Системы управления цветом. Лекция 3. Восприятие цвета

1. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЦВЕТОМ

Харьковский национальный
университет радиоэлектроники
Кафедра «Медиасистемы и технологии»
СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ
ЦВЕТОМ
Лекция 3
Восприятие цвета
cт.преп. Чеботарева Ирина Борисовна

2. Системы управления цветом

План:
Колориметрия
Равномерные цветовые пространства и
формулы
разницы цветов
Пороговая чувствительность восприятия цвета
Теории цветового зрения
Литература:
ЛК 4
Кулишова, Н. Е. Поддержка стабильности цвета в открытых полиграфических
системах [Текст] : монография / Н. Е. Кулишова, И. Б. Чеботарева, В. Ф.
Ткаченко, Н. С. Гурьева. – Х. : ООО «Типография Мадрид», 2013. – 192 с.
Домасев М.В., Гнатюк С.П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и
измерения. – СПб.: Питер, 2009. 224 с., ил.
Шашлов Б.А. Цвет и цветовоспроизведение. Изд. 2-е, доп.: Учебник. – М.: МГАП
«Мир книги», 1995. – 316 с.
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
2

3. Системы управления цветом

Колориметрия
В основе любой колориметрической системы находятся
цветности цветов трех линейно независимых цветов,
их называют основными излучениями
Цвет видимого спектра f может быть описан в терминах
основных излучений как произведение
T
где
А
A f
- матрица основных излучений, которая соответствует некоторому
базовому набору P.
Для согласования разных измерений необходимо
определить стандартный набор основных
излучений.
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
3

4. Системы управления цветом

Стандартный колориметрический наблюдатель
описывается с помощью двух разных, но
эквивалентных наборов основных излучений
(согласно стандарту CIE).
CIERGB
и
CIEXYZ
Координаты цветности выражаются через цветовые координаты некоторого
цветового векторного пространства.
Это векторное пространство определяется кривыми
сложения.
Кривые сложения – графики функций распределения по спектру удельных
координат монохроматических излучений, имеющих мощность, равную 1 Вт.
Они дают возможность, измерив мощность излучения Pλ при
определенном значении длины волны, вычислить координаты цвета
спектральной составляющей измеряемого цвета.
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
4

5. Системы управления цветом

ЛК 4
Набор кривых
сложения CIERGB
Набор кривых
сложения CIEXYZ
r , g , b
x , y , z
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
5

6. Системы управления цветом

Координаты цвета измеряемого излучения вычисляются
по формулам:
N
x P i xi
N
y P i yi
i 1
i 1
N
z P i z i
i 1
где: m – число выделенных участков спектра;
i – номер участка;
Pi – суммарная мощность излучения на i-участке спектра;
xi, yi, zi – средние значения координат кривых сложения на i-участке диапазона.
Вместо абсолютной яркости вводится нормированная
относительная величина.
100
k
L y
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
6

7. Системы управления цветом

Координаты цвета отраженного светового потока
вычисляются по формулам:
N
x k P i i xi
i 1
N
y k P i i yi
i 1
N
z k P i i z i
i 1
где: і – коэффициент отражения.
В матричном виде трехкомпонентные значения цвета
(CIE XYZ) .
t T Lr A TLr
где: А
- матрица кривых сложения CIE XYZ;
L - диагональная матрица освещения, и AL = LA
r – вектор спектральных отражений
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
7

8. Системы управления цветом

Координаты цвета отраженного светового потока
вычисляются по формулам:
N
x P i xi
N
y P i yi
i 1
i 1
N
z P i z i
i 1
где: m – число выделенных участков спектра;
i – номер участка;
Pi – суммарная мощность излучения на i-участке спектра;
xi, yi, zi – средние значения координат кривых сложения на i-участке диапазона.
Вместо абсолютной яркости вводится нормированная
относительная величина.
100
k
L y
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
8

9. Системы управления цветом

Равномерные цветовые пространства
Пространство CIE Luv
Значения координат CIELuv
вычисляются на основе
трехкомпонентных значений
CIEXYZ:
Y
L 116 f
Yn
16
u 13L u un
v 13L v vn
ЛК 4
где
1
x 3
x 0.008856
f x
7.787 x 16 x 0.008856
116
u
4X
X 15Y 3Z
un
4Xn
9Yn
vn
X n 15Yn 3Z n
X n 15Yn 3Z n
X n , Yn , Z n
v
9Y
X 15Y 3Z
- цветовые координаты белой точки.
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
9

10. Системы управления цветом

Пространство CIE Lab
Координата L соответствует координате L пространства CIE Luv.
Преобразование координат a и b определяется формулами:
где f
ЛК 4
a 500
X
f
Xn
Y
f
Y
n
b 200
Y
f
Yn
Z
f
Zn
, X n , Yn , Zn - определены на предыдущем слайде.
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
10

11. Системы управления цветом

Формулы цветового различия
Eab
a1 a2 b1 b2 L1 L2
2
2
E2
a0 aR
E3
2
a b L
2
2
2
b0 bR k1 L0 LR
2
2
H0 H R 2 k2 S0 SR 2 k1 L0 LR 2
E4 S
ЛК 4
2
2
H0 H R
2
k2 S0 S R k1 L0 LR
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
2
2
11

12. Системы управления цветом

Формулы цветового различия
E5
1
S 2 H 0 H R k2 S0 S R k1 L0 LR
2
L
2
2
2
L Cab H ab
E91
k L S L kC SC k H S H
2
2
L C H
E2000
kL S L kС SС kН S Н
2
2
2
C H
RТ
kС SС kН S Н
Все приведенные формулы вычисления величины цветового различия
предназначены для определения величины искажения цвета по основным
цветам изображения
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
12
,

13. Системы управления цветом

Теории цветового зрения
Трихроматическая теория
Три вида рецепторов формируют три изображения, которые
передаются в мозг, где соотношения сигналов сравниваются,
на основании чего и возникает цветовое ощущение
Оппонентная теория
Три типа рецепторов работают по принципу биполярного отклика
в противоположных (оппонентных) терминах
«светлый-темный», «красный-зеленый», «желтый-синий»
Ни одна из них не способна дать полностью объяснить все
феномены цветового зрения
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
13

14. Системы управления цветом

Зонная теория
Объединяет
трихроматическую и
оппонентную теории.
Предполагает, что
существует две отдельные
последовательные зоны
зрительной системы, в
которых действуют эти
теории:
1 - сетчаточный механизм
восприятия цвета –
трихроматический,
2 - оппонентно-цветовое
кодирование применяется
при передаче откликов
сетчатки по нервным цепям
к мозгу
ЛК 4
Восприятие цвета. Колориметрия.
Теории цветового зрения
14