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)

 

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):

 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():

Используя график кривой спектра источника освещения S ():

И кривые сложения (смешения) 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*:

 

  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*:

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.  

 

 

 

 

 

 

 

---