TU Ilmenau September Praktikum. Additive Farbmischung nach dem Gleichheitsverfahren

Transkript

1 TU Ilmenau September 2014 F Lichttechnik earbeiter: Dr. C. Vandahl Praktikum Additive Farbmischung nach dem leichheitsverfahren 1. rundprinzip des leichheitsverfahrens ei dem leichheitsverfahren werden in einem geteilten esichtsfeld zwei Farbreize dargeboten, wobei in der einen esichtsfeldhälfte durch drei unabhängige Primär -Farben eine Mischung solange erfolgt, bis die Farbempfindung mit dem Feld der anderen Seite übereinstimmt. Aus dem Mischungsverhältnis der drei Primär -Farben lassen sich die Farbvalenzen der Vergleichsfarbe angeben. 2. rundlagen der Farbmischung 2.1 Farbwerte und Farbwertanteile Eine Farbvalenz lässt sich nach der DIN 5033 folgendermaßen beschreiben: (1) F + + Z,, und Z sind die DIN-Farbvalenzen, die aus Ur-Primärvalenzen U, U, U transformiert sind. Um eine Farbe nur zweidimensional darstellen zu können, hat man die Normfarbwertanteile x, y, z definiert, die sich aus den Normfarbwerten wie folgt ableiten: (2) x + + Z y + + Z z Z + + Z Daraus ergibt sich die eziehung (3) x + y + z 1 und damit (4) z 1 x y y wurde so gewählt, dass es der spektralen Hellempfindlichkeit des Auges entspricht. (5) y V (λ) Damit wird (6) K e λ V ( λ) dλ eine röße, die der Leuchtdichte proportional ist.

2 Wählt man: (7) eλ Le λ und lm K K m 683 (fotometrisches Strahlungsäquivalent) W so ist L ei Selbstleuchtern, wie das bei den Valenzen des leichheitsverfahrens der Fall ist, gibt man mit der Leuchtdichte an. ei Körperfarben nimmt man dafür den Hellbezugswert A. (8) A 100 β β... Leuchtdichtefaktor Für eine weiße Fläche gilt: A 100. Hat man von einem Farbreiz die Leuchtdichte (L ) und die Farbwertanteile x, y, ergeben sich aus den leichungen (2) folgende eziehungen: (9) + + Z y Damit wird (10) x + + Z x ( + + Z) L x y Z z y 1 x y y Zusammenfassend: x x y (11) ; ; Z 1 ; y y 2.2 leichungen für die Farbmischung Es bedeuten: Index: P Primärvalenz des Farbmischgerätes Index:,, ot-, rün- und lauprimärvalenz des erätes Index: V Vergleichsfarbe Wert:,, Einstellungswert am Stelltrafo zur Farbe,, r, g, b die relative Leuchtdichte bezogen auf die maximale Leuchtdichte bei den Werten,, max (32 Skalenteile) Diese Werte r, g, b müssen als Funktion der Trafoeinstellungen ermittelt werden, da kein linearer Zusammenhang zwischen r, g, b und E,, existiert (siehe Diagramme).

3 a. Primärvalenzgleichung Sind von den Primärvalenzen des Mischgerätes die Leuchtdichten,, und die Farbwertanteile bekannt, ergibt sich die Mischfarbe für die maximale Trafoeinstellung E,, max (12) P P P P F + + (13a) P y z y x Z (13b) P y z y x Z (13c) P y z y x Z b. eliebige Farben (Vergleichsfarben) Werden die Primärvalenzen mit den Trafoeinstellungen auf die Werte E, E, E r, g, b gestellt, verändern sich die Farbwerte für und Z im gleichen Maße nach r, g, b (ermittelt aus dem Diagramm). Die Farbwerte der Vergleichsfarben berechnen sich demzufolge wie folgt: (14a) V b g r + + (14b) V b g r + + (14c) V Z b Z g Z r Z + + oder in Matrizenschreibweise: (15) b g r M b g r Z Z Z Z rx V V V Mit der inversen Form der Matrix können aus den Werten v, v, Z v einer Vergleichsfarbe die Einstellungen an den Trafoskalen (r, g, b) vorausberechnet werden: (16) V V V rx Z M b g r 1 Lässt sich eine Farbe (z.. Eine Spektralfarbe) mit den Primärvalenzen nicht mischen, muss eine äußere Mischung vorgenommen werden. Das erfolgt so, dass eine der drei Primärvalenzen über die Vergleichsfarbe gemischt wird. In leichung (15) müssen die Werte für die zugemischte Farbe ( oder oder ) in der entsprechenden Spalte negativ eingesetzt werden.

4 3 Versuchsaufgaben 1. Mischen Sie mit einem Projektor, in dessen Strahlengang nacheinander Farbfolien mit Vergleichsfarben eingebracht werden, durch einen visuellen Abgleich mit den Primär -Valenzen die Vergleichsfarben nach. Die Einstellwerte sind zunächst als Trafo-Stellwerte zu notieren. 2. Für zwei Vergleichsfarben sind 10 Einstellungen nacheinander vorzunehmen und zu notieren. 3. estimmen Sie aus den Vorgabewerten, x und y der Primärvalenzen die Farbwerte der Primärvalenzen. Tragen Sie die Farbkoordinaten der Primarvalenzen in das Farbdreieck ein. 4. estimmen Sie aus den Trafowerten die Mischungsanteile r, g und b für alle Vergleichsfarben. 5. erechnen Sie die Farbwertanteile der eingestellten Farbmischungen für alle Vergleichsfarben und tragen Sie diese in das Farbdreieck ein. Vergleichen Sie die Werte mit den Vorgaben. 6. Verfahren Sie ebenso mit den 10 Einstellungen von 2 Vergleichsfarben. Wählen Sie zum Darstellen aller Punkte einen vergrößerten Ausschnitt des Farbdreickes. 7. Sollte eine Mischung nicht möglich bzw. nur unzureichend gewesen sein, mischen Sie die Vergleichsfarbe erneut durch eine äußere Farbmischung. Dazu muss eine Primärvalenz am erät auf die Seite der Vergleichfarbe verschoben werden. Welche der drei Farben es sein muss, lässt sich ermitteln, indem der zu erwartende Farbort in das Farbdreieck eingezeichnet wird (hier ev. nachfragen) 4 Literatur /1/ Lang, H.: Farbwiedergabe in den Medien: Fernsehen, Film, Druck. Muster-Schmidt- Verlag/öttingen, 1995 /2/ ichter, M. und Weise, H.: Demonstrationen der rundlagen der Farbvalenzmetrik (Kapitel 3), Die Farbe 12 (1963) 1/6, S (siehe Anhang) /3/ DIN 5033 Farbmetrik

5 Additive Farbmischung - Protokoll 2014 Primärfarben (liegen gemessen vor) x y 21,5 0,6792 0,313 x y 46,2 0,3631 0,605 x y 0,51 0,1537 0,0337 erechnung der Farbwerte der Primärvalenzen x /y P 1 * (1-x -y )/y Z x /y P 1 * (1-x -y )/y Z x /y P 1 * (1-x -y )/y Z Mischung der Vergleichsfarben aus Primärfarben V r * + g * + b * V r * + g * + b * Z V r * Z + g * Z + b * Z r, g, b... Mischungsanteile bzw. V r r V * g * g Z V Z Z Z b b V r V M rx * g b Z V

6 Messreihen ote Folie (1) Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,6201 rün g V y V y 0,3424 lau b Z V 18 laue Folie (12) Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,4098 rün g V y V y 0,399 lau b Z V 27 elbe Folie (3) Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,4835 rün g V y V y 0,4499 lau b Z V 47 rüne Folie (4) Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,2265 rün g V y V y 0,6073 lau b Z V 14,3 Lila Folie (5) Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,1773 rün g V y V y 0,0587 lau b Z V 0,38 Weiss Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,4764 rün g V y V y 0,4169 lau b Z V 42

7 Magenta Folie (6) Trafowert relative Leuchtdichte Farbwerte Farbwert- Messwerte (aus Tabelle) anteile zum Vergleich ot r V x V x 0,5366 rün g V y V y 0,3007 lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V 15,7 ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V ot r V x V rün g V y V lau b Z V

8 Umkehrung: estimmung der Mischungsanteile r V g M -1 rx * V b Z V ote Folie (1) Messwerte zum Vergleich relative Leuchtdichte x 0,6201 V r y 0,3424 V 18 g Z V b elbe Folie (3) Messwerte zum Vergleich relative Leuchtdichte x 0,4835 V r y 0,4499 V 47 g Z V b rüne Folie (4) Messwerte zum Vergleich relative Leuchtdichte x 0,2265 V r y 0,6073 V 14,3 g Z V b

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26