Решение задач проектирования полимерной обуви для детей с использованием физической колометрии

УДК 685.348.2

М. В. Бекк, О. Е. Белоусова, С. И. Попова, Н. В. Бекк, Н. В. Тихонова

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ОБУВИ ДЛЯ ДЕТЕЙ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ КОЛОМЕТРИИ

Ключевые слова: детская обувь, полимерная обувь, цвет, светофильтр.

В работе представлены результаты исследования механизмов восприятия цвета, проведен сравнительный спектральный анализ количественного соотношения световых волн, отраженных от различных образцов детской обуви. Исследованы образцы детской обуви из полимерных материалов различных цветовых сочетаний. Результаты проведенных исследований позволили составить рекомендации по подбору цветовых решений детской обуви.

Keywords: baby shoes, polymer shoes, color, color filter.

The results of studies of the mechanisms of color perception, the comparative spectral analysis of the proportion of light waves reflected from different samples of children's shoes. Samples of children's shoes from polymeric materials of different color combinations. The experiment was conducted at the facility for the observation of the photoelectric effect in the physical laboratory. The results of the research allowed to draw up recommendations on the selection of colors children's shoes.

В последние годы ассортимент детской обуви существенно расширился за счет выпуска полимерной обуви. Большой модельный ряд представлен летней открытой обувью, различными вариантами полуботинок, сапожками для осенне-весеннего сезона, и даже утепленными сапожками для зимнего периода носки.

Используя технические возможности, производители выпускают детскую обувь не просто цветную, а достаточно часто многоцветную. Но реакция человека на цвет, это не просто эмоциональный отклик, это сложный физический и психологический процесс.

Цвет — это атрибут зрительного ощущения. Цветовое восприятие объектов проходит в следующей последовательности.

1. Имеется источник видимой электромагнитной энергии, необходимой для запуска сенсорного процесса зрения. Эта энергия модулируется физическими и химическими свойствами объекта.

2. Затем модулированная энергия попадает в глаз, обнаруживается фоторецепторами.

3. После этого обрабатывается нейронными механизмами зрительной системы человека, организуя цветовое восприятие.

Необходимо отметить, что влияние самого источника на цветовое восприятие человека тоже имеет большое значение (например, через механизм световой адаптации). Механизм восприятия цвета вырабатывался у человека не одно столетие, и сейчас зрительный аппарат человека устроен так, чтобы мы, не смотря на все световые «шумы» (к примеру, различное освещение и также преобладающие оттенки в рассветное время, дневное, вечернее, сумеречное и ночное) воспринимали цвет одинаково. Для этого при восприятии цвета через зрительные рецепторы информация передается в мозг, где происходит «фильтрация» информации и в итоге остается «чистый» исходный цвет. Но такая чистка не

одинакова у всех людей и поэтому один и тот же цвет люди могут воспринимать по-разному. К примеру, у художников, постоянно работающих с цветом, это восприятие более обострено. В детском организме уже генетически заложена схема фильтрации, тем не менее, в процессе своего взросления они развиваются сложно и неоднородно. В связи с чем рекомендуется окружать детей как можно большим массивом однородных цветов и красочных изображений, чтобы помочь совершенствованию зрительного аппарата и системы отчистки «шумов».

Сложность в процесс развития добавляют различные виды врожденных и приобретенных аномалий цветового зрения. Считается, что около 8% мужчин и 1% женщин имеют цветовые аномалии, связанные с недостатком специфического колбочкового фотопигмента [1,2]. Но взрослые уже адаптированы к внешней среде и их физиологические и психологические реакции встроены в восприятие объектов среды.

Совсем другая ситуация при наличии цветовых аномалий у детей. Дети находятся в процессе последовательного развития, познания окружающей среды. Цветовое восприятие окружающих предметов существенно влияет на процесс развития ребенка. Неправильно подобранное цветовое сочетание изделия может усугубить намечающиеся отклонения. Грамотно подобранные цветовые решения, наоборот, могут не только стабилизировать ситуацию, но и способствовать возвращению к норме.

Для оценки качества цветового решения детской полимерной обуви целесообразно использовать теорию физической колометрии.

В данной работе проведен сравнительный спектральный анализ количественного соотношения световых волн, отраженных от различных образцов детской обуви. Исследовались четыре образца полимерной обуви различных цветов и рисунков. Визуальный ряд сформирован по возрастанию

сложности восприятия: от простого одноцветного образца до сложного с тематическим рисунком.

Базовые цвета: для первого образца - синий, второго - розовый, третьего - красный, четвертого -зеленый. Первый образец без рисунка, второй - с простым редким рисунком, третий - с рисунком «клетка», четвертый с тематическим рисунком.

Эксперимент проводился на установке для наблюдения фотоэффекта. В качестве источника света применялась лампа накаливания. После отражения света от поверхности образца, он проходил через светофильтр и регистрировался фотоприемником. Были получены вольт - амперные характеристики для различных образцов с использованием 10 светофильтров.

Для определения пропускной способности светофильтров на этой же установки были получены значения задерживающего напряжения. Индекс светофильтров включает буквенные и цифровые обозначения. Они присвоены в соответствии с набором цветовых сочетаний по российской классификации [3,4].

Результаты расчетов длин волн пропускной способности светофильтров приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Длина волны, характеризующая пропускную способность светофильтра

Светофильтр Длина волны, мкм.

Кс-10 0,655

Ос-13 0,620

Жс-12 0,570

Жс-17 0,590

Зс-11 0,510

Зс-10 0,520

Сзс-23 0,480

Сзс-20 0,420

Сс-8 0,400

Сс-9 0,380

На рисунке 1 представлена вольт -амперная характеристика на ускоряющем напряжении для образца детской обуви с базовым розовым цветом. Как видно из графика, наибольшее значение имеют интенсивности света, прошедшего через светофильтр ЖС-12, затем в порядке убывания Ос-13, Жс-17, Кс-10, Сс-9, Сзс-23, Сзс-20, Зс-10, Зс-11, Сс-8. Построены вольт - амперные характеристики для всех светофильтров. Анализируя полученные зависимости можно сказать, что наибольшую интенсивность имеют длины волн желто-оранжевого оттенка (Ос-13, Жс-17, Кс-10) на всех образцах. Наименьшую интенсивность имеют синие длины волн (Сс-8).

В ходе исследования были получены вольт -амперные характеристики для всех образцов обуви. На рисунке 2 представлен пример вольт - амперной характеристики на ускоряющем напряжении интенсивностей длин волн, прошедших светофильтр Сзс-20 для разных образцов.

Интенсивности волн, прошедших через светофильтры Сзс-23, Сзс-20, Зс-10, Зс-11, для образцов с базовым розовым цветом и многоцветного с рисунком «клетка» имеют почти

одинаковую интенсивность (рис.2). Интенсивность волн, прошедших через светофильтр Ос-13, неразличима для этих же образцов.

Интенсивность волн, прошедших через светофильтр Сс-8, одинакова для образцов с базовым зеленым цветом и многоцветного с рисунком «клетка».

Проведенные исследования показали, что в большинстве экспериментов наиболее

воспринимаемым цветом является синий. Психологическая характеристика цвета сводится к одному, этот цвет благотворно влияет на психосоматическое развитие детей, одновременно оказывая как успокоительный эффект, так и стимулируя творческую деятельность ребенка. [5,6] Поэтому производители должны включать этот цвет в свои модели детской обуви.

Отдельно должны быть рассмотрены те длины волн, которые сливаются и имеют почти одинаковую интенсивность. Эти длины волн плохо различимы фоторецепторами и могут возникнуть проблемы с правильной обработкой информации нейронными механизмами зрительной системы человека. Поэтому ошибкой является использование многоцветной гаммы, особенно родственных цветов. Сложность выделения цветов из многоцветного рисунка может привести к психическим расстройствам ребенка. А в случае подвижной психики ребенка и к задержке его развития.

I. мА.

—ск-го —ск»

—жг-и —Ос-11 —КС-10

и.в.

Рис. 1 - Зависимость силы тока от напряжения для разных светофильтров розового образца

-синий -розовый -клетчатый -зеленый

О 10 20 30 40 50 60

и,в

Рис. 2 - Зависимость силы тока от напряжения для светофильтра Сзс-20 для разных образцов

Лучше использовать в детской обуви контрастные цвета. Приоритетная

последовательность цветов выстроена следующим образом: синий (и все успокаивающие цвета),

красный (и все активные цвета), зеленый. Отношение к зеленому цвету наиболее неоднозначное. В большинстве экспериментов у него самые низкие показатели по восприятию. Его целесообразно использовать не в качестве базового цвета, а небольшими площадями на деталях верха.

Литература

1. Н.З. Алиева Физика цвета и психология зрительного восприятия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. Академия, Москва, 2008. 208 с.

2. Б.А. Базыма Психология цвета: теория и практика. Речь, Санкт-Петербург, 2005. 205 с.

3. Бекк Н.В. Структура дизайн-проектов обуви из полимерных материалов и некоторые рекомендации по их использованию / Бек Н.В., Белова Л.А., Махоткина Л.Ю. // Вестник Казанского технологического университета. - Т.15.-№ 15.-2012.- С.255-258.

4. Каталог цветного стекла. Издательство Машиностроение, М, 1967. 62 с.

5. Н.В. Бекк, А.В. Хребкова, М.А. Зырина, С.В. Смолянинова, Кожевенно-обувная промышленность, 2, 28-29 (2002).

6. С.И. Попова, Н.В. Бекк, О.Е. Белоусова, М.В. Бекк, Н.В. Тихонова, Вестник Казанского технологического университета, 17, 15, 65-69 (2014).

© М. В. Бекк- к.т.н., доцент, кафедра «Конструирование изделий из кожи и промышленного дизайна», НТИ (филиал) МГУДТ; О. Е. Белоусова - к.ф-м.н., доцент, зав .кафедрой физики, НТИ (филиал) МГУДТ; С. И. Попова - ассистент, кафедра «Конструирование изделий из кожи и промышленного дизайна» НТИ (филиал) МГУДТ; Н. В. Бекк - д.т.н., проф., зав. каф. конструирования изделий из кожи и промышленного дизайна, НТИ (филиал) МГУДТ, 8dayofangel@mail.ru; Н. В. Тихонова - д.т.н., проф. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ, nata.tikhonova.81@mail.ru.

© M. V. Bekk - Ph.D. of engineering, associate professor of the Department of Leather Goods Design and Industrial Design of Novosibirsk Institute of Technology (Branch) Moscow State University of Design and Technology; O. E. Belousova - Ph.D. of physics and mechanics, Head of the Department of Physics of Novosibirsk Institute of Technology (Branch) Moscow State University of Design and Technology; S. I. Popova - assistant of the Department of Leather Goods Design and Industrial Design of Novosibirsk Institute of Technology (Branch) Moscow State University of Design and Technology; N. V. Bekk - Doctor of Technical Science, professor, Head of the Department of Leather Goods Design and Industrial Design of Novosibirsk Institute of Technology (Branch) Moscow State University of Design and Technology, 8dayofangel@mail.ru; N. V. Tikhonova - Doctor of Technical Science, professor, Garment and Footwear Design Department of KNRTU, nata.tikhonova.81@mail.ru.