Московский государственный университет печати

Шашлов А.Б., Уарова P.M., Чуркин А.В.


         

ОСНОВЫ СВЕТОТЕХНИКИ

Учебник для вузов


Шашлов А.Б., Уарова P.M., Чуркин А.В.
ОСНОВЫ СВЕТОТЕХНИКИ
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление
1.

Введение

2.

Общие свойства излучений и их преобразование

2.1.

Энергетические и световые характеристики оптического излучения

2.1.1.

Природа и свойства излучений

2.1.2.

Оптическая область спектра излучения

2.1.3.

Основные энергетические и световые (фотометрические) величины

2.2.

Источники излучения

2.2.1.

Типы источников излучения. Принципы их классификации

2.2.2.

Точечные и линейные источники излучения

2.2.3.

Симметричные и несимметричные источники излучения

2.2.4.

Источники с различным спектральным распределением энергии

2.2.4.1.

Тепловые источники излучения

2.2.4.2.

Газоразрядные источники

2.2.4.3.

Источники излучения на основе явления люминесценции

2.2.4.4.

Оптические квантовые генераторы (лазеры)

2.3.

Преобразование излучений оптическими средами

2.3.1.

Понятие об оптической среде

2.3.2.

Преобразование оптическими средами мощности излучения и его спектрального состава

2.3.2.1.

Оптические и световые коэффициенты

2.3.2.2.

Оптическая плотность

2.3.3.

Закон Бугера-Ламберта-Бэра

2.3.4.

Изменение пространственного распределения излучения при взаимодействии с оптической средой

2.3.4.1.

Преломление и отражение света на границе двух оптических сред

2.3.4.2.

Рассеяние света оптическими средами

3.

Приемники излучения. Их взаимодействие с излучением

3.1.

Общие сведения о приемниках излучения и их взаимодействии с излучением

3.1.1.

Понятие о приемнике излучения

3.1.2.

Понятие об эффективном потоке и спектральной чувствительности приемника

3.1.3.

Фотоактиничный поток

3.1.4.

Эффективные оптические коэффициенты. Копировальная плотность

3.2.

Глаз как приемник излучения. Закон Вебера-Фехнера

3.2.1.

Строение и работа глаза. Формирование оптического изображения на сетчатке глаза

3.2.2.

Контрастная чувствительность глаза. Закон Вебера-Фехнера

3.2.3.

Адаптация при восприятии яркостей. Спектральная чувствительность глаза

3.3.

Взаимодействие оптического излучения со светочувствительными материалами

3.3.1.

Типы светочувствительных материалов

3.3.2.

Фотографическое действие оптического излучения

3.4.

Фотографическое воспроизведение объектов на примере галогенидосеребряных фотоматериалов

3.4.1.

Галогенидосеребряныефотоматериалы как приемники оптического излучения

3.4.1.1.

Строение и состав галогенидосеребряных светочувствительных материалов

3.4.1.2.

Получение изображений на галогенидосеребряных фотографических материалах

3.4.1.3.

Основные представления о химико-фотографической обработке галогенидосеребряных материалов

3.4.2.

Фотографические свойства галогенидосеребряных фотоматериалов

3.4.3.

Факторы, влияющие на форму и положение характеристической кривой

3.4.3.1.

Типы фотоматериалов

3.4.3.2.

Влияние спектрального состава излучения на характеристическую кривую и светочувствительность фотографического материала

3.4.3.3.

Влияние уровня освещенности. Явление невзаимозаместимости освещенности и времени экспонирования

3.4.3.4.

Влияние химико-фотографической обработки на характеристическую кривую и сенситометрические параметры фотоматериала

3.4.4.

Воспроизведение градации объекта в изображении

3.4.4.1.

Градационные свойства объекта и изображения

3.4.4.2.

Типы градационной передачи

3.4.4.3.

Формирование градации изображения. Стадии градационного процесса

3.4.4.4.

Расчет градационного процесса с помощью системы градационных графиков. Управление градационным процессом

4.

Основы метрологии светочувствительных материалов

4.1.

Интегральная сенситометрия

4.1.1.

Общие сведения об интегральной сенситометрии

4.1.2.

Сенситометрическое экспонирование

4.1.3.

Сенситометрическое проявление

4.1.4.

Получение семейства характеристических кривых. Определение сенситометрических параметров фотографического материала

4.2.

Спектральная сенситометрия

4.2.1.

Понятие о кривой спектральной чувствительности

4.2.2.

Методика получения кривой спектральной чувствительности

4.2.2.1.

Получение спектросенситограммы

4.2.2.2.

Получение кривой спектральной чувствительности

4.3.

Структурометрия

4.3.1.

Общие сведения о воспроизведении мелких деталей

4.3.2.

Рассеяние света в эмульсионном слое

4.3.2.1.

Ореолы рассеяния

4.3.2.2.

Пограничная кривая и визуальная резкость изображения

4.3.2.3.

Функция передачи модуляции

4.3.3.

Ореолы отражения. Определение коэффициента противоореольности

4.3.4.

Зернистость и гранулярность изображения

4.3.5.

Разрешающая способность

5.

Основы учения о цвете: природа и психология цвета

5.1.

Основные понятия и определения

5.1.1.

Определение понятия "цвет"

5.1.2.

Спектральные цвета

5.1.3.

Явления метамерности

5.1.4.

Природа цветового ощущения

5.1.5.

Механизм цветовосприятия (упрощенный)

5.1.6.

Зрительный аппарат и цветное зрение

5.1.7.

Световая и спектральная чувствительность глаза

5.1.8.

Механизмы зрительного процесса. Адаптация. Инерция

5.1.9.

Основы теории цветового зрения

5.1.10.

Психологическая и психофизическая характеристики цвета

5.1.11.

Действие сложных излучений на сетчатку глаза

5.1.12.

Психология восприятия цвета

5.1.13.

Восприятие цвета при различных уровнях яркости

5.1.14.

Непрямые раздражения. Расстройства цветового зрения

5.2.

Синтез цвета. Методы образования цвета

5.2.1.

Синтез цвета

5.2.2.

Аддитивный синтез цвета

5.2.3.

Основные цвета аддитивной смеси

5.2.4.

Способы аддитивного сложения цветов

5.2.5.

Схема аддитивного синтеза цвета

5.2.6.

Цветовое уравнение, его анализ

5.2.7.

Цветность и ее выражение

5.2.8.

Основные законы аддитивного синтеза

5.2.9.

Субтрактивный синтез цвета

5.2.10.

Формы кривых поглощения идеальных и реальных красок

5.2.11.

Субтрактивный синтез идеальными красками в проходящем и отраженном свете

5.2.12.

Уравнение субтрактивного синтеза

5.2.13.

Особенность автотипного синтеза

6.

Представление цвета

6.1.

Цветовое пространство

6.1.1.

Общие сведения о цветовом пространстве

6.1.2.

Цветовой охват. Цветовое тело

6.1.3.

Определение цвета как векторной величины

6.2.

Системы спецификации

6.2.1.

Визуальные методы описания цветов по эталонным образцам

6.2.2.

Принципы построения цветового пространства систем спецификации

6.2.3.

Систематизация систем спецификации

6.2.4.

Пигмент-смесь

6.2.5.

Цвет-смесь

6.2.6.

Цвет-восприятие

7.

Колориметрические системы

7.1.

Основные колориметрические системы

7.1.1.

Принципы измерения цвета

7.1.2.

Основы построения колориметрических систем

7.1.3.

Основная физиологическая система КЗС

7.1.4.

Основы колориметрической системы (CIERGB)

7.1.5.

Основы стандартной колориметрической системы XYZ (CIEXYZ)

7.1.5.1.

Кривые сложения <?xml version="1.0"?>
. Диаграмма цветности ху

7.1.5.2.

Определение характеристик цвета по диаграмме ху

7.1.6.

Переход от координат одной колориметрической системы к координатам другой

7.1.7.

Расчет координат цветов излучений произвольной мощности и несамосветящихся тел

7.1.8.

Стандартные излучения и источники света

7.1.9.

Расчет характеристик цвета по спектральным кривым общим методом и методом избранных ординат

7.2.

Измерение малых цветовых различий

7.2.1.

Высшая метрика цвета

7.2.2.

Пороговые эллипсы. Понятие о порогах цветразличения

7.2.3.

Развитие равноконтрастных колориметрических систем МКО (CIE)

7.2.4.

Равноконтрастная система CIE-76

8.

Практические аспекты применения цвета

8.1.

Приборы для измерения цвета

8.1.1.

Условия рассматривания

8.1.2.

Классификация способов измерения цвета

8.1.3.

Цветные денситометры, особенности измерения цветовых величин

8.1.4.

Общая схема условий освещения и наблюдения в колориметрии

8.1.5.

Спектрофотометры, спектроколориметры, колориметры

8.2.

Стадии процесса цветовоспроизведения. Их сущность

8.3.

Основные принципы дубликационной теории

8.4.

Общие сведения о цветной фотографии. Цветные фотографические материалы. Их строение. Получение изображения на цветных фотоматериалах

9.

Библиографический список

Указатели
176   указатель иллюстраций
Рис. 1.1. Схематическое изображение электромагнитной волны Рис. 1.2. Спектральное распределение потока излучения Рис. 1.3. Кривая относительной спектральной световой эффективности Рис. 1.4. К определению понятия 'телесный угол' Рис. 1.5. К определению понятия освещенности Рис. 1.6. К определению понятия светимости Рис. 1.7. К определению понятия 'точечный источник излучения' Рис. 1.8. Модель симметричного излучателя Рис. 1.9. 'Продольная кривая' распределения силы света симметричного источника Рис. 1.10. 'Поперечная кривая' распределения силы света симметричного источника Рис. 1.11. 'Продольные кривые' распределения силы света несимметричного источника Рис. 1.12. Спектральное распределение энергии тепловых источников: 1 - лампы накаливания; 2 - Солнца Рис. 1.13. Модель абсолютно черного тела Рис. 1.14. Кривые спектрального распределения энергетической светимости абсолютно черного тела при различных температурах Рис. 1.15. Спектральное распределение энергии ртутной лампы высокого давления Рис. 1.16. Спектр излучения люминесцентной лампы Рис. 1.17. Упрощенная структурная схема лазера Рис 1.8. Преобразование излучения при падении его на цветное (голубое) стекло Рис. 1.19. Преобразование оптических излучений оптическими средами Рис. 1.20. Преобразование спектрального состава излучения при его прохождении через светофильтр Рис. 1.21. К закону Бугера-Ламберта-Бэра. Вывод математического выражения закона Рис. 1.22. К аддитивности оптических плотностей Рис. 1.23. Зависимость оптической плотности от поверхностной концентрации светопоглощающего вещества (Спов = С x l) Рис. 1.24. Отражение и преломление света: i - угол падения луча А; i1 - угол отражения луча B; r - угол преломления луча С; 1 и 2 - первая и вторая среды Рис. 1.25. Поляризованные пучки падающего света (поляризация показана только для падающего светового пучка): а - поляризация в плоскости падения луча 1; б - поляризация в плоскости, перпендикулярной плоскости падения луча 2; N - нормаль к поверхности раздела 3 Рис. 1.26. К формированию изображения линзой: АВ - объект, А'В' - изображение, L - линза Рис. 1.27. Отражение и преломление света при падении луча из более плотной среды в менее плотную Рис. 1.28. Самофокусирующийся объектив Рис. 1.29. Диффузное отражение света (а) и диффузное пропускание света (б) Рис. 1.30. Индикатрисы яркости (а) и силы света (б) для идеального диффузора Рис. 1.31. Отражение света частично рассеивающими поверхностями: а - зависимость индикатрисы яркости от типа отражения (1 - смешанное отражение, 2 - направленно-рассеяное); б - зависимость индикатрисы яркости от угла падения пучка света

Согласно современным представлениям, электромагнитное излучение рассматривается как сложное явление, характеризующееся волновыми и корпускулярными свойствами.

По теории Максвелла, излучение распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны, представляющей собой периодические колебания напряженности электрического и магнитного полей. Электрический вектор Е и магнитный вектор Н, выражающие относительные напряженности полей, находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях и оба перпендикулярны направлению распространения волны (рис. 1.1 Рис. 1.1. Схематическое изображение электромагнитной волны).

В квантовой теории всякое электромагнитное излучение рассматривается как поток частиц, называемых фотонами. Фотон существует только в движении и обладает энергией, массой и волновыми свойствами, которые характеризуются частотой <?xml version="1.0"?>
или длиной волны <?xml version="1.0"?>
.

Планк показал, что энергия фотона (квант энергии излучения - <?xml version="1.0"?>
) определяется по формуле

<?xml version="1.0"?>

где h - постоянная Планка <?xml version="1.0"?>
- частота излучения.

Масса фотона <?xml version="1.0"?>
определяется согласно выражению

<?xml version="1.0"?>

где с - скорость распространения излучения.

Движение фотона сопровождает волновой процесс

<?xml version="1.0"?>

Диапазон длин волн электромагнитных колебаний, существующих в природе, достаточно широк и простирается от долей ангстрема до километров.

Спектр электромагнитных излучений, мкм
gamma-luhy.gif (377 bytes)................................................ менее 0,0001
рентгеновские лучи............................. 0,01-0,0001
ультрафиолетовые лучи...................... 0,38-0,01
видимый свет...................................... 0,78-0,38
инфракрасные лучи............................. 1000-0,78
радиоволны.......................................... более 1000

© Центр дистанционного образования МГУП