Примечания к переводу ISO 13655:2017 - Спектральные измерения и колориметрические расчёты
Добавлено: 09 июл 2025, 19:40
График различий флуоресцентной составляющей разных спектрофотометров с фильтром M1
Набросаю тут себе черновичок примечаний для техкомитета 268, интересный стандарт, интересные нововведения в версии 2017.
Комитет 268 неплохо перевел документ с английского, немного пройдемся по сути в нем сказанного в формате редакционных заметок на полях.
- Введение
По состоянию на 2009 год, ни один прибор для измерения цвета, доступный на полиграфическом рынке, не обеспечивал систему освещения, которая бы соответствовала иллюминанту МКО D50. Вместо этого в большинстве приборов в качестве источников света использовались лампы накаливания. Спектральное распределение мощности таких ламп имеет различное содержание УФ-излучения.
И в противоположность фильтру M1 - стабильный фундаментальный иллюминант A с безупречным строго известным содержанием УФ за фильтром M0. Это еще можно было бы попробовать неверующим в фундаментальную науку изменить кол-во УФ в лампочке накаливания на определенной температуре, Планк и Больцман весело бы посмеялись над такой попыткой. Одна из самых стабильных в этом мире вещей - это строго посчитанное, константное кол-во ультрафиолета в лампе накаливания или иллюминанте А на определенной температуре. Перфекционисты даже химический состав металла в спирали могут учесть в безупречных расчетах.
- Введение
Условие измерения M1 требует, чтобы колориметрия освещения образца точно соответствовала иллюминанту МКО D50.
В 2025 году также ни один прибор не обеспечивает систему освещения D50. Если лоббисты назвали фильтр M1 иллюминантом D50 - не значит, что он им стал. Вовсе не стал, мы имеем дело с широкомасштабной спекуляцией и подменой понятий M1 и D50.
- Введение
Поскольку многие приборы, используемые в настоящее время в производственных условиях, оснащены спектрометрами с интервалом и полосой пропускания 10 нм, такие измерения допускаются при условии, что расчётам координат цвета предшествует применение коррекции полосы пропускания по отношению к спектральным данным, как указано в ASTM E2729.
По всей видимости речь идет об интерполировании данных из шага 10 нм в шаг 5 нм. Предлагаю заглянуть в ASTM E2729 и коротко пересказать в ГОСТ 13655, что именно предлагается математически сделать с 10-нанометровыми данными. Интерполяционный пересчет в 5 нм был реализован еще в старинном профайл-мейкере, у меня включен по умолчанию. А скажем, Гейдель и Колорлоджик этим не парятся. Ссылка на ASTM E2729 - это хорошо, надо коротко уточнить, что именно ASTM предлагает. Например Argyll умеет брать с приборов Иксрайт с интервалом 3.3 нм. Это и не 10 и не 5, но очевидно 3.3 (в замерах прописаны целочисленные интервалы 3-3-4) будет более точно интерполировано в 5 нм, чем изначальный шаг всего 10.
- 4.2.2.1
Когда приборы, соответствующие стандарту M1, недоступны, а относительных данных достаточно для управления технологическим процессом или других операций по обмену данными, приборы M0 аналогичного производителя и модели являются приемлемой альтернативой.
- 4.2.2.2
Рекомендуется, чтобы спектральное распределение мощности светового потока, падающего на поверхность образца для измерения, соответствовало иллюминанту МКО D50.
- 4.2.2.3
Чтобы полностью исключить любое возбуждение флуоресценции оптическими отбеливателями, оптимальная длина волны отсечки для УФ-компоненты будет 420 нм.
- 4.3.3.1 Поскольку спецификация коррелированной цветовой температуры не определяет УФ-излучение, содержание УФ-излучения не контролируется в соответствии с M0, и поэтому рекомендуется использовать M1, когда возникает необходимость в обмене данными, измеренными на образцах, которые проявляют флуоресценцию.
- 4.3.3.2 Условие измерения М1
- 5.3.1 Если необходимо сравнить значения CIELAB для самосветящегося дисплея с показателями для светоотражающих или пропускающих материалов, определёнными в соответствии с настоящим документом, принятую точку белого дисплея необходимо установить в D50.
- 5.3.1
Настоятельно рекомендуется следить за работой МКО, чтобы получать информацию о последних достижениях как в области равноконтрастных цветовых пространств, так и в области вычислений цветовых различий.
- 6.3
Если данные должны быть представлены в электронной форме, они должны соответствовать ИСО 28178.
Предлагаю. Примечание русской редакции. В ИСО 28178 прописан стандартный формат XML или равноправный ему наиболее удобный ASCII формат ANSI CGATS.17-2009, где табличные данные определяются ключевыми словами BEGIN_DATA и END_DATA. Стандарт 28178 содержит полное описание тегов и ключевых слов для форматов XML и ASCII, соответственно.
Второй раз по тексту помимо ASTM, мне представляется, что если мы даем важную ссылку на другой стандарт - надо коротко пересказать, что именно в нем написано. Ибо есть стандарты очень полезные, а есть пустышки, покупка вторых просто бессмысленна.
- Приложение B справочное
Т а б л и ц а B.1 — Диаметры и площади круглых измерительных апертур для измерения растра
- Приложение D справочное
С момента начала применения измерений цвета в полиграфической технологии имело место относительно слабое соответствие между приборами.
- В последнее время ситуация еще более осложнилась из-за использования бумаги с высокой флуоресценцией в качестве запечатываемого материала. Это приводит к усилению различий между приборами, у которых спектральный состав источника не идентичен в ультрафиолетовой области.
- Приложение I.
-------------------
И для любознательных, формула расчета спектра АЧТ (абсолютно черного тела) или Blackbody по Планку:
Формула Планка является фундаментальной в физике и описывает, как энергия излучения распределена по различным частотам при заданной температуре.
Формула Планка является основой для понимания многих физических явлений, таких как спектры звезд, излучение нагретых тел и тепловое равновесие.
Формула Планка является ключевым элементом в понимании теплового излучения и квантовой природы света. Она позволяет рассчитать спектральную плотность энергетической яркости излучения черного тела в зависимости от частоты и температуры.
Разогретая спираль иллюминанта А в точности повторяет поведение АЧТ, от того является удобной и практически реализуемой спектральной константой при измерениях цвета. Многое из того, что написано про фильтры M0 и M1 стандарта 13655, противоречит базовым знаниям по физике света, домыслы и нападки промышленных лоббистов на стабильный предсказуемый аналитически и практически реализуемый иллюминант А в пользу ненормированного источника УФ за фильтром M1, не делают чести международной организации по стандартизации ISO. Манипулятивные спекуляции ISO на тему якобы схожести совершенно различных спектров фильтра M1 измерительного прибора и естественного дневного света в атмосфере D50 - вообще за гранью добра и зла.
Формула Планка многократно задействуется по коду полиграфического спектрального калькулятора во множестве известных колориметрических функций.
Базовые фундаментальные константы спектрального калькулятора вынесены в заголовок основного кода программы:
var HumanVisualSpaceVolume = 2482961; // ΔE³ calculation https://cielab.xyz/spectralcalc/HVS_sur ... CGATS.html
var speed_of_light = 2.99792458 * Math.pow(10,8); //Скорость света, 1983 17th CGPM, definition of the metre
var Planck_constant = 6.62606957 * Math.pow(10,-34); // Постоянная Планка, CODATA 2010 recommended value
var Boltzmann_constant = 1.3806488 * Math.pow(10,-23); //Постоянная Больцмана, SI units, 2010 CODATA value
var NAvogadro = 6.02214129 * Math.pow(10,23); // моль−1. Число Авогадро, CODATA 2014.
var e = 2.718281828459045235360287471352662497757; //основание натурального логарифма, трансцендентное число
-------------------
Для наиболее четкого понимания. Любой спектрофотометр отдает спектры под линейным иллюминантом E. Всегда и везде. В прибор зашит спектр его калибровочной площадки, и каким бы спектром ни светила лампа - результаты отраженки перемножаются в приборе на спектральные коэффициенты с участием калибровочной площадки таким образом, чтобы получить на выходе спектральные таблицы под линейным иллюминантом E. Далее любая программа перемножает эти спектры на реальный иллюминант, типа D50, D65 или A, перемножает на CMF стандартного наблюдателя и так далее. Так это работает всегда и везде. Прибор с безупречной лампой накаливания или источником A никогда не отдает спектры под источником A, это надо четко отрефлексировать. Прибор за фильтром M1 не отдает спектры под источником D50, он также отдает спектры под линейным иллюминантом Е. Применение к снятым спектрам M0, M1, M2, M3 того или иного иллюминанта - программная задача, не задача спектрофотометра. И конечно тут максимально удобно иметь дело с линейными данными на входе, с абстрактным линейным и очень полезным иллюминантом Е. Собственно как таковой иллюминант Е нельзя создать физически в приборе. Нельзя создать физически иллюминант D50 в приборе, не надо обольщаться. Но вот создать в приборе иллюминант А и можно и нужно и это повсеместная практика. По сути своей фильтр M1 - это линейная комбинация из иллюминанта А и дополнительного отдельного ненормированного и нестандартизированного УФ-источника, было бы совсем нечестно называть этот спектральный винегрет иллюминантом D50. В светотехнике стараются создать похожие на D50 светодиоды, самые известные попытки - это технология SunLike. И тем не менее, имитатор SunLike и естественные дневной D50 - не одно и то же по спектральному составу (скриншот). И надо понимать, что светодиод SunLike вообще не светит в УФ области. При этом спекуляции на тему "M1 равен D50" строятся на том, что добавили светодиод в ультрафиолетовом спектре - значит автоматически получили иллюминант D50, именно такая логика прослеживается в документах ISO. Типа, дневной свет в атмосфере содержит УФ, мы добавили в прибор к светодиоду в видимой области спектра еще ненормированный УФ-светодиод, значит мы получили D50. Это крайне бредово все звучит, согласитесь, но именно такова логика спекуляций на тему фильтра M1 и иллюминанта D50. Заметим, по тексту стандарта 13655, фильтр M1 и иллюминант D50 не приравниваются друг к другу, но прослеживается явная попытка манипуляции сознанием невдумчивого читателя, чтобы у него возник знак равенства. Что мы кстати и наблюдаем в маргинальном секторе полиграфической колориметрии.