Kolorimetri



Den information, vi har kunnet samle om Kolorimetri, er blevet omhyggeligt gennemgået og struktureret for at gøre den så nyttig som muligt. Du er sandsynligvis kommet her for at finde ud af mere om Kolorimetri. På internettet er det let at fare vild i et virvar af sider, der taler om Kolorimetri, men som ikke giver dig det, du gerne vil vide om Kolorimetri. Vi håber, at du vil fortælle os i kommentarerne, om du kan lide det, du har læst om Kolorimetri nedenfor. Hvis de oplysninger om Kolorimetri, som vi giver dig, ikke er hvad du søgte, så lad os det vide, så vi kan forbedre denne hjemmeside dagligt.

.

Den kolorimetri er disciplin psykofysiske der giver objektiv måling af farve . Det forbinder fysiske målinger foretaget på lys med farvede opfattelser .

Lys er elektromagnetisk stråling, som kun kan beskrives fuldstændigt med dets spektrum  ; men tre numeriske størrelser, der stammer fra målinger af lysspektret, er tilstrækkelige til at identificere farven, så der kan foretages gyldige farvesammenligninger om de pågældende lys uden at se dem.

Colorimetry understøtter visuel undersøgelse i alle tilfælde, hvor et objektivt fund er ønskeligt, såsom i kvalitetskontrol af maling, lak og pletter; ved bilæggelse af tvister mellem leverandører og kunder eller mellem producenter til spørgsmål om modeller; og også i det tilfælde, hvor der kræves en præcision, der er større end den for visuel evaluering, som i kemi eller for nylig i overvågningen af ​​modningen af ​​frugterne på træet.

Den grundlæggende kolorimetri, forskning i menneskers reaktion på stimuli isolerede lys, blev udviklet fra midten af det XIX th  århundrede . Kolorimetriske undersøgelser fortsatte med den mere komplekse undersøgelse af farveafvigelser, visuel tilpasning og farveinteraktion og mere komplekse visuelle tegn som gennemsigtighed , glans , perlemorsk , som opfattes som uadskillelige fra farven.

I kemi er kolorimetri en metode til dosering af opløsninger ved at måle absorptionen af ​​et kalibreret lys gennem et reagensglas.

Principper

Farve er den menneskelige visuelle opfattelse af den spektrale fordeling af lys . Forholdet mellem spektral analyse af lysstråling og farveopfattelse er imidlertid kompleks. Der er et meget stort antal mulige spektrale fordelinger: ved at opdele bølgelængderne i 100 områder på 3  nm mellem ekstremerne 400 og 700  nm og ved at måle for hver kun 10 niveauer af lysintensitet er ti milliarder kombinationer mulige; mens denne kvantificering er ret rå, men det ser ikke ud til, at menneskelig vision kan skelne mellem så mange nuancer.

Måling af farve synes at være en umulig opgave, hvis kunstnere og farvestoffer ikke i det mindste siden renæssancen havde bemærket, at man med kun tre velvalgte nuancer kan gengive en enorm mængde nuancer. Newton , i XVII th  århundrede , hedder det, at hvidt lys er en blanding af farver. I det XVIII th  århundrede , Thomas Young hypotese, at øjet har tre typer af receptorer; et århundrede senere bemærker James Clerk Maxwell , at man ved at blande tre lys med velvalgte farver i passende proportioner kan producere et lys i samme farve som et meget bredt sortiment .

Baseret på denne observation og Helmoltz 's arbejde blev farvemålesystemer gradvist udviklet. Oprettelsen af ​​Den Internationale Kommission for Belysning i 1913 tillod i 1931 vedtagelsen af ​​standarder for disse systemer, forbedret konstant siden.

Stimulus
I kolorimetri sammenligner vi blandinger af farvede lys så isoleret som muligt fra andre visuelle fornemmelser for at overvinde kompleksiteten af ​​farveinteraktioner . Disse blandinger er stimuli i betydningen psykofysik .
Farve aritmetik
Det antages ved postulater kendt som Laws of Grassmann og Abney, at lysfølelserne er lineære , hvilket gør det muligt at udføre alle de aritmetiske operationer på proportionerne af blandede lys.
Primær farvekombination
Vi ser, at alle farver, uanset deres fysiske spektrum , opfattes identisk (se metamerisk farve ) til en kombination af addition eller subtraktion af kun tre lys valgt vilkårligt, forudsat at vi ikke kan rekonstruere den tredje fra de to andre. Optiske systemer kan kun tilføje lys, subtraktion er en yderligere intellektuel operation. Hvis lys X + p3 × primært 3 = p1 × primært 1 + p2 × primært 2 , gør linearitetspostulatet det muligt at skrive lys X = p1 × primært 1 + p2 × primært 2 - p3 × primært 3 . Alle farver kan derfor defineres med tre værdier.
Kromaticitet
Det antages, at farve er en egenskab uafhængig af lysstyrke, og det kaldes kromaticitet .

Ingen af ​​disse metoder og definitioner svarer nøjagtigt til menneskets vision; de har den fordel, at de tillader en tilnærmelse, der almindeligvis kaldes grundlæggende kolorimetri , senere raffineret med kolorimetri af farveforskelle, som tager højde for afvigelserne fra lineariteten af ​​menneskets syn, hvilket giver flere farverum .

På samme tid, også baseret på psykofysiske undersøgelser , har forskere og praktikere etableret farveskrivningssystemer baseret på sammenligning med prøver indsamlet i kataloger. Albert Henry Munsell baserede sig på den kromatiske cirkel, som malere kendte , og forsøgte at få et konstant perceptuelt mellemrum mellem sine prøver, skabte sit farvediagram i 1909. For nylig distribuerede Pantone- firmaet et farvediagram på 1000 nuancer, hvilket gjorde det muligt for fagfolk kommunikere farvekoder. Disse kataloger er ikke strengt taget kolorimetriske systemer: deres anvendelse er baseret på en persons visuelle forståelse af nærheden af ​​den skygge, der skal refereres til; men de er i almindelig brug blandt fagfolk inden for grafik på grund af deres egnethed til deres behov.

Dominant bølgelængde og kolorimetrisk renhed

Etablering af et kolorimetrisk system begynder med visuelle eksperimenter. Vi definerer et lys som hvidt lys. En monokromator gør det muligt at have lys i et meget smalt bølgelængdeområde. Observatøren sammenligner, enten ved at se på dem skiftevis eller side om side, det lys, der skal identificeres, og en forbindelse af hvidt lys og monokromatisk lys, hvoraf han justerer farven og andelen af ​​hvidt lys, indtil de to lys falder sammen. Vi opnår således en måling af lys, der består af tre størrelser:

  • lysintensitet;
  • den dominerende bølgelængde;
  • kolorimetrisk renhed, som er andelen af ​​intensitet på grund af den dominerende bølgelængde.

Med udgangspunkt i princippet om, at farve er det, der skelner mellem to lys med samme intensitet, kan vi overveje, at to størrelser definerer farve:

  • den dominerende bølgelængde;
  • kolorimetrisk renhed, som er andelen af ​​intensitet på grund af den dominerende bølgelængde.

Med to størrelser kan vi oprette et diagram. Men det er mere praktisk at løse farveproblemet fra trefarvet processen.

Trichrome analyse

Maxwells eksperiment blev systematiseret, hvilket viste, at en passende blanding af tre monokromatiske lys muliggør syntese af en stor del af farverne.

Observatøren parrer det ukendte lys med en blanding af de tre valgte monokromatiske lys. Hvis det er muligt, får vi koefficienterne direkte. Hvis vi ikke lykkes, tilføjer vi til det ukendte lys en andel af en eller om nødvendigt to af basislysene og ser efter koefficienterne for dette sammensatte lys. Vi trækker derefter koefficienterne for de lys, der føjes til det ukendte lys. På denne måde når vi frem til negative koefficienter.

Lyset sammensat af to andre lys er altid mindre mættet end dets komponenter. Alle andre monokromatiske lys end dem, der tjener som basis, har derfor negative koefficienter.

Denne måling afhænger stadig af en persons vurdering og afhænger derfor af variationer i farvefølsomhed mellem emner. For at opnå en forening af resultaterne definerede Den Internationale Kommission for Belysning i 1931, fra den række eksperimenter, der allerede var udført, en referenceobservatør, som gør det muligt ved beregning at få karakteristika for et lys fra dets spektrum.

For at eliminere variationen i lysintensitet dividerer vi alle koefficienterne med summen af ​​de tre. Vi opnår således farvekoefficienter, hvis sum altid er 1.

Vi kan således oprette et todimensionalt kromatiseringsdiagram , hvor vi kan finde alle farverne.

I dette diagram er farverne opnået ved syntese nødvendigvis placeret i polygonen afgrænset af de farver, der blev brugt til at udgøre dem. Det er oftest en trekant med et toppunkt på den røde side, en anden på den grønne side og den tredje på den blå side.

Colorimetry af farveforskelle

Trichrome-analysen har ulempen ved kun meget ufuldstændigt at afspejle den menneskelige vision. Den opfattede lysstyrke af en stimulus er ikke proportional med dens luminans , alt andet lige, og glatheden af ​​diskrimination mellem farverne afhænger af deres dominans og deres renhed. Som et resultat ses to punkter i kromatiseringsdiagrammet, der har samme afstand fra hinanden, ikke med den samme farveafvigelse, dvs. stort set antallet af mellemfarver, der kan skelnes mellem dem. For at komme tættere på denne ejendom tilbyder CIE CIELAB- farverum til overfladefarver og CIELUV til farvede lys.

Disse perceptuelt ensartede mellemrum bruges til at beregne en farveforskel .

Ikke-lineariteter

Kolorimetri forenkler synsfænomenerne for lettere at relatere lysstråling med farve. Når vi leder efter præcision eller forklarer den komplekse funktion af menneskelig opfattelse, overvejer vi afvigelser fra linearitet.

De Abney effekt fund, at når hvidt lys sættes til farvet lys, den resulterende skifter dominerende nuance, uden at ændre dominerende bølgelængde. På kromatiseringsdiagrammet er linjerne med lige nuance ikke lige, men let buede. De Bezold-Brücke effekt fund, at de dominerende nuance skift i retning blå som luminans stiger.

Den Helmholtz - Kohlrausch fænomen ændrer Grassmann love . De spektrale lyseffektivitetskurver er sammensat ud fra udligningen af ​​kvasi-monokromatiske lys. Men den opfattede lysstyrke øges med renheden.

Den lov af samtidige kontrast af farver forstyrrer alle vurderinger af stimuli: farverne præsenterede nødvendigvis på en baggrund, og dette påvirker opfattelsen, som kromatisk tilpasning generelt gør , når denne baggrund er klar.

Endelig varierer de kolorimetriske funktioner, hvorpå overgangen fra den fysiske måling af spektret til den trichromatiske definition er baseret, afhængigt af objektets tilsyneladende størrelse og belysningsniveauet for nethinden. Den første til at etablere disse funktioner valgte at bede forsøgspersonerne om at udligne farverne på en firkant set i en afstand på 40 gange sin side, hvilket giver en diagonal på 30 milliradianer eller 2 ° svarende til størrelsen på makulaen , øjenområdet hvor den største tæthed af farvereceptorer findes. Resultaterne gav tabellerne fra Den Internationale Kommission for Belysning i 1931. Men "dette system giver kun forudsigelige op til 4 °" . Nye målinger frembragte tabeller med en blænde på 10 ° med et højere belysningsniveau, som CIE standardiserede i 1964. Den ikke-linearitet af det visuelle respons tvang kolorimetrien til at producere to uforenelige systemer uden at specificere strengt betingelserne for brug af den ene eller den anden.

Farvemål

Kolorimeter

Den colorimeter er en anordning, der måler farven af overfladen af en genstand ved at definere den ved koordinater i et farverum. Generelt nedbrydes lyset ved hjælp af tre filtre og direkte afledes de mængder, der kan oversættes til kolorimetriske koefficienter.

I fotografering anvendes lignende enheder, men som giver deres resultater for et mere begrænset nyttigt interval i farvetemperatur og farvekorrektion for direkte at bestemme, hvilke filtre der skal bruges.

Spektrometer

Målingen opnået med kolorimeteret giver kun en nyttig indikation på farverne set. Hvis man planlægger at blande disse pigmenter for at skabe en ny farve , som det er tilfældet med blæk, pigmenter og maling eller for subtraktiv syntese af farver, er viden om farven ikke nok. Du skal kende deres spektrum. Til dette skal vi bruge et spektrometer .

Det samme gælder, hvis man skal kende udseendet af farvede overflader undersøgt under forskellige lys. Tilfældet med blues har optaget malere og dekoratører i flere århundreder: identisk med dagslys bliver blege blues mere eller mindre grå i kunstigt lys. I det XIX th  århundrede , de kaldte dem resterende blå til tænde lys lyseblå  ; denne ejendom har gjort cæruleum til succes . I restaureringen af ​​kunstværker skal vi forhindre, at malinger, der er umærkelige i laboratoriet, bliver synlige på grund af ufuldkommen metamerisme i udstillingshallen. For at undgå dette sammenligner vi spektret af pigmenter.

Ansøgninger

Colorimetry finder anvendelser inden for maling og lak, hvor måling siden 1960'erne har understøttet visuel kontrol ved sammenligning med en prøve. For eksempel, når et bilfirma definerer farveområdet for sine køretøjer, definerer det det kolorimetrisk for at etablere kvalitetskontrol og leveringskontrakter på objektive baser, hvilket er nyttigt i tilfælde af tvist. Det samme gælder for farvning af tekstiler.

Colorimetry er centralt i fremstillingen af ​​billeddannelsessystemer, såsom tv- og computerskærme eller farveudskrivning. Du er nødt til at finde de farvestoffer eller fosfor, der giver den rigtige farveskala .

Udviklingen af ​​specialitet og spredning af elektroniske instrumenter udvider anvendelsesområdet for kolorimetrisk evaluering.

Den kolorimetriske evaluering af modenhedstilstanden for frugter og korn, især citrusfrugter , kirsebær , tomater eller af kvaliteten af honning er mere præcis end det visuelle skøn, og den kan automatiseres.

Kolorimetriske metoder kan også bruges i domstole, i sager om intellektuel ejendomsret og varemærkeret.

Kolorimetri i kemi

I kemi anvendes kolorimetrisk analyse til at måle koncentrationen af ​​en opløsning. En stråle af monokromatisk lys sendes gennem en tyk celle indeholdende en farvet opløsning, og det absorberede lys måles.

Den Lambert-Beers lov angår den optiske densitet af en opløsning til dets molære koncentration:

  • A er absorbansen eller den optiske densitet , en decimal logaritme af forholdet mellem absorberet lys og indfaldende lys;
  • ε er en specifik absorptionskoefficient for hver farvet forbindelse;
  • l er længden af ​​opløsning krydset af lysstrålen;
  • c er koncentrationen af ​​den farvede forbindelse i opløsningen.

Længden er en konstant af apparatet, og e er en konstant karakteristik af den forbindelse, hvis koncentration søges, et lineært forhold kan etableres mellem A (optisk densitet) og c (koncentration).

Bland ikke sammen
metoden til analyse ved hjælp af farvede indikatorer kaldes undertiden kolorimetrisk analyse  ; det er et misbrug af sprog .
den nephelometri
er en anden teknik baseret på måling af lys, der passerer gennem et gasformigt eller flydende medium. Den evaluerer indholdet af suspenderede partikler eller uklarhed fra måling af lys spredt vinkelret på det indfaldende lys.

Spektroskopi

Kolorimetri stammer fra absorbanssteknikken . For et givet molekyle kan en given bølgelængde interagere med molekylet og nedsætte procentdelen af ​​lys, der efterlader emissionskilden til sensoren. I kolorimetri er det skyggen af ​​forbindelsen, der skaber denne effekt. Denne teknik bruges til at skabe en absorbanskurve, defineret som den procentdel af lys, der transmitteres som en funktion af koncentrationen, og som kan bruges som en standard til at bestemme ukendte koncentrationer.

Se også

Bibliografi

  • International Commission on Illumination , “Illumination” , i International Electrotechnical Commission , IEC 60050 “International Electrotechnical Vocabulary” ( læs online ), især underafsnit 843-03 “Colorimetry”.
  • Maurice Déribéré , Color , Paris, PUF , coll.  "Que sais-Je" ( nr .  220),, 12 th  ed. ( 1 st  ed. 1964) [ online præsentation ]
  • Yves Dordet, Colorimetry, principper og anvendelser , Paris, Eyrolles, 1990, 148 s.
  • Yves Le Grand , Fysiologisk optik: bind 2, lys og farver , Paris, Masson,, 2 nd  ed..
  • Jean Petit , Jacques Roire og Henri Valot , Encyclopedia of painting: formulere, fremstille, anvende , t.  2, Puteaux, EREC,, s.  145-176 "Colorimetry"
  • Robert Sève , Science farve: Fysisk og perceptuelle aspekter , Marseille, Chalagam,

eksterne links

Relaterede artikler

Noter og referencer

  1. Sap 2009 , s.  1; The Great 1972 , s.  106; Déribéré 2014 , s.  96 (1964).
  2. Definition produceret af CIE i 1948, se Gustave Durup , "  Fælles fremskridt med ideer og sprog i farvesindfund  ", L'Année psychologique , bind.  47, n os  47-48-1,, s.  213-229 ( læs online ), sp. s.  215, 220, 223 .
  3. Sap 2009 , s.  269.
  4. Sap 2009 , s.  71.
  5. Sap 2009 , s.  107-109.
  6. (in) WD Wright , Color Standards in Trade and Industry  " , Journal of the Optical Society of America , bind.  49, nr .  4,( læs online ).
  7. (in) SM Jaeckel , Utility of Color-Difference Formulas for Match-Acceptability Decisions  " , Anvendt optik , bind.  12, n o  6,( læs online ).
  8. (i) FM Clysdesdale og EM Ahmed , Kolorimetri - Metode og Applications  " , Critical Reviews in Food Science and Nutrition , bd.  10, n o  3,( læs online ).

Vi håber, at de oplysninger, vi har indsamlet om Kolorimetri, har været nyttige for dig. Hvis det er tilfældet, så glem ikke at anbefale os til dine venner og familie, og husk, at du altid kan kontakte os, hvis du har brug for os. Hvis du på trods af vores bestræbelser mener, at det, vi har leveret om _title, ikke er helt korrekt, eller at vi bør tilføje eller rette noget, vil vi være taknemmelige, hvis du vil give os besked. At give den bedste og mest omfattende information om Kolorimetri og ethvert andet emne er essensen af denne hjemmeside; vi er drevet af den samme ånd, som inspirerede skaberne af Encyclopedia Project, og derfor håber vi, at det, du har fundet om Kolorimetri på denne hjemmeside, har hjulpet dig med at udvide din viden.

Opiniones de nuestros usuarios

Inga Dahl

I dette indlæg om Kolorimetri har jeg lært ting, jeg ikke vidste, så nu kan jeg gå i seng

Christine Buch

Artiklen om Kolorimetri er omfattende og velforklaret. Jeg ville ikke fjerne eller tilføje et komma., Artiklen om Kolorimetri er komplet og velforklaret

Dorthe Espersen

Jeg havde brug for at finde noget anderledes om Kolorimetri, ikke det typiske stof, man altid læser på internettet, og jeg kunne godt lide denne Kolorimetri-artikel., Godt indlæg om Kolorimetri