнцөг ба 10 градусын дундаж өнцгөөр ялгаатай байна. Хэрэв спектрийг уншиж
байх үед параметрийн тохиргоог өөрчилсөн бол жагсаалтад харуулсан өнгөний
хэмжилтийн утга шууд өөрчлөгдөнө. Зураг-т тооцооллын параметр тохируулах
дэлгэцийг харуулав.

11. Өнгө хэмжих програм нь зургаан хүртэлх тооцооны зүйлийг нэгэн зэрэг харуулах боломжтой. Хэрэв спектрийг
уншиж байх үед тооцооллын зүйлийг өөрчилсөн бол харуулсан өнгө хэмжих утга шууд өөрчлөгдөнө. Доорхи зураг -
т тооцооллын зүйлийг сонгох дэлгэцийг харуулав.

13. 5 Спектрийн цацрагийн хэмжилтСпектрийн тусгалыг
хэмжихээс өмнө хэмжлийн параметрүүдийг тохируулах
ёстой. Хэмжилтийн параметрүүдийг тохируулахын тулд
фотометрийн утга (нэвтрүүлэх чадвар / тусгал), долгионы
уртын хязгаар (ердийн үед 380 нм-ээс 780 нм хүртэл), скан
хийх хурд, ангархай өргөн, түүвэрлэх давирхайг тохируулна
уу. Зураг.4-т хэмжилтийн параметрийг тохируулах дэлгэцийг
харуулав.

15. Объектын спектрийн тусгалыг хэмжихэд интеграцийн
бөмбөрцгийг ихэвчлэн ашигладаг. Зураг 5-т байрлал дахь
дээж бүхий интеграцийн бөмбөрцгийн зургийг харуулав.
Гэрэл зурагт үзүүлсэн шиг дээжийг суулгаж спектрийн
тусгалыг хэмжиж болно. Зураг 6 ба Зураг 7-т интегралчлах
бөмбөрцөг ашиглан спектрийн тусгалыг хэмжих жишээг
үзүүлэв. Зураг 6-д ягаан цаасны спектрийн цацрагийн
хэмжилтийн үр дүнг, Зураг 7-д цайвар цэнхэр өнгийн
цаасны спектрийн цацрагийн хэмжилтийн үр дүнг харуулав.
Барийн сульфатыг стандарт цагаан хавтан болгон
ашигласан. Үзэгдэх хүрээ нь цэнхэр өнгөний систем (400 нм-
ээс 500 нм), ногоон өнгөний систем (500 нм-ээс 600 нм),
улаан өнгөний системийг (600 нм-ээс 700 нм) хамардаг.
Графикаас харахад ягаан цаас нь улаан өнгөний системд
илүү их тусдаг бол цайвар цэнхэр цаас нь цэнхэр өнгөний
системд илүү тусдаг байна.

16. Спектрийн тусгалаас тооцоолсон өнгөний хэмжилтийн утгыг жагсаалт хэлбэрээр харуулна.
Мэдээжийн хэрэг тооцооллыг одоо байгаа спектрийн цацрагийн өгөгдөл дээр хийж болно. Зураг.8-т
өнгө хэмжих үр дүнгийн дэлгэцийг харуулав. Тооцооллын нөхцөл нь С гэрэлтүүлэг ба 2 градусын
харагдац байв. Эхний мөрөнд ягаан өнгийн цаасны өнгө хэмжих үр дүнг харуулав (L * = 79.45, a * =
11.50, b * = 4.48 [диаграм дахь улаан хүрээ]). Хоёрдахь эгнээнд цайвар цэнхэр өнгийн цаасны өнгө
хэмжилтийн үр дүнг харуулав (L * = 81.71, a * = - 11.56, b * = - 5.95 [диаграмм дахь цэнхэр хүрээ].
Өнгө хэмжих програм нь өнгөний ялгааг харуулах боломжтой. Өнгөний ялгааг лавлагааны түүвэр
дээр үндэслэн тооцно (ID-г 0-д тохируулсан загвар [диаграмм дахь ногоон хүрээ]). Энэ тохиолдолд
ягаан цаасыг жишиг дээж болгон тохируулна. Ягаан цаас ба цайвар цэнхэр өнгийн цаасны өнгөний
ялгаа нь ΔE * ab = 25.41 [диаграмм дахь хар хүрээ].

18. Диаграмын дэлгэцийн функц нь өнгөний хэмжилтийн үр дүнг тодорхой харагдах хэлбэрээр
харуулдаг. Жагсаалтын дэлгэц дээр харуулсан өнгөний хэмжилтийн үр дүнг график хэлбэрээр
харуулах боломжтой. Зураг 9-т өнгөт хэмжилтийн үр дүнгийн график дэлгэцийг Зураг 8-д
харуулав. Зүүн талд байгаа L * графикт өгөгдлийн цэг дээшээ дээшлэх тусам өнгө нь тод болж,
өгөгдлийн цэг доошоо шилжих тусам өнгө нь бараан өнгөтэй болно. Баруун талд байрлах * b *
графикт өгөгдлийн цэг төв рүү шилжихэд өнгө нь улам бүрхэг болж, өгөгдлийн цэг нь периметр
рүү шилжихэд өнгө нь илүү тод болно. Нэмж дурдахад төвөөс радиус векторын өнцөг нь өнгийг
илэрхийлдэг. Жишээлбэл, тойргийн төвөөс баруун дээд чиглэл нь улаан өнгийг илэрхийлдэг.

19. 6 Мэдээллийг засахСтандарт цагаан хавтанг объектын тусгалын өнгийг хэмжихэд
шаардагдах спектрийн цацрагийн хэмжилтэд ашигладаг (өнгөний тусгалаар хэмжих).
Стандарт цагаан ялтсууд нь барийн сульфат, магнийн исэл, хөнгөнцагааны исэл,
фторорезин орно. Гэсэн хэдий ч эдгээр нь хэмжилтийн долгионы уртын ерөнхий
хязгаарт өндөр тусгалтай байдаг тул ижил багажийг ашигласан тохиолдолд хангалттай
өнгөт харьцуулалт хийх боломжтой юм. Гэсэн хэдий ч стандарт цацруулагч хавтан нь
төгс сарнисан гадаргуу үүсгэдэггүй тул 100% тусгал үүсгэдэггүй тул дээжинд хэмжсэн
спектрийн цацрагийн утга нь харьцангуй утга юм. Янз бүрийн багаж хэрэгслээр олж
авсан хэмжсэн үр дүнг харьцуулахын тулд маш өндөр нарийвчлалтай хэмжилт хийх
шаардлагатай байдаг. Өндөр нарийвчлалтай хэмжилт хийхийн тулд спектрийн
цацралыг спектрийн харьцааны тусгалыг төгс цацруулагч гадаргуугийн хувьд засах
шаардлагатай. Цагаан хавтан засах функцийг энэ залруулгад ашигладаг. Залруулсан
стандарт цагаан хавтангийн спектрийн тусгалыг оруулснаар хэмжсэн спектрийн
тусгалыг төгс цацруулагч гадаргуугийн хэмжсэн үр дүнтэй тэнцүү болгож засна. Үүний
эсрэгээр, зузааныг засахдаа объектын дамжуулах өнгийг хэмжихэд (өнгө дамжуулах
замаар хэмжих) хэрэглэнэ. Сорьцын зузаан өөрчлөгдөхөд спектрийн дамжуулалт
өөрчлөгдөж, өнгөт хэмжилтийн янз бүрийн үр дүн гардаг. Зузаан засах нь шаардагдах
зузаан (зорилтот зузаан) -ын дамжуулалтын өнгийг тодорхойлох функц юм.Бодит
хэмжсэн зузаан, өнгө тодорхойлох зорилтот зузаан, гадаргуугийн тусгал (эсвэл
хугарлын индексээр тооцсон гадаргуугийн тусгал) зэргийг оруулаад зузааныг засах нь
янз бүрийн зузаантай дээжүүдийн хооронд дамжуулалтын өнгийг харьцуулах
боломжийг олгодог. Зузаан засах нь дараахь тооцоог хийдэг. (Зураг 10-ыг үзнэ үү.)

20. 1.Determine the internal transmittance, excluding the
measured surface reflectance of the sample.
2.Apply thickness correction to the internal transmittance
and subsequently add the surface reflectance.

21. Тодорхойлолтыг (3) долгионы урт тус бүрт дамжуулах чадвар T0-ийг тодорхойлох зузаан зузааныг засах
бодит тооцоонд ашигладаг.
Хаана
T1: хэмжсэн дамжуулалт (%)
T1 ': хэмжигдэхүүний хувьд дотоод дамжуулалт (%)дамжуулах чадвар (%)
r: дээжийн гадаргуугийн тусгалt
1: хэмжсэн дээжийн зузаан [хэмжсэн зузаан] (мм)
t0:дамжуулах чанарыг тодорхойлох дээжийн зузаан[зорилтот зузаан] (мм)
T0: тооцоолсон дамжуулалт (%)
Гадаргуугийн тусгалыг оруулахын оронд үнэ цэнэхугарлын илтгэгч n-ээс дараахь зүйлийг ашиглан
тооцооловилэрхийлэлийг оруулж болно:

22. Энэ нь хугарлын илтгэгч 1.5-тэй шилэн гадаргуугийн 4% -ийн тусгалыг өгдөг бөгөөд
долгионы урт тус бүрт зузаанын залруулсан дамжуулах чанарыг тодорхойлсны дараа
өнгөт тооцоог хийдэг.

23. 7 Хураангуй JIS стандартууд нь өнгө хэмжих тооцооны арга, коэффициентийг
нарийвчлан тодорхойлдог. Хэрэв спектрийн тусгалыг мэддэг бол тооцооллыг
хүснэгтийн програм хангамж ашиглан хийж болно. Гэсэн хэдий ч янз бүрийн
гэрэлтүүлэг ба харагдах талбайн хувьд янз бүрийн коэффициент шаардлагатай
байдаг бөгөөд энэ нь асар их тооны оролт шаарддаг. Өнгө хэмжих програмыг
нөхцлийг сонгож, өнгө хэмжилтийг хялбарчлахын тулд спектрийн тусгалыг
хэмжихэд ашиглаж болно.

24. Анхаарал хандуулсан гялайлаа!