Четырёхзонный оппонентный измеритель ингредиентов цвета Российский патент 2023 года по МПК G01J3/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Четырехзонный оппонентный измеритель ингредиентов цвета относится к области спектрографических исследований отраженного света и предназначен для цифровой оценки ингредиентов цвета поверхности по хроме, белизне, насыщенности, светлоте и цветовому тону, с выводом на дисплей пяти графиков ахроматического, монохроматического и полихроматического цвета и одного словесного описания цвета.

Уровень техники

Известен опыт Исаака Ньютона фиг 1, который в 1732 году с помощью оптической призмы дисперсной (1) разложил луч белого света (2) на семь отдельных лучей (3) и спроектировал их на экран отражающий (4). Преломление света внутри оптической среды призмы зависит от длины волны (дисперсия света). В таблице (5) фиг. 1 перечислены названия и общепринятые диапазоны длин волн полученных лучей.

Дисперсия призменного спектра нелинейная, т.е. в разных частях спектра на единицу длины приходится различный интервал длин волн.

Дисперсию света также получают с помощью дифракционной решетки, которая представляет собой большое количество (от 300 до 2500 линий/мм) бороздок с гладкими стенками, расположенными под определенным углом к нормали. Причина дифракции сходная, но здесь преломление света происходит на призматической поверхности и многократно. Такой дифракционный спектр в рабочей части практически линеен. Нелинейность возникает в нерабочей части на концах спектра.

Известен цветовой круг фиг. 2, который состоит из семи спектральных тонов и восьмого неспектрального «пурпурного». Где оттенки, сходные с одним тем же цветом спектра, но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью, принадлежат к одному и тому же цветовому тону.

Восьмой цвет представляет собой синтетическую смесь красного и фиолетового света, поэтому призма дисперсионная разлагает пурпурный цвет одновременно на красную и фиолетовую спектральные линии. Пурпурный цвет часто путают с цветом маджента «magnetic» который синтезируют путем смешивания красного и синего цвета.

В цветовом круге противоположные цветовые тона называются оппонентными. Например, пурпурный цвет (18) оппонентен зеленому (14).

При сложении равных по интенсивности двух оппонентных цветов наблюдается уменьшение их насыщенности до вырождения в 100% белый цвет (6) фиг. 2, который находится в центре цветового круга.

Известна метамерия (или метамерйзм) - свойство зрения человека, при свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета.

В том числе, белый цвет, синтезированный одной оппонентной парой, например, зеленым и пурпурным светом не различим человеческим зрением от белого цвета, синтезированного другой оппонентной парой, например, красным и голубым светом.

При движении от центра цветового круга белый цвет ослабевает до нуля процентов на окружности цветового круга.

Максимальная насыщенность цвета (далее S от saturation) находится на окружности цветового круга (7). S - это интенсивность определенного тона, то есть степень визуального отличия хроматического цвета от равного по светлоте ахроматического (серого) цвета. В таблице (8) приведены номера точек с (11) по (18) монохроматических цветов с максимальной насыщенностью в 100%.

При движении по радиусу от окружности цветового круга к его центру насыщенность цвета изменяется от 100% до нуля процентов, но цветовой тон сохраняется постоянным.

В общем случае любой цвет можно рассматривать как смесь, состоящую из ингредиентов фиг. 3: белизны и насыщенности цветового тона, из которых формируется светлота цвета.

Опытами установлено: глаз человека складывает любые цвета скалярно.

При использовании цветовым кругом цветовой тон далее удобно оцифровывать в полярной системе координат углом цветового тона γ (20), который отсчитывается против часовой стрелки от красного цвета (11). Например, угол цветового тона γ красного цвета равен нулю градусу, а угол цветового тона γ зеленого цвета (14) равен 135 градусам.

Общепринято, цвета делить на:

ахроматический цвет (черно-белый) фиг. 3А), который не имеет насыщенности, но различается по белизне (21) (далее w от white). Светлота (22) ахроматического цвета всегда равна его белизне (21). В научном цветоведении для оценки светлотных качеств поверхности пользуются термином «белизна», который, на взгляд А.С.Зайцева, имеет особо важное значение для практики и теории живописи. Термин «белизна» по своему содержанию близок понятиям «яркость» и «светлота», однако, в отличие от последних, он содержит оттенок качественной характеристики и даже в какой-то мере эстетической. Понятие «белизна» относительно, но в то же время имеется какой-то рубеж, с которого воспринимаемую поверхность мы начинаем считать уже не белой.

По А.С. Зайцеву понятие «белизны», данной в книге «Наука о цвете и живопись», можно выражать математически. Отношение светового потока, отраженного белой поверхностью, к потоку, падающему на нее (в процентах), носит название «альбедо» (от лат.albus - белый). Это отношение для данной поверхности в основном сохраняется при различных условиях освещенности, и поэтому «белизна» является более постоянным качеством поверхности, нежели светлота. Для белых поверхностей альбедо будет равняться 80-95%. «Белизна» различных белых веществ, таким образом, может быть выражена через их отражательную способность. В. Оствальд дает следующую таблицу белизны различных белых материалов, которые имеют следующие значения w:

○ Сернокислый барий (баритовые белила) 99%;

○ Цинковые белила - 94%;

○ Свежий снег - 90%;

○ Бумага - 86%;

○ Свинцовые белила - 93%;

○ Мел - 84%;

○ Гипс - 90%.

Абсолютно-черному цвету соответствует w=0, абсолютно-белому цвету соответствует w=100%, между которыми лежат определяемые зрением человека пороги оттенков серого со следующими названиями:

• Черный с w=0*(100/11)=0;

• Циклон с w=1*(100/11)=9,09%;

• Французский с w=2*(100/11)=18,18%;

• Голубиный с w=3*(100/11)=27,27%;

• Каменный с w=4*(100/11)=36,36%;

• Муссон с w=5*(100/11)=45,45%;

• Угольный с w=6*(100/11)=54,54%;

• Грифельный с w=7*(100/11)=63,63%;

• Серый с w=8*(100/11)=72,72%;

• Серебристый с w=9*(100/11)=81,81%;

• Гейнсборо с w=10*(100/11)=90,90%;

• Белый с w=11*(100/11)=100%.

монохроматический цвет, характеризуется углом γ цветового тона (20) фиг. 2, насыщенностью

(23 фиг. 3Б) и отсутствием белизны. Для основных монохроматических цветов значения угла цветового тона γ приведено в табл. (9) фиг. 2. Насыщенность монохроматического цвета измеряется в процентах от нуля до 100%, что оценивается зрением человека через названия порогов:

• 100% Монохром;

• 75% Легко-белесый;

• 50% Белесый;

• 25% Сильно-белесый;

• 0% Ахром.

Светлота (22) ахроматического цвета всегда равна его насыщенности (23).

полихроматический цвет, который характеризуется цветовым тоном (20) фиг. 2, белизной (21),

насыщенностью (23) фиг. 3В). Полихроматический цвет представляет собой сумму белизны с насыщенностью, которую можно так же рассматривать как смесь монохроматического цвета с ахроматическим цветом. Из опытов известно, что при разбавлении монохроматического (чистого со 100% насыщенностью) цвета белым (ахроматическим) цветом происходит ослаблении насыщенности вплоть до его вырождения в почти белый. Количественной оценки степени «разбавления» белым в настоящее время не существует. Светлота (22) полихроматического цвета равна сумме его белизны (21) и насыщенности (23).

Наряду с белизной, насыщенностью и цветовым тоном одной из основных характеристик цвета является «светлота» (далее L от lightness). На фиг. 3А), фиг. 3Б) и фиг. 3В) показана светлота L (23),

L - это субъективная яркость участка изображения, отнесенная к субъективной яркости поверхности, воспринимаемой человеком как белая. Светлота отражает степень отличия данного цвета по яркости от черного. L обычно измеряется числом порогов различия от данного цвета до черного. Светлота зависит от интенсивности освещения поверхности цвета относительно эталонной поверхности. Например, при уменьшении уровня освещения до темноты, светлота любого цвета пропорционально уменьшается до нуля, то есть до черного цвета.

Как показано на фиг. 3А), светлота L (22) цветового тона ахроматического цвета равна белизне W (21), что соответствует формуле:

L=W.

Как показано на фиг. 3Б), светлота L (22) цветового тона монохроматического цвета равна насыщенности S (23), что соответствует формуле:

L=S.

Как показано на фиг. 3В), светлота L (22) цветового тона полихроматического цвета состоит из скалярной суммы белизны W (21) и насыщенности S (23), что соответствует формуле:

L=W+S, где

W - белизна цвета;

S - насыщенность цвета.

Светлота полихроматического цвета оценивается названиями порогов:

○ сильный - порог светлоты равен 100%;

○ слабый - порог светлоты равен 75%;

○ бледный - порог светлоты равен 50%;

○ тусклый - порог светлоты равен 25%;

○ черный - порог равен 0%, который воспринимается зрением человека как ахроматический цвет с полным отсутствием какого-либо излучения. Причем эталоном черного цвета считается «абсолютно черное тело».

Известен объектив апланат (от а - отрицательная частица и plane - блуждание, отклонение, ошибка) - в котором исправлены сферическая и хроматическая аберрация, кома и дисторсия.

Известна трехцветная гипотеза цвета, на основе цветовой модели RGB, показанной на рисунке фиг. 4, где на белом экране происходит взаимное наложение света от трех прожекторов красного (11), зеленого (14) и синего цвета (16). Общепринятая трехцветная гипотеза предполагает наличие в сетчатке глаза трех видов колбочек, чувствительных к красному, зеленому и синему спектру света. Колбочки представляют собой сенсорные нейроны, в мембранных дисках которых содержатся светочувствительные пигменты - опсины. По данной трехцветной гипотезе:

○ ощущение красного цвета происходит при возбуждении «красной колбочки»;

○ ощущение зеленого цвета происходит при возбуждении «зеленой колбочки»;

○ ощущение синего цвета происходит при возбуждении «синей колбочки»;

○ ощущение желтого (13) цвета происходит при одновременном возбуждении красной и зеленой колбочек;

○ ощущение голубого цвета (15) при одновременном возбуждении зеленой и синей колбочек;

○ ощущение цвета magnetic (18) при одновременном возбуждении синей и красной колбочек;

○ ощущение пурпурного цвета трехцветная гипотеза цвета не способна объяснить и отделить от цвета маджента (magnetic);

○ ощущение оранжевого цвета трехцветная гипотеза цвета не способна объяснить;

○ ощущение фиолетового цвета трехцветная гипотеза цвета не способна объяснить.

○ ощущение белого цвета (6) при одновременном равном возбуждении красной, зеленой и синей колбочек;

Известна диаграмма цветового пространства CIE 1931 или локус цветов, который показан на фиг. 5. На внешней линии, ограничивающей цветовое пространство, указаны длины волн (в нм) спектральных (монохроматических) цветов. Диаграмма цветового пространства не имеет под собой ясной и наглядной физической основы, но она удобна для цифровой оценки цвета. На кривой локуса цветов и внутри его располагаются все цвета, которые способен различать глаз человека. В частности, треугольник RGB отражает цвета, которые способен воспроизвести дисплей трехцветного телевидения.

За несколько столетий гистологических исследований сетчатки глаза человека и млекопитающих ученые не обнаружили колбочек, которые различались бы морфологически и отличались бы различной чувствительностью к красному, зеленому или синему спектрам. В то же время у птиц и земноводных, например, крокодилов, обнаружены четыре виде колбочек, которые различают фиолетовый, голубой, желтый и красный цвета. Было бы логичным представить, что и зрение человека четырехцветно.

В патенте 2711121 «Комплекс четырехцветного цифрового телевидения Фулл Колорс» (автор Носков А.Г. RU) использовалась цветовая модель RC-YV (автор Носков А.Г) и модель «Пила цветов зрения человека» (автор Носков А.Г.).

Цветовая модель RC-YV показана на рисунке фиг. 6, где на белом экране происходит взаимное наложение света от четырех прожекторов красного (11), желтого (13), голубого (15) и фиолетового цвета (17).

По цветовой модели RC-YV:

- ощущение красного цвета (11) происходит при возбуждении «красного приемника»;

- ощущение оранжевого цвета (12) происходит при одновременном возбуждении «красного приемника» и «желтого приемника»;

- ощущение желтого цвета (13) происходит при возбуждении «желтого приемника»;

- ощущение зеленого цвета (14) происходит при одновременном возбуждении «желтого приемника» и «голубого приемника»;

- ощущение голубого цвета (15) происходит при возбуждении «голубого приемника»;

- ощущение синего цвета (16) происходит при одновременном возбуждении «голубого приемника» и «фиолетового приемника»;

- ощущение фиолетового цвета (17) происходит при возбуждении «фиолетового приемника»;

- ощущение пурпурного цвета (18) происходит при одновременном возбуждении «фиолетового приемника» и «красного приемника»;

- ощущение белого цвета при одновременном равном возбуждении «красного приемника», «желтого приемника», «голубого приемника» и «фиолетового приемника».

Модель «Пила цветов зрения человека» показана на рисунке фиг. 7, который представляет собой амплитудно-волновой график в виде набора ломанных линий «красного приемника» (25), «желтого приемника» (26), «голубого приемника» (27) и «фиолетового приемника» (28).

График каждого приемника имеет треугольную форму, вершины которых привязаны к длине волны основных цветов, в том числе:

- у «красного приемника»:

- угол треугольника с А=100% совмещается с длиной волны красного цвета (11);

- углы треугольника с А=0% совмещаются с длиной волны желтого цвета (13) и с границей между красным и инфракрасным цветом;

- у «желтого приемника»:

- угол треугольника с А=100% совмещается с длиной волны желтого цвета (13);

- углы треугольника с А=0% совмещаются с длиной волны красного цвета (11) и с длиной волны голубого цвета (15);

- у «голубого приемника»:

- угол треугольника с А=100% совмещается с длиной волны голубого цвета (15);

- углы треугольника с А=0% совмещаются с длиной волны желтого цвета (13) и с длиной волны фиолетового цвета (17);

- у «фиолетового приемника»:

- угол треугольника с А=100% совмещается с длиной волны фиолетового цвета (17);

- углы треугольника с А=0% совмещаются с длиной волны голубого цвета (15) и с границей между фиолетовым и ультрафиолетовым цветом;

причем пересечение ломанных линий «красного приемника» (25), «желтого приемника» (26), «голубого приемника» (27) и «фиолетового приемника» (28) происходит на уровне 50%, в том числе:

оранжевый цвет (12) одновременно возбуждает «красный приемник» (25) и «желтый приемник» (26) на уровне А=50%;

зеленый цвет (14) одновременно возбуждает «желтый приемник» (26) и «голубой приемник» (27) на уровне А=50%;

синий цвет (16) одновременно возбуждает «голубой приемник» (27) и «фиолетовый приемник» (28) на уровне А=50%;

пурпурный цвет одновременно возбуждает «красный приемник» (25) и «фиолетовый приемник» (28) на уровне А=50%.

Итоговые результаты для четырех приемников колбочки глаза от возбуждения монохроматическими основными светами и пурпурным светом сведены в таблицу фиг. 8.

Для измерения цвета используют в основном колориметры, спектрофотометры и спектроколориметры.

Колориметр - это оптический прибор для точного сравнения цветов. Его применение позволяет провести корректировку нового цвета под полное соответствие уже имеющемуся эталонному. Прибор не измеряет цвет, а только делает его сравнение с образцом, что позволяет определить необходимость его изменения, чтобы добиться полного соответствия.

Например, в аддитивном визуальном колориметре одно поле освещается измеряемым цветом, а второе - одновременно тремя световыми потоками основных цветов. Измерение цвета производится путем уравнивания цвета двух полей сравнения, расположенных рядом, на одном из которых наблюдается глазом измеряемый цвет, а на другом смесь трех основных цветов прибора, например, красного (К), зеленого (З), синего (С). Регулируя количества основных цветов, можно добиться зрительного тождества цвета смеси с измеряемым цветом. Уравненные цвета являются метамерными, т.е. спектрально не обязательно тождественными.

Этим методом трудно измерять непосредственно цвет предметов, он удобен лишь для сравнения цвета образцов.

Международной комиссией по освещению (МКО) рекомендованы 4 различные геометрии для измерения спектра отражения:

• 45/0 (образец освещается одним или несколькими световыми пучками, оси которых образуют угол 45±5° относительно нормали к поверхности образца).

• 0/45 (образец освещается световым пучком, ось которого составляет с нормалью к образцу угол не более 10°).

• D/0 (образец освещается диффузно с помощью интегрирующей сферы. Интегрирующая сфера может иметь любой диаметр при условии, что суммарная площадь отверстий не превышает 10% внутренней отражающей поверхности сферы).

• 0/D (образец освещается световым пучком, ось которого составляет с нормалью к образцу угол не более 10°. Отраженный поток собирается с помощью интегрирующей сферы).

В фотоэлектрическом колориметре на основе производимых измерений используются соотношения, позволяющие рассчитать координаты на локусе цветов цвета измеряемого излучения по его спектральному составу 1(1) (интенсивности излучения как функции длины волны). Эти соотношения представляют собой интегралы от произведений 1(1) на удельные координаты цвета.

Например, в фотоэлектрическом колориметре с селективными приемниками используются три селективных приемника излучения со светофильтрами или один приемник, перед которым последовательно вводятся три светофильтра. Каждый светофильтр является комбинацией цветных стекол. Их толщины рассчитывают так, чтобы с максимальной точностью привести спектральные чувствительности сочетаний приемник-светофильтр к кривым х-(1), у-(1), z-(1). Если это осуществлено, то значения трех фототоков пропорциональны координатам цвета х, у, z.

Спектрофотометр является основным прибором, используемым в спектрофотометрии. Обычно используется для измерения спектров пропускания или спектров отражения излучения.

Спектрофотометр (лат.Spectrum - видимое, видение) - предназначен для измерения отношений двух потоков оптического излучения, один из которых - поток, падающий на исследуемый образец, другой - поток, испытавший то или иное взаимодействие с образцом. Позволяет производить измерения для различных длин волн оптического излучения, соответственно в результате измерений получается спектр отношений потоков.

На рисунках фиг. 9 и фиг. 10 приведены две основные схемы спектрофотометров, измеряющих спектральный апертурный коэффициент отражения от образца (35) относительно «рабочего стандарта» (36) с известной спектральной характеристикой.

В спектрофотометре с освещением образца белым светом фиг.9 измеряемый образец (35) или «рабочий стандарт» (36) освещается лучом белого цвета (2) от источника белого света (38). Излучаемый от образца (35) луч отражения (39) попадает на вход монохроматора (40). Монохроматор последовательно диспергирует луч на монохроматические лучи (3), которые направляются на измерительный прибор (42).

В спектрофотометре с освещением образца монохроматическим светом фиг.10 измеряемый образец (35) или «рабочий стандарт» (36) освещается монохроматическим светом (3) в диапазоне от красного до фиолетового цвета, который последовательно диспергируется монохроматором (40) из луча белого цвета (2) от источника белого света (38). Отраженный от образца (35) или «рабочего стандарта» (36) луч отражения (39) поступает на вход измерительного прибора (42).

Монохроматор показан на фиг. 11. Луч белого цвета (2) через отверстие входное (44) в экране щелевом (45), проходит через призму дисперсную (1), в которой диспергирует на лучи: с длиной волны красного цвета (11), луч с длиной волны оранжевого цвета (12), луч с длиной волны желтого цвета (13), луч с длиной волны зеленого цвета (14), луч с длиной волны голубого цвета (15), луч с длиной волны синего цвета (16), луч с длиной волны фиолетового цвета (17), один из которых через отверстие выходное (47) в корпусе (48) направляется на исследуемый объект. Причем призма дисперсная (1) качается на оси поворота призмы (49), что обеспечивает выбор отверстием выходным (47) одного из монохроматических лучей (3).

Основными источниками белого света (38) являются:

• А (свет лампы накаливания, 2856 К);

• С (непрямой солнечный свет, 6774 К);

• D (дневной свет, 5000 К);

• D65 (дневной свет, 6500 К);

- F11 (флуоресцентное излучение узкого диапазона отвечающее трубке Philips TL84);

Высокой точностью измерений отличаются также фотоэлектрические компараторы цвета, в которых измеряемый цвет сравнивается с близким по спектральному составу цветом эталонного образца.

Но наиболее точные измерения цвета осуществляются спектроколориметром.

В спектроколориметре измеряемое излучение разлагается дисперсионной призмой (или дифракционной решеткой) монохроматора в спектр, который синхронно с поворотом дисперсионной призмы последовательно считывается одним фотоэлектрическим приемником. Сигналы фотоприемника непрерывно или через равные малые интервалы длин волн умножаются на функции х-(1), у-(1) и z-(l) и интегрируются по всему видимому спектру. Результаты интегрирования представляют собой координаты измеряемого излучения в двухмерных координатах локуса цветов, который показан на фиг. 5.

К техническим проблемам относится отсутствие простых и понятных количественных способов оценки цвета, использование приблизительных форм представления цвета, например, локуса цветов фиг. 7, основанными на двухвековой трехцветной гипотезе цвета с «потерянными» оранжевым, фиолетовым, пурпурным цветами и в которых отсутствует понятие и количественный расчет степени белизны цвета. Появление четырехцветной теории цвета привело к необходимости расширения арсенала технических средств для измерения составляющих цвета и совершенствования приборов для измерения ингредиентов света.

Аналогом является спектроколориметр. Существующие спектроколориметры функционируют на основе освещения исследуемого объекта или «рабочего стандарта» нормированным источником белого света и дисперсии отраженного света в монохроматоре фиг. 11 с последующим интегрированием последовательно считываемого спектра. Разложение спектра в монохроматоре происходит за счет механического качания призмы дисперсной или дифракционной решетки. Угол поворота призмы пересчитывается в название цветового тона цвета. Существующие спектроколориметры не способны оценивать цвет в рамках модели фиг. 7 и выводят только цифровое обозначение цвета в двухмерных координатах X, Y диаграммы цветового пространства CIE 1931 (локусе цветов) фиг. 5. Оценивается только светлота цвета без разделения светлоты на белизну и насыщенность цвета.

Раскрытие сущности изобретения

Четырехзонный оппонентный измеритель ингредиентов цвета (далее ИЗМЕРИТЕЛЬ) представляет собой сочетание оптического узла с планарным сенсором и закрепленной дифракционной решеткой, электронного узла и монитора Фулл Колорс.

Оптический узел показан на фиг. 12. Луч белого света (2) от источника белого света (38), например, типа С (непрямого солнечного света, 6774 К) через боковое отверстие в тубусе (51) освещает измеряемый образец (35) или «рабочий стандарт» (непрозрачную белую пластину балансировки) (36) под углом 45 градусов в соответствии геометрией 45/0 для измерения спектра отражения по рекомендации МКО. Тубус (51) защищает измеряемый образец или «рабочий стандарт» от внешних засветок. Отраженные расходящиеся лучи (39) собираются объективом «апланат» (52) в цилиндрический поток параллельных лучей, из которых прорезью (44) экрана щелевого (45) вырезается плоский поток света. Далее неподвижной дифракционной решеткой (53) плоский поток света разлагается на спектр в виде расходящегося растра, состоящего из набора семи спектральных линий от (11) красной до (17) фиолетовой, которые проецируются на закрепленный в корпусе (54) планарный сенсор (55) из четырех неподвижных фотоэлементов (далее сенсор).

Конструкция сенсора показана на фиг. 13. Сенсор состоит из четырех плоских всеволновых (широкополосных) фотоэлементов (68), (70), (71), (72) (именуемых далее зонами), которые имеют форму равностороннего треугольника и лежат в одной плоскости, но закреплены со смещением относительно друг друга.

Основания треугольников перпендикулярны спектральным линиям. Угол треугольника, направленный в сторону проекции инфракрасного цвета (57), например угол (59) далее называется «длинноволновый угол». Угол треугольника, направленный в сторону проекции ультрафиолетового цвета (58), например, угол (60) далее называется «коротковолновый угол», а противолежащий основанию третий угол, например, угол (61) далее называется «угол при вершине».

На шкале λ (63) показаны спектральные линии основных цветов: красного цвета (11), оранжевого цвета (12), желтого цвета (13), зеленого цвета (14), голубого цвета (15), синего цвета (16), фиолетового цвета (17), а также красной составляющей пурпурного цвета (65) и фиолетовой составляющей пурпурного цвета (66).

Углы зон сориентированы относительно спектральных линий основных цветов следующим образом:

зона условно красного (68) (далее R-зона):

• длинноволновый угол (69) лежит на границе между красным светом и инфракрасным светом (57);

• угол при вершине совмещен с проекцией красной спектральной линией (11);

• коротковолновый угол совмещен с проекцией желтой спектральной линией (13);

зона условно желтого (70) (далее Y-зона):

• длинноволновый угол совмещен с проекцией красной спектральной линией (11);

• угол при вершине совмещен с проекцией желтой спектральной линией (13);

• коротковолновый угол совмещен с проекцией голубой спектральной линией (15);

зона условно голубого (71) (далее С-зона):

• длинноволновый угол совмещен с проекцией желтой спектральной линией (13);

• угол при вершине совмещен с проекцией голубой спектральной линией (15);

• коротковолновый угол совмещен с проекцией фиолетовой спектральной линией (17);

зона условно фиолетового (72) (далее V-зона):

• длинноволновый угол совмещен с проекцией голубой спектральной линией (15);

• угол при вершине совмещен с проекцией фиолетовой спектральной линией (17);

• коротковолновый угол лежит на границе (73) между фиолетовым светом и ультрафиолетовым светом,

поэтому спектральные линии цветов проецируются на зоны:

■ красная линия (11) - полностью на R-зону (68);

■ оранжевая линия (12) - половина на R-зону (68) и оставшаяся часть на Y-зону (70);

■ желтая линия (13) - полностью на Y-зону (70);

■ зеленая линия (14) - половина на Y-зону (70) и оставшаяся часть на С-зону (71);

■ голубая линия (15) - полностью на С-зону (71);

■ синяя линия (16) - половина на С-зону (71) и оставшаяся часть на V-зону (72);

■ фиолетовая линия (17) - полностью на V-зону (72).

Синтетический пурпурный цвет разлагается дифракционной решеткой (53) на

красную и фиолетовую спектральные линии, поэтому:

■ половина красной линии (65) пролегает по R-зоне (68);

■ половина фиолетовой линии (73) пролегает по V-зоне (72);

Вследствие полного или частичного наложения на зоны спектральной линии:

монохромного насыщенного красного света (11):

○ фототок (75) от R-зоны (68) (далее аналоговый фототок Rзона) равен 100%;

○ фототоки остальных зон равны нулю;

монохромного насыщенного оранжевого света (12):

○ аналоговый фототок Rзона равен 50%;

○ фототок (76) от Y-зоны (70) (далее аналоговый фототок Yзона) равен 50%:

○ фототоки остальных зон равны нулю;

монохромного насыщенного желтого света (13):

○ аналоговый фототок Yзона равен 100%;

○ фототоки остальных зон равны нулю;

монохромного насыщенного зеленого света (14):

○ аналоговый фототок Yзона равен 50%;

○ фототок (77) от С-зоны (71) (далее аналоговый фототок Сзона) равен 50%;

○ фототоки остальных зон равны нулю;

монохромного насыщенного голубого света (15):

○ аналоговый фототок Сзона равен 100%;

○ фототоки остальных зон равны нулю;

монохромного насыщенного синего света (16):

○ аналоговый фототок Сзона равен 50%;

- фототок (78) от V-зоны (72) (далее аналоговый фототок Узона) равен 50%;

- фототоки остальных зон равны нулю;

- монохромного насыщенного фиолетового света (17):

- аналоговый фототок Узона равен 100%;

- фототоки остальных зон равны нулю;

- монохромного насыщенного пурпурного света (65 плюс 73):

- аналоговый фототок Кзона равен 50%;

- аналоговый фототок Узона равен 50%;

- фототоки остальных зон равны нулю;

Итоговая таблица зависимости аналоговых фототоков зон от длины волны насыщенного монохроматического света приведена на фиг 14. Очевидно, что таблица фиг. 14 полностью коррелирует с таблицей сигналов приемников света колбочки глаза фиг. 8.

Для компактности сенсора фиг. 13 и полноценного использования проецируемых на сенсор полос спектра, зоны сенсора закреплены относительно друг друга следующим образом:

- основание R-зоны и основание С-зоны лежат на «первой линии», которые «коротковолновым и длинноволновым углами» примыкают друг к другу, а «углы при вершине» направлены в сторону «второй линии»;

- основание Y-зоны и основание V-зоны лежат на «второй линии», которые «коротковолновым и длинноволновым углами» примыкают друг к другу, а «углы при вершине» направлены в сторону «первой линии»,

где:

- «первая линия» и «вторая линия» параллельны друг другу;

- «угол при вершине» R-зоны располагается рядом с «длинноволновым углом» Y -зоны;

- треугольник Y-зоны вложен между треугольниками R-зоны и С-зоны таким образом, что «угол при вершине» Y-зоны располагается рядом с местом примыкания «коротковолнового угла» R-зоны и «длинноволнового угла» Сезоны;

- треугольник С-зоны вложен между треугольниками Y-зоны и V-зоны таким образом, что «угол при вершине» С-зоны располагается рядом с местом примыкания «коротковолнового угла» Y-зоны и «длинноволнового угла» V-зоны;

■ «угол при вершине» V-зоны располагается рядом с «коротковолновым углом» С -зоны.

■ зоны не накладываются друг на друга;

■ зоны взаимно электрически изолированы;

■ зоны имеют линейные характеристики чувствительности от интенсивности освещения и от длины наложения спектральной линии на зону.

Блок-схема измерителя, показанная на фиг. 15, включает в себя:

планарный сенсор (55), состоящий из;

• R-зоны красной (68);

• Y-зоны желтой (70);

• С-зоны голубой (71);

• V-зоны фиолетовой (72);

дисплей Фулл Колорс (80);

блок формирования ингредиентов цвета (81);

кнопку «Балансировка» (82);

блок четырех-координатной формы цвета (83);

блок цветоразностного телесигнала (84);

блок гистограммы микроизлучателей (85);

блок полярной формы цвета (86);

блок словесного описания цвета (87);

блок формирователя графической информации (89);

генератор тактовых импульсов (90) (далее ГТИ).

ГТИ (90) обеспечивает синхронность работы семи блоков и строчно-кадровой развертки дисплея.

Конструкция планарного сенсора (55), раскрыта ранее на фиг. 13.

Блок формирования ингредиентов цвета (81) вырабатывает «сигналы-ингредиенты»:

насыщенность красная (SR);

насыщенность голубая (SC);

насыщенность желтая (SY);

насыщенность фиолетовая (SV);

белизна красно-голубая (wRC);

белизна желто-фиолетовая (wYV);

светлота (L),

для последующих блоков ИЗМЕРИТЕЛЯ.

Блок формирования ингредиентов цвета фиг. 16, включает в себя:

кнопку «Балансировка» (82);

аналогово-цифровые преобразователи (93);

регистр памяти (94);

вычислитель RC-оппонентов (95);

вычислитель YV-оппонентов (96);

логический вычислитель ингредиентов цвета SR, SC, wRC (97);

логический вычислитель ингредиентов цвета SY, SV, wYV (98);

вычислитель светлоты L (99).

Аналогово-цифровые преобразователи (93 фиг. 16) (далее АЦП) аналоговые сигналы сенсора (55 фиг. 13): Rзона (75 фиг. 13)); Yзона (76 фиг. 13), Сзона (77 фиг. 13) и Vзона (78 фиг. 13) преобразуют в соответствующие цифровые сигналы R, С, Y и V (фиг. 16).

Регистр памяти (94 фиг. 16) при прижатом к тубусу (51 фиг. 12) «рабочем стандарте» (36 фиг. 12) по команде от кнопки «Балансировка» (82 фиг. 15) запоминает значения цифровых сигналов R, С, Y и V, как соответствующие константы Rm, Cm, Ym и Vm.

Вычислитель RC-оппонентов (95 фиг. 16) рассчитывает оппонентный красный Ro и оппонентный голубой Со сигналы по формулам:

Ro=R/(Rm/((Rm+Cm)/2))/((Rm+Cm)/2)*100;

Co=С/(Cm/((Rm+Cm)/2))/((Rm+Cm)/2)*100;

где: R и С цифровые сигналы от АЦП;

Rm и Cm константы от регистра памяти.

Вычислитель YV-оппонентов (96 фиг. 16) рассчитывает оппонентный желтый Yo и оппонентный фиолетовый Vo сигналы по формулам:

Yo=Y/(Ym/((Ym+Vm)/2))/((Ym+Vm)/2)*100;

Vo=V/(Vm/((Ym+Vm)/2))/((Ym+Vm)/2)*100,

где: Y и V цифровые сигналы от АЦП;

Ym и Vm сигналы от регистра памяти.

Логический вычислитель ингредиентов цвета SR, SC, wRC (97 фиг. 16) производит расчет насыщенности красного (SR), насыщенности желтого (SY), белизны красно-голубой (wRC) по формулам:

• ЕСЛИ Ro>Co ТОГДА SR=(Ro-Co) ИНА ЧЕ SR=0;

• ЕСЛИ Co>Ro ТОГДА SC=(Co-Ro) ИНАЧЕ SC=0;

• ЕСЛИ Ro>=Co ТОГДА wRC=Со ИНАЧЕ wRC=Ro,

где: Ro и Со сигналы на выходе вычислителя RC-оппонентов.

Вычислитель светлоты L (99 фиг. 16) производит расчет светлоты L по формуле:

где R, Y, С и V цифровые сигналы от АЦП,

Rm, Ym, Cm и Vm константы от регистра памяти.

Блок четырех-координатного цвета (83 фиг. 15).

○ Блок формирует значения «демовектора» насыщенности и «демовектора» белизны для плоского графика «Четырех-координатная форма цвета» (фиг. 17) (далее 4КЦ), у которого положительная ось красного цвета (Ось R) направлена вправо, положительная ось желтого цвета (Ось Y) направлена вверх, положительная ось голубого цвета (Ось С) направлена влево и положительная ось фиолетового цвета (Ось V) направлена вниз, с направленными вдоль них «демовекторами» красной светлоты (DR), желтой светлоты (DY), голубой светлоты (DC) и фиолетовой светлоты (DV), значения которых рассчитываются по формулам:

• DR=(SR+wRC)*L/100;

• DY=(SY+wYV)*L/100;

• DC=(SC+wRC)*L/100;

• DV=(SV+wYV)*L/l 00,

где:

■ сигналы насыщенности SR, SC и белизны wRC от «логического вычислителя ингредиентов цвета SR, SC, wRC» (блок 97 фиг. 16);

■ сигналы насыщенности SY, SV и белизны wYV от «логического вычислителя ингредиентов цвета SR, SC, wYV» (блок 98 фиг.16);

■ светлота L от вычислителя светлоты L (блок 99 фиг.16);

■ «демовектор» - окрашенный вектор, направленный от начала координат вдоль оси координат,

причем для выделения белизны на графике 4КЦ:

Если wRC>0 то, направленный вправо «демовектор» DR, от нуля до значения wRC окрашен в белый цвет и далее до значения DR окрашен в красный цвет, ИНАЧЕ весь «демовектор» до значения DR окрашен в красный цвет;

Если wYV>0 то, направленный вверх «демовектор» DY, от нуля до значения wYV окрашен в белый цвет и далее до значения DY окрашен в желтый цвет, ИНАЧЕ весь «демовектор» до значения DY окрашен в желтый цвет;

Если wRC>0 то, направленный влево «демовектор» DC, от нуля до значения wRC окрашен в белый цвет и далее до значения DC окрашен в голубой цвет, ИНАЧЕ весь «демовектор» до значения DC окрашен в голубой цвет;

Если wYV>0 то, направленный вниз «демовектор» DV, от нуля до значения wYV окрашен в белый цвет и далее до значения DV окрашен в фиолетовый цвет, ИНАЧЕ весь «демовектор» до значения DV окрашен в фиолетовый цвет.

Пример выводимого на дисплей графика «Четырех-координатной формы цвета» приведен на фиг. 17, где:

По оси R «демовектор» от нуля до wRC (101) отражает белизну красного цвета и окрашен в белый цвет (102), далее этот «демовектор» от wRC (101) до DR (103) отражает насыщенность красного цвета и окрашен в красный цвет (104);

По оси Y «демовектор» от нуля до wYV (105) отражает белизну желтого цвета и окрашен в белый цвет (106), далее этот «демовектор» от wYV (105) до DY (107) отражает насыщенность желтого цвета и окрашен в желтый цвет (108);

По оси С «демовектор» от нуля до wRC (109) отражает белизну голубого цвета и окрашен в белый цвет (ПО), далее этот «демовектор» от wRC (109) до DC (111) отражает насыщенность голубого цвета и окрашен в голубой цвет (112);

По оси V «демовектор» от нуля до wYV (113) отражает белизну фиолетового цвета и окрашен в белый цвет (114), далее этот «демовектор» от wYV (113) до DV (115) отражает насыщенность фиолетового цвета и окрашен в фиолетовый цвет (116).

Блок полярной формы цвета (86 фиг. 15) предназначен для одноцветного наглядного представления ахроматического, монохроматического или полихроматического цвета в полярной системе координат.

На полярном графике фиг. 18 на фоне цветового круга фиг. 2 (124 фиг. 18) показана «окружность белизны» (120 фиг. 18) центр которой совмещен с центром полярной системы координат (123).

Метабелизна wL вычисляется по формуле:

wL=(wRC+wYV)/2, где:

• wRC - белизна красно-голубая от блока 97 фиг. 16;

• wYV - белизна желто-фиолетовая от блока 98 фиг. 16;

При этом метабелизна для белого цвета со 100% светлотой равна 25%, что окружность белизны, а, следовательно, на фоне 100% цветового круга белизну делает плохо различимой. Поэтому, для улучшения наглядности радиус «окружность белизны» отражается как учетверенное значение метабелизны.

Радиус (roW) «окружности белизны» вычисляется по формуле:

roW=((wRC+wYV)/2)*4* L /100=(wRC+wYV)*2* L /100 где:

• wRC - белизна красно-голубая от блока 97 фиг. 16;

• wYV - белизна желто-фиолетовая от блока 98 фиг. 16;

■ L - светлота от блока 99 фиг. 16.

От «окружности белизны» (120) на прямой линии, проходящей от центра полярной

системы координат (123) под «углом тона» γ лежит «Вектор насыщенности» vS (121).

«Вектор насыщенности» начинается от «окружности белизны» (120). Величина «Вектора насыщенности» vS вычисляется по формуле:

vS=(SR+SY+SC+SV)*L/100, где:

• SR, SC - сигналы от блока 97 фиг. 16;

• SY, SV - сигналы от блока 98 фиг. 16;

• L - светлота от блока 99 фиг. 16.

«Угол тона» γ (122) от красного цвета цветового круга (124) до «Вектора насыщенности» (121) отсчитывается против часовой стрелки и вычисляется по логической формуле:

ЕСЛИ SR+SC+SY+SV=0 ТОГДА γ=«*» ИНАЧЕ

{ЕСЛИ (SR+SC)=0

ТОГДА [ЕСЛИ SY>0 ТОГДА γ=90 ИНАЧЕ γ=270]

ИНАЧЕ

[ЕСЛИ SY>0 И SR>0 ТОГДА γ=ATAN(SY/SR) ИНАЧЕ

ЕСЛИ SV>0 И SR>0 ТОГДА γ=360-ATAN(SV/SR) ИНАЧЕ

ЕСЛИ SC>0 ТОГДА γ=(180-ATAN(SC-SV)/SC]},

где:

• SR, SC - сигналы от блока 97 фиг. 16;

• SY, SV - сигналы от блока 98 фиг. 16;

• L - светлота от блока 99 фиг.16;

• значение γ=«*» (123), указывает, что цвет ахроматический.

По виду полярного графика фиг. 18, например, на компактной одноцветной этикетке банки или тюбика, удобно оценивать цвет краски, в том числе:

черный цвет (123) обозначается отсутствием «Окружности белизны» (120) и «Вектора насыщенности» (121). Причем в центре координат ставится знак «*»;

ахроматический черно-белый цвет обозначается «Окружностью белизны» (120) при отсутствии «Вектора насыщенности». Причем, чем ближе «окружность белизны» (120) к цветовому кругу (124), тем ближе серый цвет к белому или чем ближе «окружность белизны» (120) к центру координат (123), тем ближе серый цвет к черному;

монохроматический цвет обозначается «Вектором насыщенности» (121) при отсутствии «Окружности белизны». Причем, чем больше длина vS «Вектора насыщенности» (121), тем выше насыщенность цвета. Где цветовой тон обозначается «углом тона» γ (122), которым задается направление «Вектора насыщенности» (121);

полихроматический цвет обозначается одновременно «Окружностью белизны» (120) и «Вектором насыщенности» (121) направленным под «углом тона» γ (122). Причем, чем больше радиус roW «окружности белизны», тем выше белизна цвета, а чем больше длина vS «Вектора насыщенности» (121), тем выше насыщенность цвета. Чем ближе окончание вектора «Вектора насыщенности» (121) к цветовому кругу (124) тем выше светлота цвета.

Блок словесного описания цвета (87 фиг. 15) формирует наименование цвета путем конкатенации текста из последовательности: {Хрома+«пробел»+Белизна+«пробел»+Светлота+«пробел»+Тон}, например, {Ахроматический серый} или /Монохроматический ярко-оранжевый/ или {Полихроматический белесый бледно-желто-зеленый}, каждая из которых определяются по четырем логическим формулам:

ХРОМА: ЕСЛИ γ=(SR+SC+SY+SV)=0 ТОГДА Хрома=«Ахроматический,

» ИНАЧЕ

{ЕСЛИ wL>0 ТОГДА Хрома=«Полихроматический, » ИНАЧЕ

Хрома=«Монохроматический, »};

БЕЛИЗНА: ЕСЛИ Хрома=«Полихроматический, »

{ЕСЛИ wL<12.5 ТОГДА Белизна=«близкий к монохрому, » ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<37.5 ТОГДА Белизна=«легко-белесый, » ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=62.5 ТОГДА Белизна=«белесый, » ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=77.5 ТОГДА Белизна=«сильно-белесый, » ИНАЧЕ

Белизна=«близкий к ахрому, »}

ИНАЧЕ Белизна=«---».

СВЕТЛОТА: ЕСЛИ γ=«Ахроматический, » ТОГДА

{ЕСЛИ wL<0.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Черный» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL <=1.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Циклон» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=2.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Французский» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=3.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Голубиный» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=4.5/\ 1*100 ТОГДА Светлота=«Каменный» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=5.5/11*100 ТОГДА Светлота=«Муссон» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=6.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Угольный» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=7.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Грифельный» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<=8.5/11 * 100 ТОГДА Светлота=«Серый» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL <=9.5/11*100 ТОГДА Светлота=«Серебристый» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL <=10.5/11*100 ТОГДА Светлота=«Гейнсборо» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<150 ТОГДА Светлота=«Белый» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<250 ТОГДА Светлота=«Ярко-белый» ИНАЧЕ

ЕСЛИ wL<350 ТОГДА Светлота=«Сверх-белый» ИНА ЧЕ

ЕСЛИ wL<=400 ТОГДА Светлота=«Ослепительно-белый»}

ИНАЧЕ

[ЕСЛИ SL<12,5 ТОГДА Светлота=«черно-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL<37,5 ТОГДА Светлота=«тускло-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL<62,5 ТОГДА Светлота=«бледно-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL<77 ТОГДА Светлота=«слабо-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL<90 ТОГДА Светлота=«сильно-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL<=100 ТОГДА Светлота=«ярко-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL<=200 ТОГДА Светлота=«сверх ярко-» ИНАЧЕ

ЕСЛИ SL>200 ТОГДА Светлота=«ослепительно-»]

ТОН: ЕСЛИ γ="Ахроматический," ТОГДА Тон="---" ИНАЧЕ

{ЕСЛИ γ=<11,25 ТОГДА Тон="красный" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<=33,75 ТОГДА Тон="красновато-оранжевый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<56,25 ТОГДА Тон="оранжевый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<78,75 ТОГДА Тон="желто-оранжевый" ИНА ЧЕ

ЕСЛИ γ=<101,25 ТОГДА Тон="желтый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<123,75 ТОГДА Тон="желто-зеленый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<146,25 ТОГДА Тон="зеленый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<168,75 ТОГДА Тон="голубовато-зеленый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<191,25 ТОГДА Тон="голубой" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<213,75 ТОГДА Тон="голубовато-синий" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<236,25 ТОГДА Тон="синий" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<25%,15 ТОГДА Тон="сине-фиолетовый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<281,25 ТОГДА Тон="фиолетовый" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<303,75 ТОГДА Тон="фиолетово-пурпурный" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<326,25 ТОГДА Тон="пурпурный" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=<348,75 ТОГДА Тон="красновато-пурпурный" ИНАЧЕ

ЕСЛИ γ=>=348,75 ТОГДА Тон="красный "},

где SL=SR+SY+SC+SV (сумма насыщенностей);

wL=(wRC+wYV)*2 (метабелизна),

в которых SR, SY, SC, SV, wRC и wYV сигналы от блока ингредиентов цвета (фиг. 16), а γ - «угол тона» от блока полярной формы цвета (86 фиг. 15). Блок гистограммы микроизлучателей (85 фиг. 15).

В данном блоке рассчитываются интенсивности излучения (в процентах) микроизлучателя красного света R-4TB, микроизлучателя желтого света Y-4TB, микроизлучателя голубого света С-4ТВ и микроизлучателя фиолетового света V-4TB по формулам:

R~4TB=(SR+(wRC+wYV)/2))* L/100, где

• SR - сигналы насыщенности красного от блока 97 фиг. 16;

• wRC - белизна красно-голубая от блока 97 фиг. 16;

• wYV - белизна желто-фиолетовая от блока 98 фиг. 16;

• L - светлота от блока 99 фиг. 16.

Y~4TB=(SY+(wRC+wYV)/2))* L/100, где

• SY - сигналы насыщенности желтого от блока 98 фиг. 16;

• wRC - белизна красно-голубая от блока 97 фиг. 16;

• wYV - белизна желто-фиолетовая от блока 98 фиг. 16;

• L - светлота от блока 99 фиг. 16.

С~4ТВ=(SC+(wRC+wYV)/2))* L/100, где

• SC - сигналы насыщенности голубого от блока 97 фиг. 16;

• wRC - белизна красно-голубая от блока 97 фиг. 16;

• wYV - белизна желто-фиолетовая от блока 98 фиг. 16;

• L - светлота от блока 99 фиг. 16.

V~4TB=(SV+(WRC+wYV)/2))* L/100, где

• SV - сигналы насыщенности фиолетового от блока 98 фиг. 16;

• wRC - белизна красно-голубая от блока 97 фиг. 16;

• wYV - белизна желто-фиолетовая от блока 98 фиг. 16;

• L - светлота от блока 99 фиг. 16.

Полученные интенсивности выводятся на график «Гистограмма микроизлучателей». Пример гистограммы показан на фиг. 19.

Блок цветоразностного телесигнала (84 фиг. 15), рассчитывает точку цвета в трехмерных декартовых координатах XYZ, которая имеет красно-голубую ось RΔC (в направлении декартовой оси абсциссы X), желто-фиолетовую ось YΔV (в направлении декартовой оси ординаты Y) и вертикальную ось KΔS коэффициента светлоты (в направлении декартовой оси аппликаты Z) графика «Цветоразностной формы описания цвета» (фиг. 20) по формулам:

RΔC=SR-SC, (красно-голубой цветоразностный сигнал);

YΔV=SY-SV, (желто-фиолетовый цветоразностный сигнал);

KΔS=L, (коэффициент светлоты),

где SR, SY, SC, SV и L сигналы от блока ингредиентов цвета фиг. 16,

причем, с целью повышения наглядности места нахождения точки цвета в объеме или на поверхности пирамиды, от начала координат вдоль осей декартовых координат проводятся вектора проекций точки цвета с учетом логических формул:

ЕСЛИ RΔC>0, ТОГДА вектор направляется от (124) вправо и окрашивается в красный цвет до значения RAC, ИНАЧЕ красный вектор отсутствует;

ЕСЛИ RΔC<0, ТОГДА вектор направляется от (124) влево и окрашивается в голубой цвет до отрицательного значения RΔC, ИНАЧЕ голубой вектор отсутствует;

ЕСЛИ YΔV>0, ТОГДА вектор направляется от (124) вдоль оси «Yellow» и окрашивается в желтый цвет до значения YAV, ИНАЧЕ желтый вектор отсутствует;

ЕСЛИ YΔV<0, ТОГДА вектор направляется от (124) вдоль оси вдоль оси «Violet» и окрашивается в фиолетовый цвет до отрицательного значения YΔV, ИНАЧЕ фиолетовый вектор отсутствует;

ЕСЛИ KΔS>0, ТОГДА вектор направляется вверх и окрашивается в серый цвет до значения KAS, ИНАЧЕ серый вектор отсутствует.

Причем точка цвета для любого «сочетания сигналов RΔC, YΔV, KΔS» располагается внутри или на поверхности графика «Цветоразностной формы описания цвета» фиг. 20

в которой «красно-голубой цветоразностный сигнал» RΔC, «желто-фиолетовый цветоразностный сигнал» YΔV изменяются в диапазоне от минус 100 единицы до плюс 100 единицы, а «сигнал коэффициента светлоты» KΔS изменяется в диапазоне от нуля до плюс 100 единицы, где:

углам основания пирамиды принадлежат монохроматические основные красный (125), желтый (127), голубой (129) и фиолетовые точки цвета (131) с насыщенностью 100% и светлотой 100%;

периметру основания пирамиды принадлежат точки цвета со светлотой 100% и насыщенностью 100%;

площади основания пирамиды принадлежат точки цвета со светлотой 100% и насыщенностью менее 100%;

ребрам пирамиды принадлежат монохроматические основные красный (125), желтый (127), голубой (129) и фиолетовые точки цвета (131) с насыщенностью 100% и светлотой от нуля до 100%;

высотам боковых граней пирамиды принадлежат монохроматические дополнительные оранжевый (126), зеленый (128), синий (130) и пурпурный (132) точки цвета с насыщенностью 100% и светлотой от нуля до 100%;

высота пирамиды от точки черного цвета (124) (на вершине пирамиды) до точки белого цвета (133) (в центре основания пирамиды) принадлежит точкам ахроматического цвета с насыщенностью ноль процентов и светлотой от нуля до 100%;

внутри объема пирамиды располагаются точки полихроматических цветовых тонов.

Блок формирователя графиков (89 фиг. 15), представляет собой сочетание мультиплексора и видеокарты, которые из выходных сигналов блоков (83, 84, 85, 86 и 87 фиг. 15) попиксельно создают графики и выводят их на экран дисплея (80 фиг. 15) измерителя.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 Опыт Исаака Ньютона, где: 1 - призма дисперсная, 2 - луч белого цвета, 3 - монохроматические лучи, 4 - экран отражающий, 5 - таблица с названиями и диапазонами длин волн полученных лучей основных цветов.

Фиг. 2 Цветовой круг, где: 6 - область белого цвета, 7 - окружность цветового круга, 8 - таблица основных цветов со значениями угла цветового тона γ, 11 - точка насыщенного красного цвета, 12 - точка насыщенного оранжевого цвета, 13 - точка насыщенного желтого цвета, 14 - точка насыщенного зеленого цвета, 15 - точка насыщенного голубого цвета, 16 - точка насыщенного синего цвета, 17 - точка насыщенного фиолетового цвета, 18 - точка насыщенного пурпурного цвета, 20 - угол цветового тона γ.

Фиг. 3 Ингредиенты цветов: А) - состав ахроматического цвета; Б) - состав монохроматического цвета; В) - состав полихроматического цвета, где 21 - белизна W, 22 - насыщенность S, 23 - светлота.

Фиг. 4 Цветовая модель RGB, где 6 - область белого цвета, 11 - пятно проецируемого красного света, 13 - пятно синтетического желтого цвета, 14 - пятно проецируемого зеленого света, 15 - пятно синтетического голубого цвета, 16 - пятно проецируемого синего света, 18 - пятно синтетического пурпурного цвета.

Фиг. 5 Диаграмма цветового пространства CIE 1931, где 6 - область белого цвета, 11 - точка насыщенного красного цвета, 12 - точка насыщенного оранжевого цвета, 13 -точка насыщенного желтого цвета, 14 - точка насыщенного зеленого цвета, 15 - точка насыщенного голубого цвета, 16 - точка насыщенного синего цвета, 17 - точка насыщенного фиолетового цвета, 18 - точка насыщенного пурпурного цвета, треугольник RGB отражает цвета существующего трехцветного телевидения.

Фиг. 6 Цветовая модель RC-YV, где 6 - область белого цвета, 11 - пятно проецируемого красного света, 12 - пятно синтетического оранжевого цвета, 13 - пятно проецируемого желтого цвета, 14 - пятно синтетического зеленого света, 15 - пятно проецируемого голубого цвета, 16 - пятно синтетического синего света, 17 - пятно проецируемого фиолетового цвета, 18 - пятно синтетического пурпурного цвета.

Фиг.7 Модель «Пила цветов зрения человека», где 11 - длина волны красного цвета, 12 - длина волны оранжевого цвета, 13 - длина волны желтого цвета, 14 - длина волны зеленого цвета, 15 - длина волны голубого цвета, 16 - длина волны синего цвета, 17 - длина волны фиолетового цвета, 25 - «красный приемник» света, 26 - «желтый приемник» света, 27 - «голубой приемник» света, 28 - «фиолетовый приемник» света, 30 - шкала цветов, 31 - шкала диапазонов цветов, 32 - шкала длины волны.

Фиг. 8 Таблица сигналов приемников света колбочки глаза для основных монохроматических цветов.

Фиг. 9 Спектрофотометр с освещением образца белым светом, где 2 - луч

белого цвета, 3-монохроматические лучи, 35 - измеряемый образец, 36 - рабочий стандарт, 38 - источник белого света, 39 - луч отражения, 40 - монохроматор, 42 - измерительный прибор.

Фиг. 10 Спектрофотометр с освещением образца монохроматическим светом

где 2 - луч белого цвета, 3-монохроматические лучи, 35 - измеряемый образец, 36 -рабочий стандарт, 38 - источник белого света, 39 - монохроматор, 40 - монохроматические составляющие света, 41 - измерительный прибор, 43 - монохроматический свет.

Фиг. 11 Монохроматор, где 1 - призма дисперсная, 2 - луч белого цвета, 3-монохроматические лучи, 11 - луч с длиной волны красного цвета, 12 - луч с длиной волны оранжевого цвета, 13 - луч с длиной волны желтого цвета, 14 - луч с длиной волны зеленого цвета, 15 - луч с длиной волны голубого цвета, 16 - луч с длиной волны синего цвета, 17 - луч с длиной волны фиолетового цвета, 44 - отверстие входное, 45 - экран щелевой, 47 - отверстие выходное, 48 - корпус, 49 - ось поворота призмы.

Фиг. 12 Оптический узел, где 2 - луч белого цвета, 11 - полоса с длиной волны красного цвета, 12 - полоса с длиной волны оранжевого цвета, 13 - полоса с длиной волны желтого цвета, 14 - полоса с длиной волны зеленого цвета, 15 - полоса с длиной волны голубого цвета, 16 - полоса с длиной волны синего цвета, 17 - полоса с длиной волны фиолетового цвета, 35 - измеряемый образец, 36 - рабочий стандарт (непрозрачная белая пластина балансировки), 38 - источник белого света, 39 - отраженные от объекта расходящиеся лучи света, 44 - прорезь экрана щелевого, 45 - экран щелевой, 51 - тубус, 52 - объектив «апланат» 53 - неподвижная дифракционная решетка, 54 - корпусе, 55 - пленарный сенсор (плоская подложка с четырьмя неподвижными широкополосными фотоэлементами).

Фиг. 13 Планарный сенсор, где 11 - линия спектра с длиной волны красного цвета, 12 - линия спектра с длиной волны оранжевого цвета, 13 - линия спектра с длиной волны желтого цвета, 14 - линия спектра с длиной волны зеленого цвета, 15 - линия спектра с длиной волны голубого цвета, 16 - линия спектра с длиной волны синего цвета, 17 - линия спектра с длиной волны фиолетового цвета, 55 - неподвижный четырехзонный планарный фотоэлемент (планарная подложка с четырьмя широкополосными фотоэлементами), 57 - инфракрасный свет, 58 - ультрафиолетовый свет, 59 -«длинноволновый угол» треугольного фотоэлемента, 60 - «коротковолновый угол» треугольного фотоэлемента, 61 - «вершина» треугольного фотоэлемента, 63 - ось длины волны света, 65 - «красная составляющая» пурпурной смеси, 66 - «фиолетовая составляющая» пурпурной смеси, 68 - фотоэлемент зоны красного, 69 - граница между красным и инфракрасным светом, 70 - фотоэлемент зоны желтого, 71 - фотоэлемент зоны голубого, 72 - фотоэлемент зоны фиолетового, 73 - граница между фиолетовым и ультрафиолетовым светом, 75 - аналоговый фототок Rзона (от зоны красного), 76 -аналоговый фототок Yзона (от зоны желтого), 77 - аналоговый фототок Сзона (от зоны голубого), 78 - аналоговый фототок Vзона (от зоны фиолетового).

Фиг. 14 Таблица зависимости фототоков зон от длины волны насыщенного монохроматического света.

Фиг. 15 Блок-схема измерителя, где 55 - неподвижный четырехзонный «планарный сенсор» (см. фиг.13), 80- четырехцветный дисплей Фулл Колорс, 81- блок формирования ингредиентов цвета, 82 - кнопка «Балансировка», 83 - блок четырех-координатной формы цвета, 84 - блок цветоразностного телесигнала, 85 - блок гистограммы микроизлучателей, 86 - блок полярной формы цвета, 87 - блок словесного описания формы цвета, 89 - блок формирователя графиков, 90 - генератор тактовых импульсов, Rзона - фототок зоны красного, Yзона - фототок зоны желтого), Сзона -фототок зоны голубого, Vзона - фототок зоны фиолетового, SR - сигнал насыщенность красная, SC - насыщенность голубая, SY - насыщенность желтая, SV=насыщенность фиолетовая, wRC - белизна красно-голубая, wYV - белизна желто-фиолетовая (wYV), L=светлота.

Фиг. 16 Блок формирования ингредиентов цвета, где 82 - кнопка «Балансировка», 93 - аналогово-цифровые преобразователи, 94 - регистр памяти, 95 -вычислитель RC-оппонентов, 96 - вычислитель YV-оппонентов, 97=логический вычислитель ингредиентов цвета SR, SC, wRC, 98=логический вычислитель ингредиентов цвета SR, SC, wRC, 99 - вычислитель светлоты L, Rзона - аналоговый сигнал от фотодатчика условно красного, Yзона - аналоговый сигнал от фотодатчика условно желтого, Сзона - аналоговый сигнал от фотодатчика условно голубого, Vзона - аналоговый сигнал от фотодатчика условно фиолетового, R - цифровой сигнал красного, Y - цифровой сигнал желтого, С - цифровой сигнал голубого, V - цифровой сигнал фиолетового, Rо - сигнал оппонентный красный на выходе вычислителя RC-оппонентов, Со - сигнал оппонентный голубой на выходе вычислителя RC- оппонентов, Yo - сигнал оппонентный желтый на выходе вычислителя YV-оппонентов, Vo - сигнал оппонентный фиолетовый на выходе вычислителя YV-оппонентов, Rm - сигнал память красного на выходе регистра памяти, Cm - сигнал память голубого на выходе регистра памяти, Ym - сигнал память желтого на выходе регистра памяти; Vm - сигнал память фиолетового на выходе регистра памяти, SR - сигнал насыщенность красная, SC - сигнал насыщенность голубая, SY - сигнал насыщенность желтая, SV - сигнал насыщенность фиолетовая, wRC - сигнал белизна красно-голубая, wYV - сигнал белизна желто-фиолетовая, L - сигнал светлота.

Фиг. 17 График «Четырех-координатная форма цвета», где 101 - скаляр белизны wRC, 102 - часть демовектора оси R, от нуля до wRC, окрашенная в белый цвет, 103 - демовектор красной светлоты DR, 104 - часть демовектора оси R, от wRC до DR, окрашенная в красный цвет, 105 - демовектор белизны wYV, 106 - часть демовектора оси Y, от нуля до wYV, окрашенная в белый цвет, 107 - демовектор желтой светлоты DY, 108 - часть демовектора оси Y, от wYV до DY, окрашенная в желтый цвет, 109 - демовектор белизны wRC, 110 - часть демовектора оси С, от нуля до wRC, окрашенная в белый цвет, 111 - демовектор голубой светлоты DR, 112 - часть демовектора оси С, от wRC до DR, окрашенная в голубой цвет, 113 - демовектор белизны wYV, 114 - часть демовектора оси V, от нуля до wYV, окрашенная в белый цвет, 115 - демовектор фиолетовой светлоты DV, 116 - часть демовектора оси V, от wYV до DV, окрашенная в фиолетовый цвет,

Фиг. 18 График «Полярной формы цвета»,, где 120 - окружность белизны (roW), 121 - вектор насыщенности (vS), 122 - угол тона (γ), 123 - центр полярной системы координат, центр окружности белизны и точка черного цвета, 124 - окружность цветового круга светлотой 100%.

Фиг. 19 График «Гистограмма микроизлучателей»;

Фиг. 20 График «Цветоразностная форма описания цвета», где 124 - точка черного цвета, 125 - точка красного цвета, 126 - точка оранжевого цвета, 127 - точка желтого цвета, 128 - точка зеленого цвета, 129 - точка голубого цвета, 130 - точка синего цвета, 131 - точка фиолетового цвета, 132 - точка пурпурного цвета, 133 - точка белого цвета, 135 - пример точки произвольной точки цвета, 135 - пример обозначения желтого вектора на оси KΔS для обозначения примера произвольной точки цвета, 136 - пример обозначения голубого вектора на оси RΔC для обозначения примера произвольной точки цвета, 137 - пример обозначения желтого вектора на оси YΔV для обозначения примера произвольной точки цвета, «ось RΔC» - красно-голубая, «ось YΔV» - желто-фиолетовая, «ось KΔS» - коэффициента светлоты

Фиг. 21 Электронный макет: Блок формирования ингредиентов цвета. Лист 1. Формулы ячеек раскрыты на Фиг. 27.

Фиг. 22 Электронный макет: Четырех-координатная форма цвета. Лист 2 Фиг. 21.

Фиг. 23 Электронный макет: Полярная форма цвета. Лист 3 Фиг. 21.

Фиг. 24 Электронный макет: Гистограмма микроизлучателей. Лист 4 Фиг. 21.

Фиг. 25 Электронный макет: Словесная форма описания цвета. Лист 5 Фиг. 21.

Фиг. 26 Электронный макет: Цветоразностная форма описания цвета. Лист 6 Фиг. 21.

Фиг. 27 Формулы ячеек электронной таблицы Листа 1 Фиг. 21 «Блока формирования ингредиентов цвета».

Осуществление изобретения

С целью отработки и проверки формул ИЗМЕРИТЕЛЯ и подтверждения возможности достижения технического результата при осуществлении изобретения разработан электронный макет ИЗМЕРИТЕЛЯ, показанный на Фиг. 21, где:

• в ячейку С5 вводится исследуемое значение красного цифрового сигнала Rзона;

• в ячейку С6 вводится исследуемое значение голубого цифрового сигнала Сзона;

• в ячейку С8 вводится исследуемое значение желтого цифрового сигнала Yзона;

• в ячейку С9 вводится исследуемое значение фиолетового цифрового сигнала Vзона;

○ в ячейку F5 вводится вручную значение памяти красного цифрового сигнала Rm;

○ в ячейку F6 вводится вручную значение памяти голубого цифрового сигнала Cm;

○ в ячейку F8 вводится вручную значение памяти желтого цифрового сигнала Ym;

○ в ячейку F9 вводится вручную значение памяти фиолетового цифрового сигнала Vm.

После расчета по формулам, описанными в «Блоке формирования ингредиентов цвета» фиг. 16 вырабатываются «сигналы-ингредиенты», которые выводятся в ячейки:

■ O5 - насыщенность красная SR;

■ О6 - насыщенность голубая SC;

■ O7 - насыщенность желтая SY;

■ O8 - насыщенность красная SV;

■ O9 - белизна RC (wRC);

■ O10 - белизна YV (wYV);

■ O12 - светлота L.

С использованием электронных таблиц по формулам, описанным в разделе «Раскрытие сущности изобретения», формируются следующие макеты:

график «Четырех-коордикатной формы цвета» фиг. 22 (лист2);

величины графика «Полярной формы цвета» фиг. 23 (лист 3);

график «Гистограмма микроизлучателей» на фиг. 24 (лист 4);

вывод текста «Словесной формы описания цвета» на фиг. 25 (лист 5);

величины графика «Цветоразностной формы описания цвета» на фиг. 26 (лист 6).

Формулы ячеек «Листа 1» электронной таблицы фиг. 21 выведены на фиг. 27.

Результаты тестирования макета «Словесной формы описания цвета» сведены к трем таблицам Фиг. 28, Фиг. 29, Фиг. 30, где левая часть содержит введенные значения фототоков зон, а правая часть содержит результаты описания цвета в словесной форме.

По таблице Фиг. 28 анализировались монохроматические цвета. Словесные описания цветов соответствуют сочетаниям фототоков при освещении зон планарного сенсора различным монохроматическим светом. Результат описания цвета положительный.

По таблице Фиг. 29 анализировались ахроматические цвета. Различные сочетания пар оппонентных цветов всегда синтезируют ахроматический белый свет и выводится название полученной соответствующей светлоты. Результат описания цвета положительный.

По таблице Фиг. 30 анализировались полихроматические цвета. В левую часть вводились произвольные значения. Результаты описания цвета, вступающие в противоречие со значениями исходных данных, не получены.

По таблице Фиг. 31 анализировался аддитивный синий цвет в разрезе сохранения цветового тона при плавном изменении яркости синего света (величины фототоков). Результат описания цвета положительный.

Изобретение относится к области спектрографических исследований и касается четырехзонного оппонентного измерителя ингредиентов цвета. Измеритель с помощью дифракционной решетки разделяет свет на семь монохромных полос, которые освещают четыре широкополосных фотоэлемента треугольной формы планарного сенсора. На первый фотоэлемент (R-зона) проецируются полосы красного и оранжевого цвета, на второй фотоэлемент (Y-зона) проецируются полосы оранжевого, желтого и зеленого цвета, на третий фотоэлемент (С-зона) проецируются полосы зеленого, голубого и синего цвета, на четвертый фотоэлемент (V-зона) проецируются полосы синего и фиолетового цвета, а синтезированный из смеси красного и фиолетового света пурпурный свет разделяется дифракционной решеткой на красную и фиолетовую полосы, которые проецируются соответственно на R-зону и V-зону. Разделение света на восемь оппонентных цветов производится в электронных блоках с использованием арифметических и логических формул. На основе полученных восьми ингредиентов цвета формируют одно словесное, три плоских и одно объемное представления цвета, которые выводятся на четырехцветный дисплей Фулл Колорс. Технический результат заключается в повышении точности измерения и наглядности представления составляющих цвета. 7 з.п. ф-лы, 31 ил.

1. Четырехзонный оппонентный измеритель ингредиентов цвета (далее измеритель), состоящий из корпуса и бленды, которые защищают поверхность измеряемого объекта и оптическую систему от внешнего засвечивания, источника света, например, типа С (непрямой солнечный свет, 6774 К), который через боковое отверстие в бленде освещает измеряемый объект в соответствии с геометрией 45/0 МКО, а расходящийся от измеряемой точки поверхности свет объективом, например, «апланат» отклоняется в поток параллельных лучей, которые экраном щелевым и далее дифракционной решеткой разделяются на монохроматические спектральные линии семи цветовых тонов,

отличающийся тем, что спектральные линии проецируются на планарный сенсор (далее сенсор), который состоит из четырех плоских фотоэлементов, светочувствительные поверхности которых имеют форму равностороннего треугольника и закреплены со смещением относительно полос спектральных линий, таким образом, что:

- на «фотоэлемент условно красного цвета» (далее R-зона) проецируются полосы красного и оранжевого цвета;

- на «фотоэлемент условно желтого цвета» (далее Y-зона) проецируются полосы оранжевого, желтого и зеленого цвета;

- на «фотоэлемент условно голубого цвета» (далее С-зона) проецируются полосы зеленого, голубого и синего цвета;

- на «фотоэлемент условно фиолетового цвета» (далее V-зона) проецируются полосы синего и фиолетового цвета,

причем искусственно синтезированный из смеси красного и фиолетового света пурпурный свет разделяется дифракционной решеткой на красную и фиолетовую полосы, которые проецируются соответственно на R-зону и V-зону,

где красная, желтая, голубая и фиолетовые полосы монохроматических основных цветов проходят через вершины и высоты соответствующих зон, а полосы монохроматических дополнительных цветов проходят через середины боковых сторон зон, в том числе оранжевая полоса одинаково активирует R-зону и Y-зону, зеленая полоса одинаково активирует Y-зону и С-зону, синяя полоса одинаково активирует С-зону и V-зону, вследствие чего амплитудно-волновая характеристика фототока зон для монохроматических основных и монохроматических дополнительных цветовых тонов имеют следующие зависимости:

R-зона генерирует аналоговый фототок «Rзона» от воздействия:

- красной составляющей пурпурного света - равный 50%;

- красной полосы света - равный 100%;

- оранжевой полосы света - равный 50%;

- желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового света равный нулю процентов;

Y-зона генерирует аналоговый фототок «Yзона» от воздействия:

- оранжевой полосы света - равный 50%;

- желтой полосы света - равный 100%;

- зеленой полосы света - равный 50%;

- пурпурной смеси, красного, голубого, синего и фиолетового света равный нулю процентов;

С-зона генерирует аналоговый фототок «Сзона» от воздействия:

- зеленой полосы света - равный 50%;

- голубой полосы света - равный 100%;

- синей полосы света - равный 50%;

- пурпурной смеси, красного, оранжевого, желтого и фиолетового света равный нулю процентов;

V-зона генерирует аналоговый сигнал «Vзона» от воздействия:

- синей полосы света - равный 50%;

- фиолетовой полосы света - равный 100%;

- фиолетовой составляющей пурпурного света - равный 50%;

- красного, оранжевого, желтого, зеленого и голубого света равный нулю процентов,

а также измеритель содержит:

- кнопку «Балансировка»,

- «рабочий стандарт», представляющий собой непрозрачную белую пластину,

- «блок формирования ингредиентов цвета», который преобразует аналоговые фототоки Rзоны, Yзоны, Сзоны и Vзоны

в «сигналы-ингредиенты»:

- насыщенность красная (далее SR);

- насыщенность голубая (далее SC);

- насыщенность желтая (далее SY);

- насыщенность фиолетовая (далее SV);

- белизна красно-голубая (далее wRC);

- белизна желто-фиолетовая (далее wYV);

- светлота (далее L),

с использованием которых («сигналов-ингредиентов») блоки:

- четырехкоординатной формы цвета;

- полярной формы цвета;

- словесной формы описания цвета;

- гистограммы микроизлучателей;

- цветоразностного телесигнала;

- формирования графиков,

вырабатывают и выводят на четырехцветный дисплей Фулл Колорс, пиксель которого состоит из красного, желтого, голубого и фиолетового микроизлучателей, одно словесное описание цвета длиной от двух до пяти слов и графических трех плоских и одного объемного представлений цвета, причем во время измерения ингредиентов цвета исследуемой поверхности открытый торец бленды свето-герметично прижимается к поверхности объекта, где дифракционная решетка оптической системы всегда остается неподвижной.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что с целью преобразования световой энергии спектральных линий в аналоговые: фототок «Rзона», фототок «Yзона», фототок «Cзона» и фототок «Vзона» светочувствительные поверхности R-зоны, Y-зоны, С-зоны и V-зоны сенсора одинаково фоточувствительны в диапазоне спектра видимого света, но имеют форму равностороннего треугольника, у которого:

- основание расположено перпендикулярно направлению спектральных линий;

- угол основания, направленный в сторону длинноволнового края спектра, далее называется «длинноволновый угол»;

- угол основания, направленный в сторону коротковолнового края спектра, далее называется «коротковолновый угол»;

- противолежащий основанию третий угол далее называется «угол при вершине»;

- сторона треугольника между «углом при вершине» и «длинноволновым углом» далее называется «длинноволновой стороной»;

- сторона треугольника между «углом при вершине» и «коротковолновым углом» далее называется «коротковолновой стороной»;

причем длина основания и место расположения углов каждой зоны геометрически связаны с координатами проецирования на сенсор спектральных линий:

R-зона имеет габариты и закреплена таким образом, что:

- красная спектральная линия проходит через «угол при вершине» R-зоны и через высоту этого угла;

- «длинноволновый угол» совмещен с границей между инфракрасной и красной спектральными линями;

- спектральная линия красной составляющей пурпурной смеси проходит через середину «длинноволновой стороны»;

- оранжевая спектральная линия проходит через середину «коротковолновой стороны»;

- «коротковолновый угол» совмещен с желтой спектральной линией,

чем обеспечивается амплитудно-волновая чувствительность фототока R-зоны:

- к инфракрасному спектру равной нулю;

- к красной составляющей пурпурной смеси - равной 50%;

- к красному спектру - равной 100%;

- к оранжевому спектру - равной 50%;

- к желтому, зеленому, голубому, синему, фиолетовому и ультрафиолетовому спектрам равными нулю;

Y-зона имеет габариты и закреплена таким образом, что:

- желтая спектральная линия проходит через «угол при вершине» Y-зоны и через высоту этого угла;

- «длинноволновый угол» совмещен с красной спектральной линией;

- оранжевая спектральная линия проходит через середину «длинноволновой стороны»;

- зеленая спектральная линия проходит через середину «коротковолновой стороны»;

- «коротковолновый угол» совмещен с голубой спектральной линией,

чем обеспечивается амплитудно-волновая чувствительность фототока Y-зоны:

- к инфракрасному и красному спектру равными нулю;

- к оранжевому спектру - равной 50%;

- к желтому спектру - равной 100%;

- к зеленому спектру - равной 50%;

- к голубому, синему, фиолетовому и ультрафиолетовому спектрам равными нулю;

С-зона имеет габариты и закреплена таким образом, что:

- голубая спектральная линия проходит через «угол при вершине» С-зоны и через высоту этого угла;

- «длинноволновый угол» совмещен с желтой спектральной линией;

- зеленая спектральная линия проходит через середину «длинноволновой стороны»;

- синяя спектральная линия проходит через середину «коротковолновой стороны»;

- «коротковолновый угол» совмещен с фиолетовой спектральной линией,

чем обеспечивается амплитудно-волновая чувствительность фототока С-зоны:

- к инфракрасному, красному, оранжевому и желтому спектру равными нулю;

- к зеленому спектру - равной 50%;

- к голубому спектру - равной 100%;

- к синему спектру - равной 50%;

- к фиолетовому и ультрафиолетовому спектрам равными нулю;

V-зона имеет габариты и закреплена таким образом, что:

- фиолетовая спектральная линия проходит через «угол при вершине» V-зоны и через высоту этого угла;

- «длинноволновый угол» совмещен с голубой спектральной линией;

- синяя спектральная линия проходит через середину «длинноволновой стороны»;

- спектральная линия фиолетовой составляющей пурпурной смеси проходит через середину «коротковолновой стороны»;

- «коротковолновый угол» совмещен с границей между фиолетовой и ультрафиолетовой спектральными линями,

чем обеспечивается амплитудно-волновая чувствительность фототока V-зоны:

- к инфракрасному, красному, оранжевому, желтому, зеленому и голубому спектру равными нулю;

- к синему спектру - равной 50%;

- к фиолетовому спектру - равной 100%;

- к фиолетовой составляющей пурпурной смеси - равной 50%;

- к ультрафиолетовому спектру равной нулю,

причем зоны планарного сенсора закреплены относительно друг друга с выполнением условий:

- основание R-зоны и основание С-зоны лежат на «первой прямой»;

- основание Y-зоны и основание V-зоны лежат на «второй прямой»;

- «коротковолновый угол» R-зоны примыкает к «длинноволновому углу» С-зоны;

- «коротковолновый угол» Y-зоны примыкает к «длинноволновому углу» V-зоны;

- «углы при вершине» R-зоны и С-зоны направлены в сторону «второй прямой»;

- «углы при вершине» Y-зоны и V-зоны направлены в сторону «первой прямой»;

- «угол при вершине» R-зоны располагается рядом с «длинноволновым углом» Y-зоны;

- «угол при вершине» Y-зоны располагается рядом с местом примыкания «коротковолнового угла» R-зоны и «длинноволнового угла» С-зоны;

- «угол при вершине» С-зоны располагается рядом с местом примыкания «коротковолнового угла» Y-зоны и «длинноволнового угла» V-зоны;

- «угол при вершине» V-зоны располагается рядом с «коротковолновым углом» С -зоны,

где «первая прямая» и «вторая прямая» параллельны друг другу, при этом зоны не накладываются друг на друга, взаимно электрически изолированы и имеют линейные характеристики чувствительности от интенсивности освещения и от длины наложения спектральной линии на зону.

3. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что с целью преобразования фототоков Rзона, Yзона, Cзона и Vзона сенсора в «сигналы-ингредиенты» SR, SY, SC, SV, wRC, wYV и L «блок формирования ингредиентов цвета» включает в себя:

- аналогово-цифровые преобразователи (далее АЦП), которые аналоговые фототоки Rзона, Yзона, Cзона и Vзона преобразует в соответствующие цифровые сигналы R, Y, С и V;

- регистр памяти, который в момент нажатия кнопки «Балансировка» цифровые сигналы R, Y, С и V запоминает как соответствующие константы Rm, Ym, Cm и Vm, причем кнопку «Балансировка» нажимают во время прижима «рабочего стандарта» к открытому торцу бленды, где поверхность «рабочего стандарта» имеет белый цвет с альбедо, близким к 100%;

- вычислитель RC-оппонентов, в котором вычисляется оппонентный красный (Ro) и оппонентный голубой (Со) сигналы по формулам:

где Rm и Cm - константы от регистра памяти;

- вычислитель YV-оппонентов, в котором вычисляется оппонентный желтый (Yo) и оппонентный фиолетовый (Vo) сигналы по формулам:

где Y и V - цифровые сигналы от АЦП,

Ym и Vm - сигналы от регистра памяти;

- логический вычислитель ингредиентов цвета SR, SC, wRC, в котором производится расчет насыщенности красной (SR), насыщенности голубой (SC), белизны красно-голубой (wRC) по логическим формулам:

где Ro и Со - сигналы от вычислителя RC-оппонентов;

- логический вычислитель ингредиентов цвета SY, SV, wYV, в котором производится расчет насыщенности желтой (SY), насыщенности фиолетовой (SV) и белизны желто-фиолетовой (wYV) по логическим формулам:

где Yo и Vo - сигналы от вычислителя YV-оппонентов;

- вычислитель светлоты L, в котором светлота (L) вычисляется по формуле

4. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что с целью вывода на дисплей значений четырех основных цветов, блок четырехкоординатной формы цвета формирует плоский ортогональный график «Четырехкоординатной формы цвета» с нулевым значением в начале координат, у которого: положительная ось красного цвета (Ось R) направлена вправо, положительная ось голубого цвета (Ось С) направлена влево, положительная ось желтого цвета (Ось Y) направленна вверх и положительная ось фиолетового цвета (Ось V) направленна вниз, с отложенными на них значениями соответственно красной светлоты (DR), желтой светлоты (DY), голубой светлоты (DC) и фиолетовой светлоты (DV), которые рассчитываются по формулам:

где сигналы насыщенности SR, SY, SC, SV, сигналы белизны wRC, wYV и сигнал светлоты L поступают от блока ингредиентов цвета, причем для повышения наглядности восприятия ингредиентов цвета вдоль каждой координаты лежит окрашенный вектор, называемые далее «демовектор»:

- ЕСЛИ wRC>0, ТОГДА «демовектор» DR красной «Оси R» графика окрашен в белый цвет от нуля до значения wRC и далее окрашен в красный цвет до значения DR,

ИНАЧЕ весь «демовектор» DR окрашен в красный цвет;

- ЕСЛИ wYV>0, ТОГДА «демовектор» DY желтой «Оси Y» графика окрашен в белый цвет от нуля до значения wYV и далее окрашен в желтый цвет до значения DY,

ИНАЧЕ весь «демовектор» DY окрашен в желтый цвет;

- ЕСЛИ wRC>0, ТОГДА «демовектор» DC голубой «Оси С» графика окрашен в белый цвет от нуля до значения wRC и далее окрашен в голубой цвет до значения DC,

ИНАЧЕ весь «демовектор» DC окрашен в голубой цвет;

- ЕСЛИ wYV>0, ТОГДА «демовектор» DV фиолетовой «Оси V» графика окрашен в белый цвет от нуля до значения wYV и далее окрашен в фиолетовый цвет до значения DV,

ИНАЧЕ весь «демовектор» DV окрашен в фиолетовый цвет,

где белый цвет в начале каждого «демовектора» указывает на наличие белизны (белой составляющей цвета) в оппонентных красном и голубом цветах или оппонентных желтом и фиолетовом цветах, причем:

- wRC на красной «Оси R» всегда равна wRC на голубой «Оси С»;

- wYV на желтой «Оси Y» всегда равна wYV на фиолетовой «Оси V»;

- белизна красно-голубая wRC и белизна желто-фиолетовая wYV могут быть не равны между собой, в том числе одна из них может равняться нулю;

- если обе wRC, wYV равны нулю, то это является признаком монохроматического цвета исследуемого объекта;

- если «демовекторы» состоят только из wRC и/или wYV, то это является признаком ахроматического цвета исследуемого объекта;

- если wRC и/или wYV не равен нулю и хотя бы одно окончание «демовектора» окрашено, то это является признаком полихроматического цвета измеряемой поверхности объекта.

5. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что с целью черно-белого представления ингредиентов цвета на плоском графике «Полярной формы цвета» в полярной системе координат выводится «окружность белизны» и «вектор насыщенности» под «углом тона» γ на фоне цветового круга с подписанными цветовыми тонами, параметры которых вычисляются в «блоке полярной формы цвета» по формулам:

где roW - радиус «окружности белизны»;

vS - «вектора насыщенности»;

SR, SY, SC, SV, L, wRC и wYV - сигналы от блока ингредиентов цвета,

а «угол тона» у рассчитывается по логической формуле:

где значение γ=«*» указывает, что цвет ахроматический, причем центр полярной системы координат совмещен с центром «окружности белизны» и с центром цветового круга, а «вектор насыщенности» начинается от «окружности белизны» и по радиусу направлен под углом γ против часовой стрелки относительно направления красного цвета цветового круга.

6. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что «Блок словесного описания цвета» с целью формирования наименования цвета в виде последовательности текстовых характеристик цвета: {Хрома+Белизна+Светлота+Тон}, например {Ахроматический, серый}, или /Монохроматический ярко-оранжевый/, или {Полихроматический белесый бледно желто-зеленый}, которые определяются по логическим формулам:

ХРОМА:

БЕЛИЗНА:

в которых SR, SY, SC, SV, wRC и wYV - «сигналы-ингредиенты» от блока ингредиентов цвета, γ - угол вектора полярного от блока полярной формы цвета.

7. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что «Блок гистограммы микроизлучателей» с целью наглядной демонстрации индивидуальной яркости свечения каждого из четырех микроизлучателей пикселя дисплея телевизора Фулл Колорс выводится на плоском графике «Гистограмма микроизлучателей» в виде четырехстолбчатой диаграммы:

где SR, SY, SC, SV, L, wRC и wYV - «сигналы-ингредиенты» от блока ингредиентов цвета.

8. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что «Блок цветоразностного телесигнала» с целью вывода в прямоугольных декартовых координатах в пространстве XYZ на дисплей Фулл Колорс измеренной «точки цвета» в графике "Цветоразностной формы описания цвета», который имеет красно-голубую ось RΔC (в направлении оси абсциссы X), желто-фиолетовую ось YΔV (в направлении оси ординаты Y) и вертикальную ось G (в направлении оси аппликаты Z), для которого координаты «точки цвета» рассчитываются по формулам:

где КΔС - красно-голубой цветоразностный сигнал; YΔV - желто-фиолетовый цветоразностный сигнал; KΔS - коэффициент светлоты;

SR, SY, SC, SV и L - «сигналы-ингредиенты» от блока ингредиентов цвета фиг. 16,

причем, с целью повышения наглядности места нахождения точки цвета, вдоль осей декартовых координат направляются окрашенные вектора, называемые «демовекторами», рассчитываемые по логическим формулам:

- ЕСЛИ RΔC>0, ТОГДА «демовектор», направленный вправо вдоль декартовой оси X, окрашивается красным цветом от нуля до значения RΔC;

- ЕСЛИ RΔC<0, ТОГДА «демовектор», направленный влево вдоль отрицательного направления декартовой оси X, окрашивается голубым цветом от нуля до отрицательного значения RΔC;

- ЕСЛИ YΔV>0, ТОГДА «демовектор», направленный вдоль декартовой оси Y, окрашивается желтым цветом от нуля до значения YΔV;

- ЕСЛИ YΔV<0, ТОГДА «демовектор», направленный вдоль отрицательного направления декартовой оси Y, окрашивается фиолетовым цветом от нуля до отрицательного значения YΔV;

- ЕСЛИ KΔS>0, ТОГДА «демовектор», направленный вверх вдоль вертикального направления декартовой оси Z, окрашивается серым цветом от нуля до значения KΔS.