Automatic translation by Google | Contact | Site Map

Аппаратно независимые математические модели цвета

 Аппаратно независимые математические цветовые модели - необходимость при работе с цветом в цифровом виде, исследования природы цвета идут с незапамятных времен, но только в последнее время эта наука перешла из теоретической физики в прикладную область. Рассмотрим, к примеру: аппаратно независимую модель (HSB), где каждый цвет описан тремя основными значениями:

  • тон (hue)
  • насыщенность (chroma)
  • яркость (Brighness)

Тон Насыщенность Яркость

Эти три стакана ясно показывают, что эти термины описывают. На левой иллюстрации расположены по кругу цвета от красного, желтого, до синего, фиолетового. На средней иллюстрации от центра к краю, увеличивается насыщенность цвета . Изменение яркости от более темного у основания до белого у вершины - правая иллюстрация. Все три значения любого цвета могут быть измерены специальным инструментом - спектрофотометром. Вы можете легко изменять изображение, изменяя только одно из этих значений. Именно поэтому они часто используются, как переменные параметры в программном обеспечении для редактирования изображений. Множество математических моделей было создано, используя эти значения. Каждая из них присваивает каждому цвету определенное значение.
 Чтобы Вас не запутать, здесь представлены только две аппаратно-независимых модели : В 1931 году была разработана модель Цвета xyz, также называемая модель Цвета Нормы  Международной Комиссией по Освещению (МКО) {Internationale d'Eclairage (CIE)}. МКО определяет стандарты для работы с цветом и освещением. На иллюстрации изображена схема их Колориметрической системы Нормы (Norm Color system), еще называемой пространством XYZ (значение цвета располагается в 3-х мерной Декартовой системе координат - что позволяет цветовой охват модели назвать пространством):

График XYZ

 В этой координатной системе каждый цвет был назначен определенной точке внутри этого абстрактного треугольника, охватывающего все цвета, видимые человеческому глазу. В ходе длительного эксперимента был построен график цветового возбуждения стандартного наблюдателя при определенном угле зрения и освещения. По оси x координатной плоскости Вы видите красные цвета, в то время как зеленые цвета расположены по оси z. Этот двухмерный график показывает все цвета независимо от их яркости. Если Вы можете вообразить третью ось y, которая расположена перпендикулярно к плоскости графика, различные значения яркости лежали бы здесь. Одна из проблем этой системы, хотя бы, - то, что расстояния между цветами не соответствуют нашему восприятию цвета , и что, используется третье измерение, таким образом яркость, является трудно определима. В то же время спектрофотометры для своей работы используют эту аппаратно-независимую модель описания цвета. Как происходит измерение :- через интерференционные фильтры с шагом 2 nm, происходит замер длин волн, отраженных от объекта, стоится график R():

спектр отраженного света от предмета

Используя график кривой спектра источника освещения S ():

спектр освещения

И кривые сложения (смешения) цветов стандартного наблюдателя :

кривые сложения  цветов стандартного наблюдателя

По формулам вычисляются координаты X, Y, Z:

X=K**S()*R()*X()

Y=K**S()*R()*Y()

Z=K**S()*R()*Z()

где:-

K- коэффициент приведения яркости белого (объекта), к точке белого системы координат.

В 1976 комиссия разрабатывает математическую модель - L*a*b*:

Lab

  Цветовое пространство L*a*b* представлено в трех размерностях. Все цвета с равной яркостью все еще лежат на одной плоскости модели. Здесь Вы можете видеть, что плоскость имеет две оси - ось слева направо a*  ось  b*  от основания до вершины.

  • L*=116(y/yn)*1/3

  • a*=500*(x/xn*1/3-y/yn*1/3)

  • b*=500*(z/zn*1/3-Y/Yn*1/3)  где: x, y,z -координаты точки белого; xn,yn,zn -координаты точки нужного цвета.

Внешний периметр цветового круга несет цвета - красный и зеленый, желтый и синий,- противоположные цвета - цвета находящиеся друг напротив друга: противоположный красному - зеленый, противоположный синему - желтый. Перемещаясь от центра , по оси а* оценивается местоположение цвета относительно оси красный-зеленый.  Ось b*   оценивает местоположение цвета относительно оси синий-желтый. Яркость,  увеличивается от основания модели к вершине.  Трехмерная  цветовая модель L*a*b*:

График Lab

Вы можете назвать каждый цвет точно, задавая значения яркости, и величины смещения по осям a* и  b*. В реальном мире, тем не менее, это  не очень удобно, представьте, что Вы заказываете  галстук цвета: L* = + 43.51, a* = + 15.45, и b* = - 22.85. Но в цифровом мире аппаратно независимая модель представления цвета  необходимость в частности как промежуточное цветовое пространство при переводе цвета из одного аппаратно-зависимого пространства в другое.  Используя L*a*b* в программе Photoshop, обратите внимание, что Adobe выбрала D50, twodegree observer L*a*b*, 2 гр. И Вам, снимая показания L*a*b* с помощью спектрофотометра, следует выбрать его же. 



Физика цвета вверх Психология цвета