Цветовое зрение. Основы Колориметрии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цветовое зрение. Основы колориметрии



Оглавление

цвет восприятие колориметрия

Введение

Глава 1. Теория цвета

1.1 Понятие цвета

1.2 Цветовое восприятие

1.2.1 Трёхкомпонентная теория цветного зрения

1.2.2 Оппонентная теория цветного зрения

1.2.3 Нелинейная теория цветного зрения

1.2.4 Связь оппонентной и трехкомпонентной теории цветного зрения

1.3 Цветовые характеристики

1.3.1 Насыщенность

1.3.2 Светлота

1.3.3 Цветовой тон

1.3.4 Яркость

1.3.5 Чистота

Глава 2 Цветовые модели и области их применения

2.1 Определение цветовых моделей

2.2 Виды цветовых моделей и области их применения

2.2.1 Аддитивные цветовые модели

2.2.1.1 Законы Грассмана (законы смешения цветов)

2.2.1.2 Цветовая модель RGB

2.2.2 Субтрактивные цветовые модели

2.2.2.1 Цветовая модель CMY

2.2.2.2 Цветовая модель CMYK

2.2.3 Перцепционные цветовые модели

2.2.3.1 Цветовая система CIE XYZ

2.2.3.2 Цветовая система CIE Lab

2.2.3.3 Цветовые системы HSL и HSB

Глава 3. Современные задачи колориметрии

3.1 Цветопередача источников освещения

3.2 Цветовые отличия

3.3 Аппаратно-независимое цветовоспроизведение

Заключение

Список литературы



Введение

С первых дней своей жизни человек привыкает различать окружающие его предметы по их размерам и форме, по весу и объему, но издаваемым ими звукам и запахам, по вкусу и цвету. Можно сказать, что не только каждый отдельный человек, но и все человечество в целом со времен своих человекообразных и еще более древних предков научилось разбираться в окружающей обстановке с помощью осязания и обоняния, слуха, вкуса и зрения. Громадное ускорение роста научных и технических знаний за последние несколько сот лет дало человеку возможность измерять с высокой степенью точности многие свойства предметов в колоссальном диапазоне их изменения. Особенно велики достижения науки в определении расстоянии, масс и промежутков времени. Однако прошло много веков, прежде чем человечество глубже задумалось над возможностью и необходимостью измерять цвет и прежде чем для этого были подобраны простейшие приемы.



Глава 1. Теория цвета

1.1 Понятие цвета

За те годы, что существует наука о цвете, давались многочисленные оценки феномена цвета и цветового видения. Однако все их можно свести к одному простому определению: цвет есть совокупность психофизиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от различных самосветящихся предметов (источников света) либо отраженное от поверхности несамосветящихся предметов, а также (в случае прозрачных сред) прошедшее сквозь них. Таким образом, человек имеет возможность видеть окружающие его предметы и воспринимать их цветными за счет света -- понятия физического мира, но сам цвет уже не является физическим понятием, поскольку это субъективное ощущение, которое рождается в нашем сознании под действием света. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом c окружающими источниками света, а также несветящимися объектами.

1.2 Цветовое восприятие

В основе цветового восприятия лежит свойство света вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Видимая часть спектра светового излучения образована волнами различной длины, которые воспринимаются глазом в виде семи основных цветов, выделяемых в зависимости от длины волны света в три группы.

Концепции, объясняющие способность человека различать цвета, основанные на наблюдаемых фактах, предположениях, их экспериментальной проверке, получили название теорий цветового зрения. Теории нередко имеют предсказательную силу, помогая предсказать дотоле не наблюдаемые эффекты. На сегодняшний день существует несколько современных предположений (теорий) системы цветового восприятия.

1.2.1 Трёхкомпонентная теория цветного зрения

Трёхкомпонентная теория цветного зрения предполагает существование в глазу особых элементов для восприятия красного, зелёного и синего цветов. Восприятие других цветов обусловлено взаимодействием этих элементов. Исходя из спектральных исследований спектров поглощения рецепторов сетчатки, были выявлены несколько максимумов поглощения в видимой области. На основании этого было выдвинуто предположение о наличии трёх типов колбочек S, M и L, анализирующих ограниченные области спектра (каждая колбочка свою область) и по аналогии с смешиванием трёх цветов красок (дающих возможность получить широкую палитру цветов) синтезирующих сигналы на основании которых мозг вызывает ощущение цвета.

Несмотря на то, что эта теория, также известная как Теория Юнга-Гельмгольца, является общепринятой, она объясняет восприятие цвета только на уровне колбочек сетчатки, и не может объяснить все феномены цветоощущения, такие как цветовой контраст, цветовая память, цветовые последовательные образы, константность цвета и др., а также некоторые нарушения цветового зрения.

1.2.2 Оппонентная теория цветного зрения

Оппонентная теория цветного зрения - это попытка развития трёхкомпонентных теорий цветовосприятия. После появления трёхкомпонентной гипотезы почти все исследования были направлены на поиски фактов, подтверждающих её. В поиски включились физиологи, которые разработали тончайшие методы исследования сетчатки; биохимики, проанализировавшие биохимический состав и поведение веществ, содержащихся в рецепторе; биофизики, создавшие различные модели работы глаза; психологи. Увы, далеко не все полученные результаты говорили в её пользу; более того, многие явления явно противоречили ей.

В 1870 году немецкий физиолог Эвальд Геринг сформулировал так называемую оппонентную гипотезу цветового зрения. Он опирался не только на существование пяти психологических ощущений, описанных выше, но также и на тот факт, что они по-видимому, действуют в противоположных парах, одновременно дополняя и исключая друг друга. Суть её заключается в том, что некоторые «разные» цвета образуют при смешении промежуточные, например зелёный и синий, жёлтый и красный. Другие пары промежуточных цветов образовать не могут, зато дают новые цвета, например красный и зелёный. Геринг пришел к выводу, что таких пар цветов три: красный и зелёный, жёлтый и синий, белый и чёрный. Модель Геринга хорошо объяснила «отрицательные» последовательные образы, однако содержала противоречия. Например, сомнение вызвала необходимость в жёлтом рецептор - ведь жёлтый цвет получается смешением сигналов «красного» и «зелёного». Также до сих пор не объяснено, почему противоположные жёлтый и синий дают белый цвет, а противоположные красный и зелёный -- жёлтый. В настоящий момент ни анатомических, ни физиологических доказательств этой гипотезы нет.

1.2.3 Нелинейная теория цветного зрения

В 1975 году появилась нелинейная теория зрения советского ученого С. Ременко, предполагающая наличие в глазе человека только двух типов светочувствительных элементов -- одного типа палочек и всего одного типа колбочек, содержащих в себе пигменты, светочувствительные сразу к нескольким областям спектра, а также нелинейность процессов формирования сигналов цветности. В отличие от предыдущих теорий она объясняет механизмы обработки сигналов рецепторами, поддержание баланса белого цвета и моделирует работу глаза в целом. Однако она пока не получила широкого распространения.

1.2.4 Связь оппонентной и трехкомпонентной теории цветного зрения

Более современный подход к идее оппонентных процессов, обеспечивающих цветовосприятие, изложен в работах Гурвича и Джеймсона. Разделяя идеи трехкомпонентной теории цветовосприятия, они исходили из того, что в сетчатке существуют рецепторы (колбочки) трех типов и что каждому из них соответствует свой пигмент, чувствительной к свету с определенной длиной волны. Однако они пошли дальше Геринга, предположив, что эти рецепторы связаны с тремя парами нейронных оппонентных процессов, протекающих на более высоких уровнях зрительной системы. Как и Геринг, они исходили из существования сине-желтого, красно-зеленого и черно-белого процессов, полагая, что функция последнего скорее заключается в передаче ощущения от интенсивности света, а не цветового тона. В каждой паре нейронных процессов один психологический эффект противоположен другому (т. е. синий антагонистичен желтому, а зеленый -- красному). Например, красно-зеленый оппонентный процесс протекает так, что реакции на зеленый и красный свет -- диаметрально противоположны.

Следовательно, в соответствии с представлениями Гурвича и Джеймсона, информация о длине волны сначала обрабатывается в сетчатке рецепторами трех разных типов -- колбочками, после чего поступает на более высокий уровень зрительной системы, где и протекают три оппонентных процесса. Важно отметить, что, по Гурвичу и Джеймсону, кодирование цвета представляет собой двухстадийный процесс -- оппонентные, свойства являются результатом стимуляции трихроматических рецепторов.



1.3 Цветовые характеристики

Каждый цвет обладает количественно измеряемыми физическими характеристиками.

1.3.1 Насыщенность

В теории цвета насыщенность -- это интенсивность определённого тона, то есть степень визуального отличия хроматического цвета от равного по светлоте ахроматического (серого) цвета. Насыщенный цвет можно назвать сочным, глубоким, менее насыщенный -- приглушённым, приближённым к серому. Полностью ненасыщенный цвет будет оттенком серого. В физическом плане насыщенность цвета определяется характером распределения излучения в спектре видимого света. Наиболее насыщенный цвет образуется при существовании пика излучения на одной длине волны, в то время как более равномерное по спектру излучение будет восприниматься как менее насыщенный цвет.

1.3.2 Светлота

Светлота - визуальная оценка яркости (объекта, например участка изображения), отнесенная к субъективной яркости поверхности, воспринимаемой человеком как белая.

Говоря о светлоте, важно отметить именно относительность восприятия. Если посмотреть на лист бумаги с изображением при свете лампы и при ярком солнечном свете, количество отраженного света от участка изображения будет различаться, однако относительно самого светлого участка поверхности -- незапечатанной бумаги, воспринимаемая яркость будет одной и той же.



1.3.3 Цветовой тон

Цветовой тон (Hue) -- это атрибут зрительного ощущения, благодаря которому область просмотра воспринимается подобной одному из однозначных цветов: красному, желтому, зеленому и синему или комбинации двух из них. Оттенки, сходные с одним и тем же цветом спектра (но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью), принадлежат к одному и тому же тону. При изменении тона, к примеру, синего цвета в зеленую сторону спектра он сменяется голубым, в обратную -- фиолетовым. Иногда изменение цветового тона соотносят с «теплотой» цвета.

Так, красные, оранжевые и жёлтые оттенки, как соответствующие огню и вызывающие соответствующие психофизиологические реакции, называют тёплыми тонами, голубые, синие и фиолетовые, как цвет воды и льда -- холодными. Следует учесть, что восприятие «теплоты» цвета зависит как от субъективных психических и физиологических факторов (индивидуальные предпочтения, состояние наблюдателя, адаптация и др.), так и от объективных (наличие цветового фона и др.). Следует отличать физической характеристику некоторых источников света -- цветовую температуру от субъективного ощущения «теплоты» соответственного цвета. Цвет теплового излучения при повышении температуры проходит по «тёплым оттенкам» от красного через жёлтый к белому, но максимальную цветовую температуру имеет голубой цвет.

1.3.4 Яркость

Одинаково насыщенные оттенки, относимые к одному и тому же цвету спектра, могут отличаться друг от друга степенью яркости. При уменьшении яркости любой цвет постепенно приближается к чёрному (рис 1.4). Следует отметить, что яркость, как и прочие цветовые характеристики реального окрашенного объекта, значительно зависят от субъективных причин, обусловленных психологией восприятия. Так, к примеру синий цвет при соседстве с жёлтым кажется более ярким.

1.3.5 Чистота

Под "чистотой" цвета в цветоведении понимают отсутствие в том или ином цвете примесей других цветов или их оттенков. Не все спектральные цвета являются в этом смысле чистыми, будучи, однако, оптимально насыщенными. Насыщенный, например, спектральный фиолетовый или оранжевый не будут чистыми цветами, ибо в первом случае мы будем иметь смесь синего и красного, во втором - желтого и красного; спектральный желтый, в котором имеется хотя бы незначительный оттенок зеленого или красного, не может рассматриваться как чистый. Чистыми, таким образом, могут быть только три спектральных цвета - красный, синий и желтый. Эти цвета также называют первичными или основными.



Глава 2. Цветовые модели и области их применения

2.1 Определение цветовых моделей

Колориметрия (наука о цвете и его измерении) - сложная и широкомасштабная наука, поэтому в ней время от времени создаются различные цветовые модели, применяемые в той либо иной области. Одной из таких моделей и является цветовой круг.

Многим известно о том, что существует 3 первичные цвета, которые невозможно получить и которые образуют все остальные. Основные цвета - это желтый, красный и синий. При смешивании желтого с красным получается оранжевый, синего с желтым - зеленый, а красного с синим - фиолетовый. Таким образом, можно составить круг, который будет содержать все цвета. Он представлен на рисунке 2.1 и называется большим кругом Освальда. Наряду с кругом Освальда есть еще и круг Гете, в котором основные цвета расположены в углах равностороннего треугольника, а дополнительные - в углах перевернутого треугольника, друг напротив друга расположены контрастные цвета.

Для описания излучаемого и отраженного цвета используются разные математические модели - цветовые модели (цветовое пространство), т.е. - это способ описания цвета с помощью количественных характеристик. Цветовые модели могут быть аппаратно-зависимыми (их пока большинство, RGB и CMYK в их числе) и аппаратно-независимыми (модель Lab).

2.2 Виды цветовых моделей и области их применения

В цветовой модели (пространстве) каждому цвету можно поставить в соответствие строго определенную точку. В этом случае цветовая модель - это просто упрощенное геометрическое представление, основанное на системе координатных осей и принятого масштаба.

По принципу действия перечисленные цветовые модели можно условно разить на три класса:

* аддитивные (RGB), основанные на сложении цветов;

* субтрактивные (CMY, CMYK), основу которых составляет операция вычитания цветов (субтрактивный синтез);

* перцепционные (HSB, HLS, XYZ, LAB), базирующиеся на восприятии.

2.2.1 Аддитивные цветовые модели

Аддитивный цвет получается на основе законов Грассмана путем соединения лучей света разных цветов. В основе этого явления лежит тот факт, что большинство цветов видимого спектра могут быть получены путем смешивания в различных пропорциях трех основных цветовых компонент. Этими компонентами, которые в теории цвета иногда называются первичными цветами, являются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Вlue) цвета. При попарном смешивании первичных цветов образуются вторичные цвета: голубой (Сyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Следует отметить, что первичные и вторичные цвета относятся к базовым цветам.

Базовыми цветами называют цвета, с помощью которых можно получить практически весь спектр видимых цветов.

Для получения новых цветов с помощью аддитивного синтеза можно использовать и различные комбинации из двух основных цветов, варьирование состава которых приводит к изменению результирующего цвета. Таким образом аддитивные цветовые модели (пространства) представляют средства для концептуального и количественного описания цвета.



2.2.1.1 Законы Грассмана (законы смешения цветов)

Трехмерная система координат образует цветовое пространство, в котором цвет можно представить в виде точки с тремя координатами. Для оперирования цветом в трехмерном пространстве Т. Грассман вывел три закона (1853г):

1. Любой цвет однозначно выражается тремя, если они линейно независимы. Линейная независимость заключается в том, что ни один из этих трех цветов нельзя получить сложением двух остальных.

Первый закон можно трактовать и в более широком смысле, а именно в смысле трехмерности цвета. Необязательно для описания цвета применять смесь других цветов, можно использовать и другие величины - но их обязательно должно быть три.

2. При непрерывном изменении излучения цвет смеси также меняется непрерывно. Не существует такого цвета, к которому нельзя было бы подобрать бесконечно близкий.

3. Цвет смеси излучений зависит только от их цвета, а не от спектрального состава. Следствием является аддитивность цветовых уравнений: если цвета смешиваемых излучений описаны цветовыми уравнениями, то цвет смеси выражается суммой цветовых уравнений.

2.2.1.2 Цветовая модель RGB

Это одна из наиболее распространенных и часто используемых моделей. Она применяется в приборах, излучающих свет, таких, например, как мониторы, прожекторы, фильтры и другие подобные устройства.

Данная цветовая модель базируется на трех основных цветах: Red - красном, Green - зеленом и Blue - синем. в системе RGB за основные стимулы приняты три монохроматических излучения с длинами волн: ?R = 700 нм, ?G = 546,1 нм, ?B = 435 нм. Базисный стимул - белый равноэнергетический цвет, который получается, если сложить по одной единице основных цветов R, G и В.

Яркость каждого базового цвета может принимать значения от 0 до 255 (256 значений), таким образом, модель позволяет кодировать 2563 или около 16,7 млн цветов. Эти тройки базовых точек (светящиеся точки) расположены очень близко друг к другу, так что каждая тройка сливается для нас в большую точку определенного цвета. Чем ярче цветная точка (красная, зеленая, синяя), тем большее количество этого цвета добавится к результирующей (тройной) точке.

Значения некоторых цветов в модели RGB

Цвет| R| G| B|

Красный (red)| 255| 0| 0|

Зеленый (green)| 0| 255| 0|

Синий (blue)| 0| 0| 255|

Фуксин (magenta)| 255| 0| 255|

Голубой (cyan)| 0| 255| 255|

Желтый (yellow)| 255| 255| 0|

Белый (white)| 255| 255| 255|

Черный (black)| 0| 0| 0|

Данная цветовая модель считается аддитивной, то есть при увеличении яркости отдельных составляющих будет увеличиваться и яркость результирующего цвета: если смешать все три цвета с максимальной интенсивностью, то результатом будет белый цвет; напротив, при отсутствии всех цветов получается черный.

Модель является аппаратно-зависимой, так как значения базовых цветов (а также точка белого) определяются качеством примененного в мониторе люминофора. В результате на разных мониторах одно и то же изображение выглядит неодинаково.

Система координат RGB - куб с началом отсчета (0,0,0), соответствующим черному цвету. Максимальное значение RGB - (1,1,1) соответствует белому цвету.

2.2.2 Субтрактивные цветовые модели

Субтрактивные цвета в отличие от аддитивных цветов (той же RGB-модели) получаются вычитанием вторичных цветов из общего луча света. В этой системе белый цвет появляется как результат отсутствия всех цветов, тогда как их присут­ствие дает черный цвет.

2.2.2.1 Цветовая модель CMY

В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цветов основных аддитивных цветов модели RGB.

Цвета, использующие белый свет, вычитая из него определенные участки спектра называются субтрактивными. Основные цвета этой модели: голубой (белый минус красный), фуксин (в некоторых книгах его называют пурпурным) (белый минус зеленый) и желтый (белый минус синий). Эти цвета являются полиграфической триадой и могут быть легко воспроизведены полиграфическими машинами. При смешение двух субтрактивных цветов результат затемняется (а в модели RGB - наоборот). При нулевом значении всех компонент образуется белый цвет (белая бумага). Эта модель представляет отраженный цвет, и ее называют моделью субтрактивных основных цветов. Данная модель является основной для полиграфии и также является аппаратно-зависимой.

Система координат CMY - тот же куб, что и для RGB, но с началом отсчета в точке с RGB координатами (1,1,1), соответствующей белому цвету.



2.2.2.2 Цветовая модель CMYK

Это еще одна из наиболее часто используемых цветовых моделей, нашедших широкое применение. Она, как и CMY, является субтрактивной моделью.

Модель CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Key, Key означает черный цвет) - является дальнейшим улучшением модели CMY и уже четырехканальна. Поскольку реальные типографские краски имеют примеси, их цвет не совпадает в точности с теоретически рассчитанным голубым, желтым и пурпурным цветами. Особенно трудно получить из этих красок черный цвет. Поэтому в модели CMYK к триаде добавляют черный цвет. Почему-то в названии цветовой модели черный цвет зашифрован как K (от слова Key - ключ). Модель CMYK является «эмпирической», в отличие от теоретических моделей CMY и RGB. Модель является аппаратно-зависимой.

Основные цвета в субтрактивной модели отличаются от цветов аддитивной. Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый. Так как при смешении всех вышеперечисленных цветов идеального черного не получится, то вводится еще один дополнительный цвет - черный, который позволяет добиваться большей глубины и используется при печати прочих черных (как, например, обычный текст) объектов.

Модель CMYK - это субтрактивная цветовая модель, которая описывает реальные красители, используемые в полиграфическом производстве.

2.2.3 Перцепционные цветовые модели

Модель RGB и модель CMYK являются аппаратно-зависимыми, поэтому неудивительно, что в конце концов встала задача описания цветов, не зависящего от аппаратуры, на которой эти цвета получены. К сожалению, дать полностью объективное определение цвета не представляется возможным. Цвет - это воспринимаемая характеристика, зависящая от наблюдателя и окружающих условий. Даже у одного человека зрительная реакция на цвет меняется с возрастом. Если восприятие цвета зависит от наблюдателя и условий наблюдения, то, по крайней мере, можно стандартизировать эти условия. Именно таким путем пошли ученые из CIE (фр. “Commission Internationale de l'Eclairage” - «Международная Комиссия по Освещению»). В 1931 г. они стандартизировали условия наблюдения цветов и исследовали восприятие цвета у большой группы людей и составили таким образом цветовую модель, основанную на восприятии человеком определенного цвета (англ. “perception” - «восприятие»). Новая система получила название XYZ.

2.2.3.1 Цветовая система CIE XYZ

CIE XYZ -- линейная 3-компонентная цветовая модель основных цветов RGB, получена на результатах измерения характеристик человеческого глаза. Существующая точка зрения утверждает, что цветовое зрение человека и всех обитателей земли, имеющих зрительную систему, приспособлено и обусловлено наличием трёх видов световоспринимающих рецепторов на сетчатке глаза, максимумы спектральной чувствительности которых локализованы в области ~420, ~534 и ~570 нм, что соответствует синему, жёлто-зелёному и жёлто-красному (оранжевому) цветам. При этом эти цвета являются базовыми, все остальные тона воспринимаются как их смешение в определённой пропорции. Например, чтобы получить ощущение «спектрального цвета» при исследовании воздействия его на сетчатку глаза, совсем необязательно воспроизводить его точную длину волны, -- достаточно создать такой спектр излучения, который возбуждает рецепторы глаза сходным образом.

Комитет CIE провёл множество экспериментов с огромным количеством людей, предлагая им сравнивать различные цвета, а затем с помощью совокупных данных этих экспериментов построил так называемые функции соответствия цветов (color-matching functions) и универсальное цветовое пространство (universal color space), в котором был представлен диапазон видимых цветов, характерный для среднестатистического человека.

Функции соответствия цветов -- это значения каждой первичной составляющей света -- красной, зелёной и синей, которые должны присутствовать, чтобы человек (и животный мир) со средним зрением мог воспринимать все цвета видимого спектра. Этим трём первичным составляющим были поставлены в соответствие координаты X, Y, Z.

Основное свойство, присущее этой системе -- положительная определённость -- любой физически существующий (ощутимый человеком) цвет представляется в системе XYZ только положительными величинами. С другой стороны, не всем точкам в пространстве XYZ соответствуют реальные цвета в силу неортогональности функций соответствия цветов.

2.2.3.2 Цветовая система CIE Lab

При разработке Lab преследовалась цель создания цветового пространства, где изменения цвета выражается более линейным с точки зрения человеческого восприятия (по сравнению с XYZ), чтобы одинаковое изменение значений координат цвета (градиент приращений) в разных областях цветового пространства производило пропорциональное ощущение изменения цвета. Математически же, чтобы корректировалась нелинейность восприятия цвета человеком.

Построение цветов здесь базируется на слиянии трех каналов - яркости (L), и хроматических компонентов (a и b). Компонент а изменяется от зеленого до красного, а b - от синего до желтого.

2.2.3.3 Цветовые системы HSL и HSB

HSL (англ. Hue, Saturation, Lightness -- тон, насыщенность, светлота) и HSB (англ. Hue, Saturation, Brightness -- оттенок, насыщенность, яркость, также встречается запись «HSV» (Value)) - основанные на трехкоординатном методе записи цвета цветовые модели, перестраивающие координаты RGB в цилиндрические.

Система оказалась более удобной, нежели представление в декартовой системе координат XYZ.

* Hue -- цветовой тон. Варьируется в пределах 0--360°, однако иногда приводится к диапазону 0--100 или 0--1.

* Saturation -- насыщенность. Варьируется в пределах 0--100 или 0--1.

* Lightness -- светлота (яркость)/Brightness (яркость) Также задаётся в пределах 0--100 и 0--1.

Часто художники предпочитают использовать HSB или HLS вместо других моделей, таких как RGB и CMYK, потому что они считают, что устройство HSB ближе к человеческому восприятию цветов. RGB и CMYK определяют цвет как комбинацию основных цветов (красного, зелёного и синего или жёлтого, розового, голубого и чёрного соответственно), в то время как компоненты цвета в HSB отображают информацию о цвете в более привычной человеку форме.



Глава 3. Современные задачи колориметрии

Было бы весьма странным, если бы результаты усилий, затраченных на создание, развитие и совершенствование моделей цветового восприятия, не находили своего практического применения, оставаясь лишь плодами академического любопытства в сфере изучения феноменов цветового зрения. Нельзя не отметить, что в последние годы в развитии техники и технологии произошел серьезный скачок, подтолкнувший ученых к дальнейшим исследованиям физиологии цветового восприятия и к созданию его моделей.

3.1 Цветопередача источников освещения

Цветопередача -- термин, относящийся к влиянию различных источников освещения на цветовое восприятие объектов или, как еще говорят, к «передаче» цвета объектов. К примеру: два источника могут иметь почти одну и ту же цветность, но первый источник -- это источник естественного белого дневного света, а другой -- флуоресцентный двухлюминофорный светильник, в котором узкоспектральные потоки смешиваются для получения почти такого же белого. Несмотря на то, что цветовое ощущение, вызываемое обоими источниками, практически одинаково, результат цветового восприятия освещенных ими объектов будет принципиально разным. Учет данного явления весьма важен при устройстве искусственного освещения, а также при выборе источников для различных помещений.

Традиционно для расчетов цветопередачи источников освещения используется система CIE Lab. Использование более полной модели цветового восприятия станет целесообразным, когда появится теоретически более сложный и обоснованный метод спецификации цветопередачи при больших отличиях в цвете источника и/или уровне его яркости.



3.2 Цветовые отличия

Измерение цветовых отличий востребовано в очень многих отраслях промышленности. Оно требуется для установки цветовых допусков на разного рода продукцию, и, в частности, на окрашенные материалы всех видов. Для расчетов в данной отрасли также используется CIE Lab.

3.3 Аппаратно-независимое цветовоспроизведение

Концепция аппаратно-независимого цветовоспроизведения состоит в обеспечении системы полной цветовой информацией об изображении, позволяющей, в случае необходимости, описать данные изображения в показателях, которые не относятся к какому-либо специфическому устройству.

Одна из проблем, встречающихся на данном пути, состоит в том, что разные устройства визуализации воспроизводят неодинаковые наборы цветовых стимулов, то есть, мы говорим, что цветовой охват (color gamut) устройств различен.

В иных ситуациях цветовой охват репродукции могут ограничить сами условия просмотра, к примеру: фотоотпечатки уличных сюжетов часто рассматривают при искусственном освещении, то есть, при существенно меньших уровнях освещенности, чем у оригинальной сцены. При низких уровнях освещенности невозможно получить требуемые (т.е. как у оригинальной сцены) диапазон фотометрических яркостей и хроматический контраст оригинальной сцены. Таким образом, заказчикам фотографий нужно, чтобы физический контраст отпечатков был повышен, то есть компенсировал изменение в условиях просмотра.



Заключение

Цвет - чрезвычайно сложная проблема, как для физики, так и для физиологии, т.к. он имеет как психофизиологическую, так и физическую природу. Восприятие цвета зависит от физических свойств света, т. е. электромагнитной энергии, от его взаимодействия с физическими веществами, а также от их интерпретации зрительной системой человека. Другими словами, цвет предмета зависит не только от самого предмета, но также и от источника света, освещающего предмет, и от системы человеческого видения. Несмотря на значительные усилия разработчиков, универсальная теория, дающая полное объяснение феномену цвета в различных его проявлениях, еще не построена.

Перед колориметрией стоит широчайший спектр задач, для решения которых используются самые разные цветовые модели и создание универсальной модели не только маловероятно, но и представляется практически невозможным на данном этапе наших знаний о цвете.



Список литературы

1. Кириллов Е.А. Цветоведение: Учеб. пособие для вузов. - М.: Легпромбытиздат, 1987. - 128 с.

2. Марк Д. Фершильд. Модели цветового восприятия (второе издание): Пер. с англ. А Шадрина, 2006 г. - 437 с.

3. Агостон Ж. Теория цвета и ее применение в искусстве и дизайне: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - 184 с.

4. Домасев М.В., Гнатюк С.П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. - СПб.: Питер, 2009. - 224 с.

5. Луизов А.В. Глаз и свет. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. - 144 с.

6. Гуревич М.М. Цвет и его измерение М.-Л.: Издательство Академии Наук СССР, 1950 - 267 с.

7. Луизов А.В Цвет и свет. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 144 с.

8. ru.wikipedia.org - Википедия, свободная энциклопедия

9. ru.science.wikia.com - Викинаука, свободная научная энциклопедия

Размещено на Allbest.ru