Метод измерения цветовых характеристик

Для проведения работ необходимы: планшетный сканер, программа для сканирования и графический редактор. Также нужны базовые знания по работе в графических редакторах. Все работы по сканированию должны производиться на одном приборе и с одной программой сканирования.

В работе была использована стандартная программа сканирования ОС Windows 7.

Определение цветовых характеристик производится в три этапа:

1. Сканирование изображения.

2. Обработка полученного изображения.

3. Съём цветовых характеристик.

Начиная со второго пункта необходим графический редактор. Предлагается использовать программу Adobe Photoshop, как наиболее известную и удобную, или аналоги, например, GIMP. Ниже представлена инструкция по обработке изображений и съёму цветовых характеристик на примере использования этого графического редактора.

1. Сканирование. На рис. 73 представлено изображение, которое было получено при помощи сканера.

Рис. 73. Отсканированная полировка малахита (радиус 46 мм).

2. Обработка изображения. Перед тем, как снимать цветовые параметры с отсканированного изображения, нужно произвести размытие изображения, чтобы усреднить цветовые значения зон для более точного определения цветовых характеристик. Для этого используется фильтр «Размытие по Гауссу»: Filter>Blur>Gaussian Blur (рис. 74). Рекомендуемое значение 1 (рис. 75).

Рис. 74. Выбор инструмента Gaussian Blur

Рис. 75. Применение фильтра Gaussian Blur

3. Съём характеристик. Прежде всего, нужно открыть само изображение (если оно закрыто) и открыть окно Color Picker: левым кликом по любому из квадратов под цифрой 1 на рис. 76; под цифрой 3 можно видеть, что активным стал инструмент «пипетка» - Eyedropper Tool^[5]. Откроется окно, представленное на рис. 76 под цифрой 2. Теперь курсор мыши наводится на изображение на нужную зону образца и активируется левой кнопкой мыши. В результате, в окне Color Picker станет активным выбранный цвет. Теперь можно снять значения цвета из правой части окна Color Picker (на рис.76 под цифрой 5). При помощи этого инструмента снимается ряд значений, результат которых усредняется (размер участка съёма 1x1мм). Для малахита, как зонального материала, следует это делать для нескольких наиболее широких полос образца, как тёмных, так и светлых. Необходимо учитывать, что при яркости менее 15-18, значение цветового тона очень часто не соответствует действительности, поэтому кроме показателей яркости можно ничего не записывать. Это связано с недостатком модели HSB, о котором говорилось ранее: количество различимых уровней насыщенности и цветовых тонов уменьшается при приближении яркости к нулю (то есть, на оттенках, близких к чёрному).

Рис. 76. Работа с инструментом Color Picker

Время, необходимое для одного анализа, занимает, в среднем, 4-5 минут, с учётом процесса сканирования, и в целом оно зависит от размера образцов, морфологии участков анализа и опыта работы с методом.

Было опробовано десять сканеров различных моделей Epson, HP, Canon, Brother. Результаты, полученные на каждом из них, в различной степени отличаются друг от друга по цветовым характеристикам, но имеют достаточно высокую воспроизводимость. Лишь две модели: Epson Stylus CX4700 и Epson Perfection 1670 выдали совершенно одинаковые результаты, хотя Epson Stylus SX130 не "присоединился" к ним.

При определении цветовых характеристик методом сканирования, установленные на приборах Epson Stylus CX4700 и Epson Perfection 1670, погрешности измерения составляют: H - 1-3%, S - 5-8, B - 2-5.

Для стандартизации получаемых результатов возможно применить сканирование с эталоном. Здесь сложность заключается в калибровке изображения по этим эталонам, поскольку общедоступное программное обеспечение для этого отсутствует. Тем не менее, этот момент возможно решить при обращении к разработчикам, которые смогут написать программу калибровки. В качестве эталона может выступать изображение, представленное тремя серыми квадратами с различной степенью яркости (например, 80, 50, 20).

Для повышения точности определения характеристик при помощи сканирования, было выдвинуто предположение, что сканеры можно стандартизировать при помощи колориметрической настройки, в результате которой должна быть отрегулирована цветопередача сканера. В ходе общения с директором фирмы «Фотоправка точка ру» (которая занимается цветовой калибровкой оборудования), А. П. Сартаковым, выяснено, что в этом нет смысла, так как современные сканеры (если их прогреть минут 10-15) выдают более правильные цвета, чем после калибровки по калибровочным мишеням. Известно, что для замеров цветовых координат существует специализированное оборудование, используемое фотографами: спектроколориметры и спектрофотометры. Для поставленных задач

спектроколориметры не подходят, так как обладают гораздо меньшей точностью (на 10-15%), по сравнению со спектрофотометрами. Что касается вторых, то необходимые для снятия цветовых координат спектрофотометры поставляются в России фирмой X-Rite.

3.3.4 Измерение цвета малахита

Сканирование производилось на сканере EPSON Perfection 1670. В качестве материала для исследования были взяты 15 образцов природного африканского малахита, 16 образцов выращенного малахита, а также 3 образца китайской имитации малахита на основе гидроокиси алюминия (см. Приложение Е) (далее под словом "имитация" будет подразумеваться именно китайская). Полученные параметры представлены в Приложении Ж.

Самой показательной характеристикой явился цветовой тон (Hue). Для природного малахита цветовой тон варьировал от 135 до 150°, а в выращенном - от 144 до 164°. То есть, цветовой тон выращенного малахита смещён в синюю область. Как видим, область перекрытия цветового тона у выращенного и природного малахита составляет ~30% от всего интервала цветов выращенного и ~40% такого же интервала природного. Поэтому определение цветовых характеристик в большинстве случаев может дать ответ на вопрос о происхождении малахита.

В нескольких образцах природного малахита были встречены включения псевдомалахита, и для них также были сняты цветовые характеристики. Их цветовой тон варьировал в интервале от 148 до 169°. При этом цветовой тон самого малахита достигал отметок 150°. В приложении Б был приведён образец, где была видна трещина с псевдомалахитом (по которой шли фосфатные растворы) и замещение участков малахита псевдомалахитом. Вполне вероятно, что фосфатные растворы влияют на цвет и самого малахита в областях, где происходило замещение. Необходимо также отметить, что различные спилы одного и того же образца могут давать различные цветовые характеристики, главным образом яркость и насыщенность (см.

Для упомянутой имитации малахита характерно следующее. В пределах одной пластины встречаются зоны максимум четырёх оттенков. Самая светлая из них (яркость от 60 до 80) обладает параметром цветового тона от 126 до 132°. Средняя по яркости (яркость от 27 до 34) обладает цветовыми тонами от 132 до 146°. Две тёмные (яркость от 12 до 18) характеризуются интервалами - от 120 до 124° и от 145 до 155°.

Сводка данных приведена на рис. 77, где показано соотнесение цветовых тонов для природного и выращенного малахита, их китайской имитации и псевдомалахита.

Рис. 77. Соотнесение цветовых тонов для малахита природного, выращенного, их имитации и псевдомалахита.

На основе полученных данных по малахиту сделаны специальные таблицы для определения цветовых характеристик, одна из которых представлена на рис. 78.

Рис. 78. Пример таблицы для определения цветовых характеристик малахита.

С их помощью можно было бы определить оттенок малахита, не прибегая к помощи оборудования. Однако, эти таблицы актуальны только для непрозрачных минералов зелёного цвета. Для их печати обычные принтеры не подойдут, так как печатают далеко не все цвета, не говоря уже о существующих цветовых профилях для принтера, чернил и бумаги, которые в совокупности могут дать цвет, не соответствующий реальному. Как оказалось, создание таких

таблиц возможно, но является очень дорогим. Для того, чтобы напечатать все необходимые оттенки зелёного, нужно все цвета предварительно замешать из имеющихся красок. Стоимость замешивания одного цвета составляет ~15 евро. Иными словами, создание таких таблиц обойдётся почти в 5 тыс. евро, что в пять раз дороже спектрофотометра, пригодного не только для малахита, но и для других минералов.

3.3.3