Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время в различных областях науки и техники (полиграфии, фотографии, передаче видеоинформации, хроматографии, медицине, фармакологии, экологии, стоматологии и т п) широко используются колориметрические методы измерения цветовых параметров объектов
Практикой установлено, что используемые в стоматологической практике, методы и приборы измерения цвета зубов - типичных представителей объектов с объемным рассеянием света, не позволяют точно определить цветовые параметры зубов в условиях изменяющегося внешнего освещения Представляется, что высокоточные методы измерения цветовых параметров объектов полностью рассеивающих свет на поверхности [2], [3], не подходят для объектов с объемным рассеянием света
Применение существующих теорий, описывающих распространение и рассеяние излучение в мутных средах (Релея, Ми, переноса, диффузного приближения, Тверского, Кубелки и Мунка и т п ) для анализа параметров цвета исследуемых объектов в условиях изменяющегося внешнего освещения невозможно, так как эти теории не учитывают углы падения излучения на поверхность исследуемой трехмерной среды В связи с чем, для анализа влияния на параметры цвета объектов с объемным рассеянием света условий освещения, актуальна разработка математической модели распространения и рассеяния света в объектах с объемным рассеянием света, учитывающей углы падения света на исследуемую поверхность, при условии приема излучения со стороны падения света
Целью настоящей работы является
- определение закономерностей поведения параметров цвета объектов с
объемным рассеянием света при изменении условий освещения,
- определение возможности корректного измерения параметров цвета
объектов с объемным рассеянием света
Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:
разработка математической модели распространения и рассеяния излучения в однородных и двухслойных объектах с объемным рассеянием света при приеме излучения со стороны падения света, учитывающей углы падения освещающего объект света;
расчет влияния кратности рассеяния излучения в среде на параметры цвета объектов с объемным рассеянием света при изменении углов падения света на поверхность исследуемых объектов,
проведение измерений параметров цвета объектов с объемным рассеянием света при различных условиях освещения, направленных на сопоставления полученных результатов и теоретических расчетов
Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем
Разработана математическая модель распространения и рассеяния света в однородных и двухслойных объектах с объемным рассеянием света, учитывающая углы падения света на поверхность объекта, в случае приема излучения со стороны падения света, для однократного, двукратного и трехкратного рассеяния
Установлена зависимость параметров цвета объектов с объемным рассеянием света от геометрической формы рассеивающих свет частиц при изменении углов падения освещающего объект света
Показана невозможность корректного измерения параметров цвета исследуемых объектов при использовании зоны затемнения,
Показана возможность идентификации, как верхнего, так и нижнего слоев двухслойных объектов с объемным рассеянием света при использовании зоны затемнения
Установлено, что искусственные стоматологические материалы и натуральные зубы имеют разные тенденции изменения параметров цвета при изменении условий освещения
Научные положения, выносимые на защиту:
1 Для объекта с объемным рассеянием света, в состав которого входят
частицы способные при однократном рассеянии отражать свет в направлении фотоприемника
яркость объекта увеличивается с ростом угла падения света на его поверхность,
цветовой тон объекта изменяется в сторону длины волны, соответствующей максимальной составляющей спектра пропускания объекта при уменьшении угла падения света на его поверхность,
- насыщенность цвета объекта зависит от угла падения света
2 Для объекта с объемным рассеянием света, лишенного частиц способных при однократном рассеянии отражать свет в направлении фотоприемника
яркость объекта может уменьшаться с ростом угла падения света на его поверхность,
цветовой тон и насыщенность цвета объекта не зависят от углов падения света его поверхность
Практическая значимость диссертационной работы:
- установлена связь формы рассеивающих свет частиц исследуемых
объектов с параметрами цвета объектов с объемным рассеянием света при
изменении условий освещения объекта,
использование дополнительных источников света позволяет корректно определять параметры цвета объектов с объемным рассеянием света,
предложены, защищенные патентами РФ, три способа измерения параметров цвета объектов с объемным рассеянием света,
- на основании проведенных исследований показана возможность создания приборов, которые могут корректно измерять параметры цвета зубов Достоверность результатов представленного исследования основывается на применении фундаментальных законов физики и математики, подтверждения теоретических расчетов экспериментальными исследованиями
Апробация работы. Результаты исследований представлены на V
Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики и источников света», (Саранск, 2007г), на 2-й Российской научно-практической конференции «Тенденции развития отечественной философской мысли в XXI веке и перспективы регионального обществоведения», (Рязань, 2003) и на Всесоюзной научно-технической конференции «Оптика лазеров», (Ленинград, 1990г)
По материалам диссертации опубликовано научных 10 работ и получено 4 патента на изобретения
Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и списка литературы из 62 наименований Она изложена на 163 страницах машинописного текста шрифтом "Times New Roman", 14пт, интервал 1,5 и содержит 75 рисунков и 2 таблицы
