Статья «Аддитивные цветовые модели»

Сегодня речь зайдёт о цвете.

Это спектр видимого света, построенный в цветовом пространстве sRGB с помощью прототипа моего колориметрического движка. Внизу подписана длина волны в…

Создание цветного изображения

Общеизвестно, что цветное изображение содержит три цветовых компоненты. На заре цветной фотографии, ещё до появления цветной фотоплёнки, русский фотограф С. М. Прокудин-Горский совмещал три экспозиции, последовательно снятые с применением красного, зелёного и синего светофильтров, и получались удивительные снимки с довольно достоверными цветами. Впоследствии в цветной плёнке стали применять три слоя фотоэмульсии. С появлением цветного телевидения в телеэкране применили растр из трёх разных люминофоров, при бомбардировке электронами излучающих не белый, а красный, зелёный, либо синий свет. Подбирая правильное количество каждого цвета, можно получить все остальные цвета — это так называемая аддитивная цветовая модель. Оставим пока в покое субтрактивную модель, которая применяется в полиграфии. Также не будем затрагивать особенности передачи аналогового сигнала в цветном телевидении.

Ключевое слово здесь — аддитивная. То есть, цвет создаётся именно сложением трёх основных составляющих. Но что представляют собой эти основные цвета? Их выбор может преследовать разные цели. В случае математических абстракций эти цвета даже могут быть физически невозможными. В телевидении же они определялись свойствами применявшихся люминофоров. Какой цвет излучается — тот и основной. Каждый вид люминофора характеризуется своим спектром излучения. Это далеко не чистые монохроматические цвета, но их спектральная полоса достаточно узкая, чтобы с их помощью можно было воспроизвести большинство встречающихся в жизни цветов.

Аддитивная цветовая модель справедлива и для ЖК-дисплеев, несмотря на то, что жидкий кристалл поглощает «лишнюю» энергию, исходящую от ламп подсветки (backlight), чтобы из белого цвета получился требуемый тон, а специальный светофильтр поглощает ненужные спектральные составляющие, чтобы получился красный, зелёный или синий субпиксель:

Источник: http://habr.com/ru/post/332776/

Цветовая модель RGB

Носители , которые передают свет (например, телевидение) кодируют цвет с помощью трёх основных цветов: красного, зеленого и синего. Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза, каждый из которых стимулирует один из трех типов цветовых рецепторов глаза. Смеси света этих основных цветов покрывают большую часть человеческого цветового пространства. Вот почему телевизоры или мониторы производят только смесь красного, зеленого и синего света.

RGB-модель является аддитивной, где цвета получаются путём добавления (англ. addition) к чёрному цвету. При отсутствии краски нет никакого цвета — чёрный, максимальное смешение даёт белый.

В телевизорах и мониторах ЭЛТ применяются три электронных пушки для красного, зелёного и синего каналов. В ЖК- и других матричных мониторах и телевизорах носителями трёх цветов являются светодиоды.

Наиболее распространённое цветовое пространство с использованием модели RGB — sRGB — имеет по многим тонам цвета более широкий цветовой охват (может представить более насыщенные цвета), чем в цветовых пространствах CMYK, поэтому иногда изображения, замечательно выглядящие в RGB, значительно тускнеют и гаснут в CMYK.

Источник: http://zen.yandex.ru/media/id/5e8841d901822a01b722bb07/cvetovaia-model-5ecbafd18689093b98384dc3

Некоторые специальные термины

В современных специальных журналах часто используются такие понятия, как треугольник цветности, диаграмма цветности, локус, цветовой охват. В этом разделе мы попытаемся разобраться в сущности и назначении этих терминов на примере RGB-модели (хотя это можно было бы сделать и на базе любой другой цветовой модели).

Начнем рассмотрение этих понятий с принципа образования плоскости единичных цветов. Плоскость единичных цветов (Q) (рис. 3.5) проходит через отложенные на осях координат яркости единичные значения выбранных основных цветов.

Единичным цветом в колориметрии называют цвет, сумма координат которого (или, по-другому, модуль цвета т) равна 1.

Поэтому можно считать, что плоскость Q, пересекающая оси координат в точках Br(R=1,G=0,В=0), Bg(R=0,G=1,В=0) и Bb(R=0,G=0,В=1), является единичным местом точек в пространстве RGB (рис. 3.5).

Рис. 3,5. Плоскость единичных цветов и образование треугольника цветности

Каждой точке плоскости единичных цветов (Q) соответствует след цветового вектора, пронизывающего плоскость в соответствующей точке на расстоянии от центра координат:

m=(R2+G2+B2)0.5=1.

Следовательно, цветность любого излучения может быть представлена на плоскости единственной точкой. Можно себе представить и точку, соответствующую белому цвету (Б). Она образуется путем пересечения ахроматической оси с плоскостью Q (рис. 3.5).

В вершинах треугольника находятся точки основных цветов. Определение точек цветов, получаемых смешением любых трех основных, производится по правилу графического сложения. Поэтому данный треугольник называется треугольником цветности, или диаграммой цветности. Часто в литературе встречается другое название — локус, которое можно интерпретировать как геометрическое место всех цветов, воспроизводимых данным устройством.

В колориметрии для описания цветности нет необходимости прибегать к пространственным представлениям. Достаточно использовать плоскость треугольника цветности (рис. 3.5). В нем положение точки любого цвета может быть задано только двумя координатами. Третью легко найти по двум другим, так как сумма координат цветности (или модуль) всегда равна 1. Поэтому любая пара координат цветности может служить координатами точки в прямоугольной системе координат на плоскости.

Итак, мы выяснили, что цвет графически можно выразить в виде вектора в пространстве или в виде точки, лежащей внутри треугольника цветности.

Источник: http://mini-soft.ru/document/additivnye-cvetovye-modeli

Субтрактивное смешение

В противоположность аддитивному смешению цветов существуют схемы субтрактивного синтеза. Субтрактивное смешение соответствует смешению красок. В этом случае цвет формируется за счёт вычитания определённых цветов из белого света. Тремя типичными базовыми цветами явлются сине-зелёный (Cyan), маджента (Magenta) и жёлтый (Yellow). Модель субтрактивного синтеза CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key color) широко применяется в полиграфии.

Источник: http://wiki2.org/ru/Аддитивное_смешение_цветов

Введение в колориметрию

Особенностями восприятия человеком цвета и его передачей техническими средствами занимается наука колориметрия. Ещё в XVII веке Исаак Ньютон смог разложить белый свет на спектр с помощью призмы, показав, что каждый цвет является суммой множества элементарных цветов. В дальнейшем стало понятно, что, несмотря на непрерывность спектра видимого света, достаточным минимумом являются всего три основных цвета. Дело в том, что нормальное человеческое зрение является трихроматическим — как и у всех высших приматов, образованным тремя типами колбочек (не учитывая малоизученные мезопические условия, когда параллельно в работу включаются и палочки). Большинство млекопитающих обладают двумя типами колбочек (включая кошек и собак), многие виды животных могут похвастаться четырьмя, а у голубя их обнаружено целых пять!

Светочувствительные клетки сетчатки глаза имеют различные кривые чувствительности, являющиеся функциями от длины световой волны. Типы колбочек обозначаются буквами

(от англ. long, medium, short). Примерно так выглядит их нормализованная чувствительность к каждой длине волны:

Было бы естественно использовать в качестве основных цветов уровни возбуждения каждого из типов колбочек, не так ли? Такое цветовое пространство называется

LMS

. Сложность в том, что изображённые выше кривые чувствительности немного различаются у каждого человека даже с нормальным цветовым зрением, не говоря уже о всевозможных аномалиях. Кроме того, как нетрудно увидеть по графикам, не существует такого светового стимула, который бы избирательно возбуждал только один вид колбочек. Это не фильтр Байера на сенсоре цифровой камеры, содержащий одни лишь RGB-ячейки! Любой свет, который улавливает колбочка типа L или S, будет в какой-то степени восприниматься и колбочками типа M. В связи с этим система LMS содержит большое количество невозможных цветов и выглядит несколько избыточной, хотя она незаменима в моделировании нарушений зрения — достаточно приравнять L=M или M=L, чтобы достоверно сымитировать дальтонизм.

В 1931 году экспериментальным путём было создано цветовое пространство

CIE XYZ

, удобным образом умещающее в себе все физически воспроизводимые цвета. CIE — по-французски «международная комиссия по освещению» (commission internationale de l’éclairage). По сей день разработанное ею пространство служит системой отсчёта для любых используемых индустрией цветовых пространств, включая sRGB. Компонента

— это практически воспринимаемая глазом яркость, благодаря чему распространение получило и представление

xyY

, где

(строчными буквами) — не что иное, как величины

по отношению к сумме X+Y+Z, а значит, они не зависят от яркости, лежат в пределах от 0,0 до 1,0 и определяют только сам цвет. Таким образом, мы можем раздельно оперировать яркостью и цветностью, что в ряде случаев очень удобно:

Перед нами диаграмма цветности CIE XYZ. Если обратиться к пространству xyY, то по горизонтали тут как раз отложена координата

, по вертикали

. Диаграмма треугольная, так как x+y не может быть больше единицы, иначе

окажется отрицательным. Можно представить, что мы смотрим на основание треугольной пирамиды (наклонный равносторонний треугольник), а ось z «смотрит» прямо на нас. Но и в пределах этого треугольника значительная часть цветов — мнимая и закрашена в клетку размером 0,05. Нас же интересует фигура, внутри которой лежат все физически реализуемые цвета. Её изогнутая в виде подковы граница — это все монохроматические цвета, начиная от фиолетового и заканчивая красным. Причина именно такой формы в характере зрительного восприятия спектральных цветов.

Нижний отрезок, соединяющий фиолетовый цвет с красным — так называемая линия пурпурного (на моей диаграмме она расположена не совсем точно). Эта линия содержит цвета, не являющиеся монохроматическими, но имеющие при этом максимальную насыщенность. Получить такие цвета трудно: требуется смешивать два монохроматических цвета, стоящих на самых границах видимого спектра, а чувствительность глаза к такому свету очень невелика. По сути, можно лишь асимптотически приближаться к этой линии.

Точками на диаграмме отмечены три основных цвета sRGB и белый цвет, соответствующий цветовой температуре 6500 К (это тоже важно). Все цвета за пределами треугольника основных цветов не могут быть отображены этим пространством и показаны приблизительно. Но пусть вас не смущает огромная область недоступных оттенков бирюзового — визуальная разница между цветами распределена по диаграмме неравномерно и в этой области различия цветов не слишком велики (гуглим эллипсы МакАдама). Кстати, наличие таких неоднородностей в восприятии цветовых нюансов делает особенно сложной задачу точного измерения степени отличия двух цветов в колориметрии. Простой евклидовой метрикой тут уже не обойтись!

Источник: http://habr.com/ru/post/332776/

Цветовая модель CMYK

Наложение реальных типографских красок CMY

CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key или Black), четырёхцветная автотипия — субтрактивная цветовая модель, основанная на цветовой модели CMY, используется в полиграфии для стандартной триадной печати. Она использует голубой, пурпурный и жёлтый цвета в роли основных, а также чёрный цвет. Схема CMYK обладает сравнительно с RGB меньшим цветовым охватом. Печать четырьмя красками, соответствующими CMYK, также называют печатью триадными красками.

Цвет в CMYK зависит не только от спектральных характеристик красителей и от способа их нанесения, но и их количества, характеристик бумаги и других факторов. Фактически, цифры CMYK являются лишь набором аппаратных данных для фотонаборного автомата или CTP и не определяют цвет однозначно.

Модель CMYK работает путем частичной или полной маскировки цветов на более светлом, обычно белом, фоне. Чернила уменьшают свет, который в противном случае отражался бы. Такая модель называется вычитающей, поскольку чернила «вычитают» цвета красного, зеленого и синего из белого света. Белый свет минус красные листья голубого, белый свет минус зеленые листья пурпурный, а белый свет минус синие листья желтые.

В аддитивных цветовых моделях, таких как RGB , белый — это «аддитивная» комбинация всех основных цветных источников света, а черный — отсутствие света. В модели CMYK все наоборот: белый — это естественный цвет бумаги или другого фона, а черный — из полной комбинации цветных чернил. Для экономии затрат на чернила и получения более глубоких черных тонов ненасыщенные и темные цвета создаются с использованием черных чернил вместо сочетания голубого, пурпурного и желтого.

Источник: http://zen.yandex.ru/media/id/5e8841d901822a01b722bb07/cvetovaia-model-5ecbafd18689093b98384dc3

Почему RGB-модель нравится компьютеру?

В графических пакетах цветовая модель RGB используется для создания цветов изображения на экране монитора, основными элементами которого являются три электронных прожектора и экран с нанесенными на него тремя разными люминофорами (рис. 3.6,1). Точно так же, как и зрительные пигменты трех типов колбочек, эти люминофоры имеют разные спектральные характеристики. Но в отличие от глаза они не поглощают, а излучают свет. Один люминофор под действием попадающего на него электронного луча излучает красный цвет, другой — зеленый и третий — синий.

Мельчайший элемент изображения, воспроизводимый компьютером, называется пикселом (pixel от pixture element). При работе с низким разрешением отдельные пикселы не видны. Однако если вы будете рассматривать белый экран включенного монитора через лупу, то увидите, что он состоит из множества отдельных точек красного, зеленого и синего цветов (рис. 3.6, 2), объединенных в RGB-элементы в виде триад основных точек. Цвет каждого из воспроизводимых кинескопом пикселов (RGB-элементов изображения) получается в результате смешивания красного, синего и зеленого цветов входящих в него трех люминофорных точек. При просмотре изображения на экране с некоторого расстояния эти цветовые составляющие RGB-элементов сливаются, создавая иллюзию результирующего цвета.

Рис. 3.6. В основе работы монитора лежит возбуждение с помощью электронного пучка трех типов фосфоров (1); экран монитора состоит из множества триад маленьких точек красного, зеленого и синего цвета, называемых пикселами (2)

Для назначения цвета и яркости точек, формирующих изображение монитора, нужно задать значения интенсивностей для каждой из составляющих RGB-элемента (пиксела). В этом процессе значения интенсивностей используются для управления мощностью трех электронных прожекторов, возбуждающих свечение соответствующего типа люминофора. В то же время число градаций интенсивности определяет цветовое разрешение, или, иначе, глубину цвета, которые характеризуют максимальное количество воспроизводимых цветов. На рис. 3.7 приведена схема формирования 24-битового цвета, обеспечивающая возможность воспроизведения 256х256х256=16,7 млн цветов.

Последние версии профессиональных графических редакторов (таких, как, например, CorelDRAW 9, Corel Photo-Paint 9, Photoshop 5.5) наряду со стандартной 8-битовой глубиной цвета поддерживают 16-битовую глубину цвета, которая позволяет воспроизводить 65 536 оттенков серого.

Рис. 3.7. Каждый из трех цветовых компонентов RGB-триады может принимать одно из 256 дискретных значений — от максимальной интенсивности (255) до нулевой интенсивности, соответствующей черному цвету

На рис. 3.8 приведена иллюстрация получения с помощью аддитивного синтеза шести (из 16,7 млн) цветов. Как уже упоминалось ранее, в случае, когда все три цветовые компоненты имеют максимальную интенсивность, результирующий цвет кажется белым. Если все компоненты имеют нулевую интенсивность, то результирующий цвет — чистый черный.

Рис. 3.8. Иллюстрация формирования 6 из 16,7 млн возможных цветов путем вариации интенсивностей каждой из трех компонентов R, G и В цветовой модели RGB

Источник: http://mini-soft.ru/document/additivnye-cvetovye-modeli

Преобразования между цветовыми пространствами

Напрямую в пространстве XYZ работать сложновато из-за его склонности к появлению «мнимых» цветов, получить которые будет физически невозможно. Пространство XYZ не учитывает и некоторые особенности нашего зрения. К тому же, большое количество мнимых цветов означает, что мы впустую расходуем биты разрядной сетки. Если взглянуть на вышеприведённую цветовую диаграмму, то видно, что значительная часть её занята такими вот невозможными цветами. В теории их можно увидеть, напрямую воздействуя на клетки сетчатки, но это лежит за пределами дисплейных технологий. Но есть хорошая новость: цветовосприятие глаза в широком диапазоне яркостей является линейным, и во всяком линейном цветовом пространстве каждое из значений R, G и B будет являться линейной комбинацией величин X, Y и Z. Таким образом, применив методы линейной алгебры, мы можем переходить из одного пространства в другое при помощи обычных матриц размера 3×3!

Внимание, вопрос: как создать дисплей с цветовым охватом, стремящимся к 100 % от теоретически возможного? Из-за такой сложной формы области доступных глазу цветов, нельзя отобразить все возможные цвета в пространство всего с тремя

физически возможными

основными цветами — на диаграмме оно всегда будет иметь форму треугольника. С мнимыми цветами всё было бы просто, но мнимые цвета — математическая абстракция, их не создашь на экране. По сути, после перехода на монохроматические основные цвета единственный способ дальше расширять цветовой охват устройства — наращивать количество этих самых цветов. Применить более трёх основных цветов для создания гиперспектрального цветового пространства, вплоть до способности каждого отдельного пикселя излучать в полностью произвольном спектре, но таких дисплеев не было создано (так как пока не реализован потенциал даже трёх цветов). Гиперспектральные изображения используют разве что в научных целях для съёмки со спутников, к колориметрии отношения не имеющих.

Относительно удачной попыткой передать все видимые глазу цвета стала модель CIE L*a*b* (модель Hunter Lab без звёздочек имеет существенные отличия и не столь распространена), где пространство XYZ трансформируется нелинейными (содержащими кубические корни) функциями в нечто, отражающее наши субъективные цветовые ощущения по осям

жёлтый-синий

красный-зелёный

. Однако же, для применения в аддитивной цветовой модели пространство обязано быть линейным.

Тут нужно заметить, что фактическое цветовое пространство (профиль) характеризуется не только основными цветами и точкой белого, но также кривой гамма-коррекции (передаточной функцией), специфика которой лежит в области фотометрии. Когда на каждое число отводится всего 8 бит (как в 24-битном цвете), эти биты нужно использовать по максимуму. И основная задача гамма-коррекции — равномерно распределить все 256 возможных градаций по изменению воспринимаемой яркости, чтобы оптимизировать использование разрядной сетки и сделать квантование сигнала не таким заметным. Линейная, фотометрически точная шкала от 0 до 255 будет иметь заметные ступеньки в тёмной области. Что же можно применить в качестве передаточной функции? Главное требование — чтобы функция монотонно возрастала на всём диапазоне входных значений: это сделает её биективной, однозначно ставящей в соответствие одно значение другому, а значит, будет возможно обратное преобразование. Подойдёт обычная степенная функция вида

$V_{text{вых}} = {V_{text{вх}}}^{gamma}$

, где

— и будет показатель гамма-коррекции. А для восстановления исходного числа достаточно всего лишь заменить степень на 1/γ. Из-за наличия передаточной функции используемые на практике цветовые пространства чаще всего нелинейны.

Изначально кривая гаммы ещё и отражала характер отклика люминофора на изменение модулирующего напряжения (ЭЛТ-монитор обладал гаммой 2,2 естественным образом). При этом все операции над цветами должны производиться только в их линейном представлении. Для экономии вычислительных ресурсов в играх и интерфейсах иногда рисуют полупрозрачные поверхности без учёта гамма-кривых (в до-HDR эпоху недалёкого прошлого это было повсеместным явлением), но это приводит к заметно искажённым результатам. Поэтому перед всеми колориметрическими преобразованиями rgb-значения в обязательном порядке возвращают на линейную шкалу.

После этого пространство CIE XYZ служит посредником при преобразованиях между разными цветовыми профилями. Таким образом, перевод цвета из одного пространства RGB в другое выполняется в четыре простых стадии:

Переход из исходного rgb-представления в линейное RGB (gamma expansion)
Переход из линейного RGB в линейное XYZ
Переход из линейного XYZ в новое R’G’B’-пространство
Гамма-коррекция — переход из линейного R’G’B’ в r’g’b’ конечного цветового пространства (gamma compression)

Пользуясь свойствами линейной алгебры, два этапа в середине можно объединить, просто перемножив матрицы. Помимо RGB, существует множество других цветовых моделей, но их нельзя получить из XYZ простым линейным преобразованием.

Источник: http://habr.com/ru/post/332776/

Цилиндрическо-координатные цветовые модели

Существует ряд цветовых моделей, в которых цвета вписываются в конические , цилиндрические или сферические формы, с нейтральными полосами, идущими от черного к белому вдоль центральной оси, и оттенками, соответствующими углам по периметру. Впервые, модели такого типа появляются в 18 веке и продолжают развиваться по современным научным теориям.

Филипп Отто Рунге «Farbenkugel» цветовая сфера, показывающая внешнюю поверхность сферы (сверху два изображения), а также горизонтальные и вертикальные сечения (два нижних изображения).

Многие цветовые модели имеют форму сферы, другие представляют собой искривленные трехмерные эллипсоидные фигуры — эти вариации предназначены для более четкого выражения некоторых аспектов взаимосвязи цветов. Цветовые сферы, задуманные Филиппом Отто Рунге и Йоханнесом Иттеном, являются типичными примерами и прототипами для многих других цветовых сплошных схем.

Цветная сфера Йоханнеса Иттена , 1920

HSL и HSV

RGB

Гамма RGB может быть организована в виде куба. Модель RGB не очень интуитивна для художников, которые привыкли использовать традиционные модели, основанные на оттенках, тенях и тонах. Цветовые модели HSL и HSV были разработаны, чтобы исправить это.

HSL цилиндр

HSL и HSV имеют цилиндрическую геометрию, начинаются с красного основного цвета в 0°, проходящего через зеленый при 120° и синий при 240°, а затем переходящего в красный цвет при 360°.

Цилиндр HSV

Эти модели были полезны не только потому, что они были более интуитивными, чем необработанные значения RGB, но также и потому, что преобразования в RGB и из него были чрезвычайно быстрыми для вычисления: они могли работать в реальном времени на оборудовании 1970-х годов. Следовательно, эти модели и подобные им стали повсеместными в программном обеспечении для редактирования изображений и графики с тех пор.

Цветовая система Манселла

Цветовая сфера Манселла, 1900 год. Позже Манселл обнаружил, что, если оттенок, значение и цветность должны сохраняться в однородном виде, достижимые цвета поверхности не могут быть приведены в правильную форму.

Другая влиятельная более старая цилиндрическая цветовая модель — система Манселла начала 20-го века. Альберт Манселл начал со сферического расположения в своей книге 1905 года «Цветовая нотация», но он хотел правильно разделить цветообразующие атрибуты на отдельные измерения, которые он назвал оттенком , значением и цветностью, и после тщательного измерения воспринимаемых реакций он понял, что никакая симметричная форма не подойдет, поэтому он реорганизовал свою систему в комковатую каплю.

Трехмерное представление ренотаций Манселла 1943 года. Обратите внимание на неправильность формы по сравнению с более ранней цветовой сферой Манселла слева.

Система Манселла стала чрезвычайно популярной, де-факто эталоном для американских стандартов цвета — использовалась не только для определения цвета красок и цветных карандашей, но также, например, электрического провода, пива и цвета почвы, — потому что она была организована на основе измерений восприятия, заданные цвета с помощью легко усваиваемой и систематической тройки чисел, потому что цветные чипы, продаваемые в Книге цветов Манселла, покрывали широкую гамму и оставались стабильными с течением времени (а не выцветали), а также потому, что они эффективно продавались компанией Манселла. Оптическое общество Америки в 1940-х годах произвело обширные измерения и скорректировало расположение цветов Манселла, выпустив набор «ренотаций». Проблема системы Манселла для приложений компьютерной графики заключается в том, что ее цвета задаются не с помощью какого-либо набора простых уравнений, а только с помощью базовых измерений: фактически таблицы поиска . Преобразование RGB — Манселла требует интерполяции между записями этой таблицы и является чрезвычайно дорогим в вычислительном отношении по сравнению с преобразованием из RGB — HSL или RGB — HSV, которое требует только нескольких простых арифметических операций.

Система естественного цвета

Трехмерный рисунок цветовой системы Оствальда . Впервые описано в работе Вильгельма Оствальда (1916).

Шведская система естественных цветов (NCS), широко используемая в Европе, использует аналогичный подход к бикону Оствальда. Поскольку он пытается вписать цвет в твердо знакомую форму, основанную на «феноменологических», а не фотометрических или психологических характеристиках, он страдает некоторыми из тех же недостатков, что и HSL и HSV: в частности, его размерность отличается от воспринимаемой легкости, потому что он вызывает красочный желтый, красный, зеленый и синий в плоскости.

Анимация, показывающая стандартные образцы цвета NCS 1950 в цветовом круге NCS и треугольниках оттенков.

Модель Фрэнка Пройсиля

В 1953 году Фрэнк Пройсиль разработал две геометрические схемы оттенков: «Круг оттенка Прейсила» и «Шестиугольник оттенка Пресюля»

CIELCHuv / CIELCHab

Международная комиссия по освещению (МКО) разработала модель XYZ для описания цвета светового спектра в 1931 году, но его цель состояла в том, чтобы соответствовать визуальной человеческой метамерии, а не быть перцептивно однородной, в геометрической прогрессии. В 1960-х и 1970-х годах были предприняты попытки преобразовать цвета XYZ в более актуальную геометрию под влиянием системы Манселла. Кульминацией этих усилий стали модели CIELUV и CIELAB 1976 года.

Видимая гамма под источником света D65 нанесена на график в цветовых пространствах CIELCH uv и CIELCH ab. Lightness (L) — вертикальная ось; Chroma (C) — радиус цилиндра; Hue/оттенок (H) — это угол по окружности.

Обе модели стали широко использоваться в качестве систем упорядочения цветов и моделей внешнего вида цветов, в том числе в компьютерной графике и компьютерном зрении. Например, отображение гаммы в управлении цветом ICC обычно выполняется в пространстве CIELAB, а Adobe Photoshop включает режим CIELAB для редактирования изображений. Геометрия CIELAB и CIELUV гораздо более важна для восприятия, чем многие другие, такие как RGB, HSL, HSV, YUV/ YIQ/YCbCr или XYZ, но не идеальны для восприятия и, в частности, имеют проблемы с адаптацией к необычным условиям освещения.

Источник: http://zen.yandex.ru/media/id/5e8841d901822a01b722bb07/cvetovaia-model-5ecbafd18689093b98384dc3

См. также

Цветная фотография
Цветовая модель
Субтрактивный синтез

Эта страница в последний раз была отредактирована 31 января 2020 в 10:44.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Источник: http://wiki2.org/ru/Аддитивное_смешение_цветов

О точках белого

Всем нам знакомы установки баланса белого при съёмке фото и видео. От того, каким светом освещён сюжет, напрямую будут зависеть и видимые нами цвета. Но наше восприятие в какой-то степени умеет компенсировать этот эффект, а электронные устройства воспринимают весь свет как есть, вместе с окраской, привнесённой освещением. Всё бы ничего, но после постобработки, повышения контрастности, насыщенности и прочих «улучшений» цвета искажаются, да и при печати сильный сдвиг баланса белого будет смотреться плохо. Объекты будут выглядеть совсем по-разному в свете пламени свечи и голубого неба из-за сильного различия их спектров. Точно так же и все цвета, воспроизводимые на экране монитора, будут зависеть не только от выбора основных цветов, но и от оттенка, который получится у белого цвета после сложения всех трёх цветов, взятых на максимальной яркости. Где-то он может оказаться желтее, где-то явно отдавать голубизной или вообще быть зеленоватым. Это и есть точка белого, которую необходимо учитывать при расчётах. Поэтому точка белого является неотъемлемой характеристикой цветового пространства, хотя её возможно менять простым масштабированием компонент R, G и B.

Оказывается, что свет, имеющий совершенно ровный спектр, то есть все длины волн которого содержат одинаковую энергию (в математике такой спектр называется белым шумом), будет выглядеть не белым, а буровато-розовым по сравнению с привычным нам дневным светом. Дело в том, что в природе существует тепловое излучение абсолютно чёрного тела (АЧТ), и спектр его всегда имеет пик на некоторой длине волны, зависящей от температуры, и плавно спадает в обе стороны. По законам физики чем горячее объект, тем дальше пик его излучения сдвигается к фиолетовой области спектра.

Разумеется, реально существующие тела не поглощают весь свет и не являются абсолютно чёрными, но эта модель успешно применяется с поправкой на произвольный спектр поглощения: где сколько поглощается, там столько и излучается. «Абсолютно белое» тело само излучать ничего не сможет в принципе. Тела комнатной температуры излучают только дальний инфракрасный свет, тело температурой 800 К едва начинает светиться красным, жёлтая нить накаливания раскалена до 2800 К (в спектре всё ещё преобладает инфракрасный), а поверхность Солнца имеет эффективную температуру аж 5778 К и практически белая, так как максимум излучения переместился в видимую область. Гипотетическое тело с бесконечно большой температурой будет гореть голубым:

Человеком было создано множество всевозможных источников света, имеющих самый различный спектр, часто даже визуально совершенно не похожий на излучение АЧТ. Чтобы устранить путаницу, были введены стандартные источники света, которым как витаминам присвоили буквенные обозначения. Так, точка белого

D65

означает, что белый цвет в данном пространстве имеет цветовую температуру 6500 К, что типично для рассеянного дневного света. Это наиболее употребительное на сегодняшний день значение для дисплеев. А вот другие стандартные источники:

Illuminant A

Свет самой обычной лампы накаливания с цветовой температурой 2856 К.

Illuminant B

Это был симулятор прямого солнечного света с цветовой температурой 4874 К. Признан устаревшим с появлением серии D.

Illuminant C

Симулятор дневного света с температурой 6774 К. Также устарел, заменён на D65.

Серия D

Разные виды дневного света. Цифрами обозначается цветовая температура в сотнях кельвинов. Каноничны источники D50, D55, D65 и D75, иногда можно встретить D93.

Illuminant E

E значит equal energy. Тот самый серо-буро-малиновый источник с плоским спектром.

Серия F

От слова fluorescent. Источники от F1 до F12 соответствуют различным флуоресцентным лампам с довольно-таки линейчатым спектром.

Серия L

Ещё не опубликованный список стандартных источников, содержащий полюбившиеся нам светодиоды.

Источник: http://habr.com/ru/post/332776/

CIECAM02

Самая последняя модель CIE, CIECAM02 (CAM расшифровывается как «модель внешнего вида цвета»), является более теоретически и вычислительно сложной, чем более ранние модели. Его целью является устранение некоторых проблем с такими моделями, как CIELAB и CIELUV, а также объяснение не только реакции в тщательно контролируемых экспериментальных средах, но и моделирование цветового оформления реальных сцен. Его размеры J (lightness/яркость), C (chroma/цветность) и h (hue/оттенок) определяют геометрию полярных координат.

Источник: http://zen.yandex.ru/media/id/5e8841d901822a01b722bb07/cvetovaia-model-5ecbafd18689093b98384dc3

sRGB — стандартизированный вариант RGB-цветового пространства

Как вы уже, очевидно, поняли, главный недостаток RGB-модели заключается в ее размытости. Это обусловлено тем, что на практике RGB-модель характеризует цветовое пространство конкретного устройства, например монитора или сканера. Нужен какой-то общий знаменатель.

Тем не менее любое RGB-пространство можно сделать стандартным. Для этого надо

всего лишь однозначно определить его. Например, в Photoshop 5 предлагается целых девять заранее определенных вариантов (три из них приведены на рис. 3.9), важ-ное место среди которых занимает стандартное цветовое пространство для Интернета — sRGB (так называемое standard RGB — стандартное RGB). По инициативе двух фирм — Microsoft и HP — оно стандартизировано и соответствует цветовому пространству типичного монитора VGA низшего класса. Сегодня это пространство является альтернативой системам управления цветом, использующим ICC-профили (подробнее эта технология будет рассмотрена далее в главе 4), предназначенные для описания цветового охвата устройств, которые входят в состав настольных издательских систем. В отличие от последних для пользователя Интернета важны простота и компактность файлов. Вряд ли вам понравится получать по сети двухмегабайтный (и даже двухкилобайтный) профиль с каждой картинкой (хотя спецификация ICC 1:1998-09 позволяет встраивать профили даже в изображения в формате GIF). Идея стандартного RGB-пространства настольно привлекательна, что даже Adobe Systems включила его в состав своих продуктов.Например, Photoshop 5.0 открывает RGB-файлы, не содержащие ICC-профиля, как sRGB.

ВНИМАНИЕ

Хотя sRGB-модель вполне подойдет для создания web-изображений или печати на недорогих струйных принтерах, из-за недостаточно широкого диапазона значений в зеленой и голубой частях спектра она не годится для печати с профессиональным качеством.

Рис. 3.9. Варианты цветовых пространств RGB

На рис. 3.9 представлены следующие варианты цветовых пространств RGB:

· Wide-Gamut RGB (RGB с расширенным диапазоном) — основано на чистых значениях для красного, зеленого и синего цветов, обладает очень широким охватом, который может быть представлен лишь в 48-разрядных файлах изображений;

· Adobe RGB (1998) — основано на одном из стандартов, предложенных для телевидения высокой четкости (High Definition TV, HDTV);

· sRGB (так называемое standard RGB — стандартное RGB) — основано на цветовом диапазоне типичного монитора VGA низшего класса.

Источник: http://mini-soft.ru/document/additivnye-cvetovye-modeli

Модели механизма цветового зрения

Цветовая модель также используется для объяснения механизма цветового зрения: как цветовые сигналы обрабатываются от визуальных конусов до ганглиозных клеток. Выяснилось, что механизмы, ответственные за цветовое противостояние, получают сигналы от трех типов колбочек.

Источник: http://zen.yandex.ru/media/id/5e8841d901822a01b722bb07/cvetovaia-model-5ecbafd18689093b98384dc3