. (1.15)
Символы в скобках означают основную компоненту, а буквы R, G, В - количество данной компоненты (яркость). Дробь определяет долю каждой компоненты.
Суммирование двух цветов, описываемых векторами:
C = r1 (R) +g1(G) + b1(B), (1.16а)
C = r2 (R) +g2(G) + b2(B), (1.16б)
даёт цвет
C = C1 + C2 = r(R)+g(G) + b(B), (1.17)
где r = r 1+ r 2, g = g 1+ g 2, b = b 1+ b 2.
Соответствующим преобразованием введены координаты X, Y, Z компонент фиктивных цветов со спектральными характеристиками, соответствующими рис. 1.3.
Для полного определения хроматического цвета недостает еще количественного определения визуальных впечатлений, получаемых человеком, а также учета влияния раздражителей. Для учета чувствительности человеческого глаза введено понятие яркости цвета.
Яркости единичных вкладов основных компонент R, G, В треххроматичного цвета находятся в соотношении
L r: L g : L b = 1,0000: 4,5907: 0,0601. (1.18)
Это позволяет вычислить яркость вектора С по формуле
Lc = rL r + gL g + bL b (1.19)
или, после введения пропорции (1.18), по формуле
Lc = k (1,0000 r + 4,5907 g + 0,0601 b). (1.20)
Единица измерения яркости L имеет размерность [кд/м]. Поток излучения описывается четырехмерным вектором С = ( R, G, В, L ).
Иными словами, образы действительности, получаемые с помощью данной шкалы цвета, имеют объективный характер.
Шкала замутненности воды
Рассмотрим другой пример измерения в эмпирической шкале - измерение замутненности воды частицами взвеси.
Рис.1.4. Принцип нефелометрического измерения мутности воды
Концентрация взвеси твердых частиц в воде рассматривается как свойство исследуемого объекта. Чаще всего используется нефелометрическое измерение, связывающее интенсивность рассеянного света при постоянной интенсивности падающего света с концентрацией взвеси. Это иллюстрирует рис. 1.4. Сравниваются состояния объекта при различной концентрации взвеси или диатомита в воде. Измеряемой характеристикой является эффект рассеяния света. Концентрация взвеси, как и интенсивность света, выражается в метрической шкале, а между обеими величинами существует взаимосвязь, описываемая формулой Уэллса:
, (1.21)
где с - концентрация частиц, l - толщина слоя, d - средний диаметр частиц, l- длина падающего излучения, k, a - постоянные коэффициенты.
Сложность и неоднозначность отношений, вызванная разбросом результатов измерений и разнообразием формы частиц, химического состава и физико-химических свойств взвеси, приводит к тому, что измерения воссоздают только фрагментарный образ действительности. Замутненности исследуемой жидкости и эталона эквивалентны лишь в смысле одинаковой способности рассеяния света, а не физико-химического состава и свойств взвеси.
Использование для измерения замутненности воды нефелометрического принципа не продиктовано недостатком знаний. Можно было бы либо измерить величины, входящие в формулу (1.21), и уменьшить неопределенность результата, либо использовать другие принципы измерений, например, подсчет количества частичек в единице объема воды с описанием их размеров, форм, химического состава и т. д. Однако такие измерения очень трудоемки и дороги, а задержка в получении результата уменьшает полезность метода его получения. Применение нефелометрического метода обусловлено практическими соображениями. Создаваемый им упрощенный образ действительности имеет меньшее познавательное значение, но в практических целях этого вполне достаточно.
