книги из ГПНТБ / Ершов, А. П. Цвет и его применение в текстильной промышленности

Рекомендовано к печати Ленинградским институтом текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова

УДК 535.6.65 : 677

Е р ш о в А. IX, X а р х а р о в А. А. Цвет и его применение в текстиль­ ной промышленности. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. 164 с.

В книге изложены теоретические основы цветоведения и вопросы прак­ тического использования цвета в текстильной промышленности. Освещены три этапа формирования зрительного восприятия цвета: физический, психо­ физический и психологический. Рассмотрены вопросы трехкомпонеитнон теории цветового зрения, аддитивного смешения цветов, различные системы измерения цветов и колориметрические приборы для измерения цвета, а также вопросы практики использования цвета в текстильной промышлен­ ности. Подробно описаны методы физического, приближенно физического и метамерного воспроизведения цвета текстильных материалов. Освещены методы определения цветоразличения близких цветов, приведены расчетные формулы для расчета разнооттеночное™ и дана сравнительная оценка их.

Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников текстильной, лакокрасочной, полиграфической и анилинокрасочной промыш­ ленности, а также для студентов вузов по указанным специальностям.

31602—172 076(02)—74 БЗ—30—66—1974

© Издательство Ленинградского университета, 1974 г.

ВВЕДЕНИЕ

Зрение играет решающую роль в познании человеком окру­ жающего мира. Цветовое зрение позволяет более четко отличать одни объекты материального мира от других и глубже позна­ вать их свойства.

Отражение внешнего мира органами чувств происходит при помощи ощущений. Материальный мир воздействует на органы чувств, раздражает их приемники и возбуждает нервные окон­ чания. Эти возбуждения передаются по нервной системе с боль­ шие полушария головного мозга и вызывают ощущения, которые отображают свойства тел, а не раздражение органа или воз­ буждение нервной системы. Так, например, нажав рукой на стол, человек ощущает твердость стола, а не болезненное дав­ ление на нервные клетки. Орган зрения дополняет информацию о форме, расположении, цвете стола, и в нашем сознании воз­ никает восприятие «образа внешнего мира». Восприятие (в на­ шем примере стола) является более высокой ступенью позна­ ния,, чем ощущение. При помощи восприятия в сознании возни­ кает объект внешнего мира и его свойства.

Более высокой формой познания являются представления. Они формируются на основании комплекса восприятий с учетом практического опыта, записанного в памяти. Так, в рассмотрен­ ном выше примере создается представление о столах, их свой­ ствах и назначении.

В эмпирическом познании действительности наиболее важное место среди других чувств принадлежит зрению. Восприятие цвета является одним из элементов рассматриваемого процесса, неотделимым от него. Вопросы теории и практики цвета выде­ лены в самостоятельную область знаний. Вместе с тем исследо­ ватель не должен забывать о ее роли и месте в процессе познания мира, чтобы не прийти к ложным выводам и противо­ речивым заключениям.

3

Широкое использование цвета в жизни и технике потребо­ вало решения ряда теоретических и практических вопросов. На первой стадии развития учение о цвете довольствовалось чисто субъективными методами сравнения и оценки. В дальнейшем эти методы перестали удовлетворять требованиям жизни и ста­ ли непригодными при развитии точных наук и особенно при внедрении электронных вычислительных машин. В результате возникла наука о цвете, с каждым днем все шире и глубже проникающая в разнообразные отрасли знаний. Эта наука полу­ чила название «цветоведение». Она рассматривает теоретиче­ ские и практические вопросы восприятия, воспроизведения и измерения цвета, а также объединяет данные о цвете, изу­ чаемые физикой, психофизикой и психологией.

Цветоведение тесно связано с рядом других наук. Физика дает возможность познать законы распространения, поглоще­ ния, отражения и рассеивания излучений, возбуждающих нерв­ ную систему сетчатки глаза. Психофизика рассматривает процес­ сы, происходящие в сетчатке глаза. Психология изучает законы, управляющие чувственным восприятием в целом, связывая ощу­ щения цвета с ощущениями, поступающими по другим каналам информации. В целом цветоведение рассматривает один из важ­ нейших вопросов философии — познание человеком материаль­ ного мира.

Цветоведение находит применение в ряде производств, в том числе в анилинокрасочной и текстильной промышленности. Цвет играет большую роль в художественном оформлении изделий текстильной промышленности. Уровень развития производства, достигнутый к настоящему времени, требует разработки объек­ тивных методов контроля качества изделий по цвету, т. е. уста­ новления стандартов цветов и допусков на их отклонения. Кроме того, в последнее время начинают широко использовать цифро­ вые электронно-вычислительные машины для выбора красите­ лей и определения их концентраций для воспроизведения цвета стандарта. Большое значение имеет также изучение цветовых (колористических) свойств красителей’. Значение этих свойств позволяет выбирать наиболее ценные красители, экономно их расходовать, точно воспроизводить цвет, а также направить исследования по синтезу красителей на получение наиболее ценных для текстильной промышленности образцов.

Целью настоящего руководства является рассмотрение основных законов цветоведения и применения их для решения некоторых задач текстильной промышленности.

Электромагнитные излучения могут быть преобразованы в электрическую, механическую, химическую и другие формы энергии. Своеобразным преобразователем видимого излучения служит зрительный аппарат человека. В нем энергия излучения преобразуется в высшую форму движения — ощущение. Это преобразование лучистой энергии протекает в три этапа: физи­ ческий, психофизический и психологический (рис. 1). Вначале

4

ноток излучения проходит какую-либо среду от источника до глаза наблюдателя. В этой среде излучение подвергается отра­ жению, поглощению и рассеиванию. Как качественная, так и ко личественная сторона этих процессов зависит от оптических свойств среды и может быть точно рассчитана по законам физики.

Излучение, попавшее на сетчатку глаза, отличается от излу­ чения источника, и это отличие содержит в себе информацию об оптических свойствах среды, через которую прошло излуче­ ние. В сетчатке глаза видимое излучение воздействует на три преобразователя электромагнитной энергии, переводящие его в энергию нервных импульсов. Преобразователи часто называют приемниками сетчатки глаза, придавая им буквенные обозна­ чения К, 3 и С; первый из них наиболее чувствителен к излуче­ нию длинноволновой, второй — средней, а третий — коротко­ волновой частей спектра. Процессы, протекающие в приемниках кзс, являются объектом изучения психофизики цвета.

Информация о количестве и качестве излучения поступает в головной мозг и вызывает в нашем сознании ощущения цвета и света. Эти ощущения вместе с ощущениями других органов чувств, данными памяти и зрительными ощущениями формы тела, расположения, протяженности, прозрачности и т. и. под­ вергаются логической обработке, в результате чего возникает восприятие объекта внешнего мира и формируются команды, подаваемые как органу зрения, так и в другие участки тела.

Ф и з и ч е с к и й этап формирования зрительного восприятия протекает под воздействием электромагнитных колебаний от 380 до 760 нм. Эта часть спектра носит название видимого излучения в отличие от не видимых человеком излучений. Каче­ ственно видимые излучения характеризуются длинами волн монохроматических излучений, входящих в состав сложных излу­ чений; количественно же мощностью каждого из монохромати­ ческих излучений, выражаемой чаще всего в ваттах. Видимые излучения измеряются радиометрами, принцип работы которых

перехода одной энергии в другую, нетрудно рассчитать энергию

видимого излучения. Оценка видимого излучения человеком по тому действию, которое оно производит на приемники КЗС сет­ чатки глаза, носит название света. Свет является количествен­ ной характеристикой воздействия видимого излучения на сет­ чатку глаза и определяется суммарной величиной возбуждения приемников КЗС. Эта величина зависит от количества излуче­

6

величина возбуждения нервов сетчатки глаза и тем больше величина света. Освещенность сетчатки постоянно регулируется изменением перекрытия глаза веком, изменением величины зрачка, перестройкой цветовоспринимающих элементов сетчатки глаза и т. и. В результате такой регулировки орган зрения не определяет величину света. При формировании зрительного вос­ приятия основную роль играет относительная оценка величин света. Количественно свет измеряется при помощи фотометров путем установления тождества суммарного возбуждения прием­ ников кзс как от образца, так и от эталона.

Кроме суммарного возбуждения приемников КЗС можно рассматривать возбуждения каждого из приемников в отдель­ ности. Эти величины отображают спектральный состав излуче­ ния и характеризуют его цвет. Оценка видимого излучения органом зрения по величинам возбуждения трех приемников сетчатки глаза носит название цвета. Понятие цвета включает в себя как качественную, так и количественную характеристику света, поскольку суммарное возбуждение дает величину цвета, а относительные возбуждения каждого из приемников КЗС характеризуются цветностью излучения.

Непосредственно измерить цвет по величинам возбуждения приемников КЗС не представляется возможным. Поэтому при­ бегают к помощи трех эталонов цвета, возбуждения которых принимают за единицу. При измерении цвета определяют, ка­ кие количества эталонных цветов нужно взять, чтобы каждый из приемников глаза возбуждался в одинаковой степени от образца и эталонов. Приборы, позволяющие производить такие

свойство, общее всем спектральным составам излучения, визу­ ально не различимым в колориметрических условиях наблюде­ ния». Поскольку цвет определяется уровнями возбуждения трех приемников сетчатки глаза, то в соответствии с определением ГОСТа «цвет есть аффинная векторная величина трех изме­ рений».

При сопоставлении физического и психофизического этапов обращает на себя внимание разный характер изучаемых объек­ тов, подчиненных разным законам и измеряемых разными вели­ чинами. Взаимосвязь этих этапов сложна и для количественных

сится к высшей нервной деятельности человека и является по­ следней фазой отображения реального мира в нашем сознании. В цветоведении рассматриваются два элемента сознания: ощу­ щение и восприятие цвета.

Получить представление о специфике ощущения цвета

7

Г Л А В А I

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭТАП ЗРИТЕЛЬНОГО

в о с п р и я т и я

Основы физического этана зрительного восприятия изучают­ ся в курсе физики. Ниже рассматриваются только два вопроса, касающиеся этого этапа: источники излучения и оптические свойства тел.

§ 1. и сто чн и к и ИЗЛУЧЕНИЯ

Текстильная промышленность имеет дело с несамосветящимися телами, цвет которых зависит от цвета источника освеще­ ния. При работе с такими телами необходимо выбрать стан­

нагретого до определенной температуры. Такихстандартов три: источники А, В и С.

9