Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Ко́лірна модель — абстрактна модель опису представлення кольорів у вигляді кортежів (наборів) чисел, зазвичай з трьох або чотирьох значень, званих колірними компонентами або колірними координатами. Разом з методом інтерпретації цих даних (наприклад, визначення умов відтворення та / або перегляду — тобто завдання способу реалізації), множина кольорів колірної моделі визначає колірний простір.
Також під колірною моделлю необхідно розуміти спосіб відображення колірної гами в дискретному вигляді, для представлення її в обчислювальних, цифрових системах.
Трикомпонентний колірний простір стимулів
Можна визначити колірний простір стимулів як лінійний простір, якщо задати координати x, y, z як значення стимулів, відповідних відгуку колб довгохвильового (L), середньохвильового (M) і короткохвильового (S) діапазону оптичного спектра. Початок координат (S, M, L) = (0, 0, 0) представлятиме чорний колір. Білий колір не матиме чіткої позиції в даному визначенні діаграми всіляких кольорів, а буде визначатися, наприклад, через колірну температуру, певний баланс білого або яким-небудь іншим способом. Повний колірний простір людини має вигляд конуса у формі підкови. Принципово дане подання дозволяє моделювати колір будь-якої інтенсивності — починаючи з нуля (чорного кольору) до нескінченності. Однак, на практиці, людські рецептори перенасичуються або навіть можуть бути пошкоджені випромінюванням екстремальної інтенсивності, тому дана модель не застосовна для опису кольору в умовах надзвичайно високих інтенсивностей випромінювань і також не розглядає опис кольору в умовах дуже низьких інтенсивностей (оскільки у людини використовується інший механізм сприйняття через палички).
Будучи лінійним простором, простір колірних стимулів має властивість адитивного змішування — сума двох колірних векторів буде відповідати кольору, рівному отриманому змішанням цих двох кольорів (див. також: Закон Грассмана). Таким чином, можна описувати будь-які кольори (вектора колірного простору) через лінійну комбінацію кольорів, обраних як базис. Такі кольори називають основними (англ. primary colors). Найчастіше основними кольорами вибирають червоний, зелений і синій (модель RGB), проте можливі інші варіанти базису основних кольорів. Вибір червоного, зеленого і синього оптимальний з кількох причин, наприклад, бо при цьому мінімізується кількість точок колірного простору, для представлення яких використовуються негативні координати, що має практичне значення для передання кольору (не можна відтворювати колір випромінюванням з негативною інтенсивністю). Цей факт випливає з того, що піки чутливостей L, M і S колб припадають на червону, зелену і синю частини видимого спектра.
Деякі колірні моделі використовуються для відображення кольору, наприклад відтворення кольору на екранах телевізорів і комп'ютерів, або кольорового друку на принтерах. Використовуючи явище метамерії, пристрої передачі кольору не відтворюють оригінальний спектр зображення, а лише імітують стимульну складову цього спектра, що в ідеалі дозволяє отримати картину, яка не відрізняється людиною від оригінальної сцени. На практиці таке, як правило, неможливо, оскільки пристрої відтворення працюють не в повній гамі і мають неідеальні випромінювачі.
Колірний простір CIE XYZ
Людина є трихроматом — сітківка очей має 3 види рецепторів світла, відповідальних за колірний зір. Кожен вид колбочок реагує на певний діапазон видимого спектра. Відгук, що викликається в колбочці світлом певного спектра, називається колірним стимулом, при цьому світло з різними спектрами може мати один і той же колірний стимул і, таким чином, сприйматися людиною однаково. Це явище називається метамерією — два випромінювання з різними спектрами, але однаковими колірними стимулами, не будуть розрізнятися людиною.
Колірний простір XYZ — це еталонна колірна модель, задана в строгому математичному сенсі організацією CIE (International Commission on Illumination — Міжнародна комісія з освітлення) в 1931 році. Модель XYZ є майстер-моделлю практично всіх колірних моделей, що використовуються в технічних галузях.
Функції колірної відповідності
Будучи трихроматом, людина має три типи світлочутливих рецепторів, або, іншими словами, зір людини Трикомпонентний. Кожен тип детекторів (колб) розрізняє чутливість за різними довжинами хвиль спектра, що описуються функцією спектральної чутливості (яка безпосередньо визначається видом конкретних молекул фотопсінів, використовуваних даним типом колб). Можна сказати, що око, як детектор, видає три види сигналу (нервові імпульси). З математичної точки зору, зі спектра описуваного нескінченновимірним вектором, шляхом множення на функції спектральної чутливості колбочок, виходить трикомпонентний вектор, що описує детектований оком колір. У колориметрії дані функції прийнято називати функціями колірної відповідності (англ. color matching functions).
Експерименти, проведені Девідом Райтом (англ. David Wright) і Джоном Гілдом (англ. John Guild) наприкінці 1920-х і на початку 1930-х років, стали основою для визначення функцій колірної відповідності. Спочатку функції колірної відповідності були визначені для 2-градусного поля зору (використовувався відповідний колориметр). У 1964 році комітет CIE опублікував додаткові дані для 10-градусного поля зору.
При цьому у визначенні кривих моделі XYZ закладений фактор свавілля — форма кожної кривої може бути виміряна з достатньою точністю, проте крива сумарної інтенсивності (або сума всіх трьох кривих) укладає в своєму визначенні суб'єктивний момент, при якому реципієнта просять визначити, чи мають два джерела світла однакову яскравість, навіть, якщо ці джерела абсолютно різного кольору. Також, є довільність відносного нормування кривих X, Y і Z, оскільки можна запропонувати альтернативну працюючу модель, в якій крива чутливості X має дворазово посилену амплітуду. При цьому колірний простір буде мати іншу форму. Криві X, Y і Z в моделі CIE XYZ 1931 і 1964 були обрані таким чином, щоб площі поверхні під кожною кривою були рівні між собою.
Хроматичні координати Yxy
На малюнку справа представлена класична хроматична діаграма моделі XYZ з довжинами хвиль кольорів. Значення x і y в ній відповідають X, Y і Z згідно з такими формулами:
- x = X/(X + Y + Z),
- y = Y/(X + Y + Z).
У математичному сенсі дану хроматичну діаграму можна представити як підобласть дійсної проективної площини, при цьому x і y будуть проективними координатами кольорів. Дане подання дозволяє задавати значення кольору через світність Y (англ. luminance) і дві координати x, y. Однак світність Y в моделі XYZ і Yxy — це не те ж саме, що яскравість Y в моделі YUV або YCbCr.
Зазвичай діаграма Yxy використовується для ілюстрації характеристик гамутів різних пристроїв відтворення кольору — дисплеїв і принтерів. Конкретний гамут зазвичай має вигляд трикутника, кути якого утворені точками основних, або первинних, кольорів. Внутрішня область гамута описує всі кольори, які здатний відтворити даний пристрій.
Особливості колірного зору
Значення X, Y і Z виходять шляхом множення фізичного спектра випромінювання на функції колірної відповідності. Синя і червона частини спектра здійснюють менший вплив на сприйняту яскравість, що може бути продемонстровано на прикладі:
| red ЧЕРВОНИЙ | green ЗЕЛЕНИЙ | blue СИНІЙ | yellow ЧЕРВОНИЙ +ЗЕЛЕНИЙ | aqua/cyan ЗЕЛЕНИЙ +СИНІЙ | fuchsia/magenta ЧЕРВОНИЙ +СИНІЙ | black ЧОРНИЙ | white ЧЕРВОНИЙ +ЗЕЛЕНИЙ +СИНІЙ |
Для середньостатистичної людини, що має нормальний колірний зір, зелений буде сприйматися яскравіше ніж синій. Мабуть, це зумовлено еволюційними причинами розвитку зорової системи — в спектрі Сонця більш за все «зеленого» кольору. У той же час, хоча чистий синій колір сприймається як дуже неяскравий (якщо розглядати напис синього кольору з великої відстані, то його колір буде важко відрізнити від чорного), в суміші з зеленим або червоним сприйнята яскравість значно підвищується.
При певних формах дальтонізму, зелений колір може сприйматися еквівалентно-яскравим синьому, а червоний як дуже темний, або взагалі як нерозрізнений. Люди з дихромією — порушенням сприйняття червоного, наприклад, не здатні бачити червоний сигнал світлофора при яскравому сонячному денному світлі. При дейтеранопії — порушенні сприйняття зеленого, в нічних умовах зелений сигнал світлофора стає не відрізнимим від світла вуличних ліхтарів.
Класифікація
Колірні моделі можна класифікувати за їх цільовою спрямованістю:
- XYZ — опис сприйняття; LAB | L * a * b * — той же простір в інших координатах.
- Адитивні моделі — рецепти одержання кольору на моніторі (наприклад, RGB).
- Поліграфічні моделі — отримання кольору при використанні різних систем фарб та поліграфічного обладнання (наприклад, CMYK).
- Моделі, не пов'язані з фізикою обладнання, які є стандартом передачі інформації.
- Математичні моделі, корисні для будь-яких способів корекції кольору, але не пов'язані з обладнанням, наприклад HSV.
Основні колірні моделі
Примітки
- . Архів оригіналу за 3 червня 2005. Процитовано 30 листопада 2014.
- William David Wright. A re-determination of the trichromatic coefficients of the spectral colours.
- John Guild. The colorimetric properties of the spectrum.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ko lirna model abstraktna model opisu predstavlennya koloriv u viglyadi kortezhiv naboriv chisel zazvichaj z troh abo chotiroh znachen zvanih kolirnimi komponentami abo kolirnimi koordinatami Razom z metodom interpretaciyi cih danih napriklad viznachennya umov vidtvorennya ta abo pereglyadu tobto zavdannya sposobu realizaciyi mnozhina koloriv kolirnoyi modeli viznachaye kolirnij prostir Takozh pid kolirnoyu modellyu neobhidno rozumiti sposib vidobrazhennya kolirnoyi gami v diskretnomu viglyadi dlya predstavlennya yiyi v obchislyuvalnih cifrovih sistemah Trikomponentnij kolirnij prostir stimulivTrivimirne predstavlennya kolirnogo prostoru lyudini Mozhna viznachiti kolirnij prostir stimuliv yak linijnij prostir yaksho zadati koordinati x y z yak znachennya stimuliv vidpovidnih vidguku kolb dovgohvilovogo L serednohvilovogo M i korotkohvilovogo S diapazonu optichnogo spektra Pochatok koordinat S M L 0 0 0 predstavlyatime chornij kolir Bilij kolir ne matime chitkoyi poziciyi v danomu viznachenni diagrami vsilyakih koloriv a bude viznachatisya napriklad cherez kolirnu temperaturu pevnij balans bilogo abo yakim nebud inshim sposobom Povnij kolirnij prostir lyudini maye viglyad konusa u formi pidkovi Principovo dane podannya dozvolyaye modelyuvati kolir bud yakoyi intensivnosti pochinayuchi z nulya chornogo koloru do neskinchennosti Odnak na praktici lyudski receptori perenasichuyutsya abo navit mozhut buti poshkodzheni viprominyuvannyam ekstremalnoyi intensivnosti tomu dana model ne zastosovna dlya opisu koloru v umovah nadzvichajno visokih intensivnostej viprominyuvan i takozh ne rozglyadaye opis koloru v umovah duzhe nizkih intensivnostej oskilki u lyudini vikoristovuyetsya inshij mehanizm sprijnyattya cherez palichki Buduchi linijnim prostorom prostir kolirnih stimuliv maye vlastivist aditivnogo zmishuvannya suma dvoh kolirnih vektoriv bude vidpovidati koloru rivnomu otrimanomu zmishannyam cih dvoh koloriv div takozh Zakon Grassmana Takim chinom mozhna opisuvati bud yaki kolori vektora kolirnogo prostoru cherez linijnu kombinaciyu koloriv obranih yak bazis Taki kolori nazivayut osnovnimi angl primary colors Najchastishe osnovnimi kolorami vibirayut chervonij zelenij i sinij model RGB prote mozhlivi inshi varianti bazisu osnovnih koloriv Vibir chervonogo zelenogo i sinogo optimalnij z kilkoh prichin napriklad bo pri comu minimizuyetsya kilkist tochok kolirnogo prostoru dlya predstavlennya yakih vikoristovuyutsya negativni koordinati sho maye praktichne znachennya dlya peredannya koloru ne mozhna vidtvoryuvati kolir viprominyuvannyam z negativnoyu intensivnistyu Cej fakt viplivaye z togo sho piki chutlivostej L M i S kolb pripadayut na chervonu zelenu i sinyu chastini vidimogo spektra Deyaki kolirni modeli vikoristovuyutsya dlya vidobrazhennya koloru napriklad vidtvorennya koloru na ekranah televizoriv i komp yuteriv abo kolorovogo druku na printerah Vikoristovuyuchi yavishe metameriyi pristroyi peredachi koloru ne vidtvoryuyut originalnij spektr zobrazhennya a lishe imituyut stimulnu skladovu cogo spektra sho v ideali dozvolyaye otrimati kartinu yaka ne vidriznyayetsya lyudinoyu vid originalnoyi sceni Na praktici take yak pravilo nemozhlivo oskilki pristroyi vidtvorennya pracyuyut ne v povnij gami i mayut neidealni viprominyuvachi Kolirnij prostir CIE XYZSyudi perenapravlyayetsya zapit CIE XYZ Na cyu temu potribna okrema stattya Funkciyi kolirnoyi vidpovidnosti Standartnogo kolorimetrichnogo sposterigacha viznacheni komitetom CIE u 1931 roci na diapazoni dovzhin hvil vid 380 nm do 780 nm z intervalom 5 nm Lyudina ye trihromatom sitkivka ochej maye 3 vidi receptoriv svitla vidpovidalnih za kolirnij zir Kozhen vid kolbochok reaguye na pevnij diapazon vidimogo spektra Vidguk sho viklikayetsya v kolbochci svitlom pevnogo spektra nazivayetsya kolirnim stimulom pri comu svitlo z riznimi spektrami mozhe mati odin i toj zhe kolirnij stimul i takim chinom sprijmatisya lyudinoyu odnakovo Ce yavishe nazivayetsya metameriyeyu dva viprominyuvannya z riznimi spektrami ale odnakovimi kolirnimi stimulami ne budut rozriznyatisya lyudinoyu Kolirnij prostir XYZ ce etalonna kolirna model zadana v strogomu matematichnomu sensi organizaciyeyu CIE International Commission on Illumination Mizhnarodna komisiya z osvitlennya v 1931 roci Model XYZ ye majster modellyu praktichno vsih kolirnih modelej sho vikoristovuyutsya v tehnichnih galuzyah Funkciyi kolirnoyi vidpovidnosti Buduchi trihromatom lyudina maye tri tipi svitlochutlivih receptoriv abo inshimi slovami zir lyudiniTrikomponentnij Kozhen tip detektoriv kolb rozriznyaye chutlivist za riznimi dovzhinami hvil spektra sho opisuyutsya funkciyeyu spektralnoyi chutlivosti yaka bezposeredno viznachayetsya vidom konkretnih molekul fotopsiniv vikoristovuvanih danim tipom kolb Mozhna skazati sho oko yak detektor vidaye tri vidi signalu nervovi impulsi Z matematichnoyi tochki zoru zi spektra opisuvanogo neskinchennovimirnim vektorom shlyahom mnozhennya na funkciyi spektralnoyi chutlivosti kolbochok vihodit trikomponentnij vektor sho opisuye detektovanij okom kolir U kolorimetriyi dani funkciyi prijnyato nazivatifunkciyami kolirnoyi vidpovidnosti angl color matching functions Eksperimenti provedeni Devidom Rajtom angl David Wright i Dzhonom Gildom angl John Guild naprikinci 1920 h i na pochatku 1930 h rokiv stali osnovoyu dlya viznachennya funkcij kolirnoyi vidpovidnosti Spochatku funkciyi kolirnoyi vidpovidnosti buli viznacheni dlya 2 gradusnogo polya zoru vikoristovuvavsya vidpovidnij kolorimetr U 1964 roci komitet CIE opublikuvav dodatkovi dani dlya 10 gradusnogo polya zoru Pri comu u viznachenni krivih modeli XYZ zakladenij faktor svavillya forma kozhnoyi krivoyi mozhe buti vimiryana z dostatnoyu tochnistyu prote kriva sumarnoyi intensivnosti abo suma vsih troh krivih ukladaye v svoyemu viznachenni sub yektivnij moment pri yakomu recipiyenta prosyat viznachiti chi mayut dva dzherela svitla odnakovu yaskravist navit yaksho ci dzherela absolyutno riznogo koloru Takozh ye dovilnist vidnosnogo normuvannya krivih X Y i Z oskilki mozhna zaproponuvati alternativnu pracyuyuchu model v yakij kriva chutlivosti X maye dvorazovo posilenu amplitudu Pri comu kolirnij prostir bude mati inshu formu Krivi X Y i Z v modeli CIE XYZ 1931 i 1964 buli obrani takim chinom shob ploshi poverhni pid kozhnoyu krivoyu buli rivni mizh soboyu Hromatichni koordinati Yxy Hromatichna diagrama z dovzhinami hvil koloriv Na malyunku sprava predstavlena klasichna hromatichna diagrama modeli XYZ z dovzhinami hvil koloriv Znachennyax iy v nij vidpovidayut X Y i Z zgidno z takimi formulami x X X Y Z y Y X Y Z U matematichnomu sensi danu hromatichnu diagramu mozhna predstaviti yak pidoblast dijsnoyi proektivnoyi ploshini pri comux iy budut proektivnimi koordinatami koloriv Dane podannya dozvolyaye zadavati znachennya koloru cherezsvitnist Y angl luminance i dvi koordinatix y Odnak svitnist Y v modeli XYZ i Yxy ce ne te zh same sho yaskravist Y v modeli YUV abo YCbCr Zazvichaj diagrama Yxy vikoristovuyetsya dlya ilyustraciyi harakteristik gamutiv riznih pristroyiv vidtvorennya koloru displeyiv i printeriv Konkretnij gamut zazvichaj maye viglyad trikutnika kuti yakogo utvoreni tochkamiosnovnih abopervinnih koloriv Vnutrishnya oblast gamuta opisuye vsi kolori yaki zdatnij vidtvoriti danij pristrij Osoblivosti kolirnogo zoru ZnachennyaX Y iZ vihodyat shlyahom mnozhennya fizichnogo spektra viprominyuvannya na funkciyi kolirnoyi vidpovidnosti Sinya i chervona chastini spektra zdijsnyuyut menshij vpliv na sprijnyatu yaskravist sho mozhe buti prodemonstrovano na prikladi red ChERVONIJ green ZELENIJ blue SINIJ yellow ChERVONIJ ZELENIJ aqua cyan ZELENIJ SINIJ fuchsia magenta ChERVONIJ SINIJ black ChORNIJ white ChERVONIJ ZELENIJ SINIJ Dlya serednostatistichnoyi lyudini sho maye normalnij kolirnij zir zelenij bude sprijmatisya yaskravishe nizh sinij Mabut ce zumovleno evolyucijnimi prichinami rozvitku zorovoyi sistemi v spektri Soncya bilsh za vse zelenogo koloru U toj zhe chas hocha chistij sinij kolir sprijmayetsya yak duzhe neyaskravij yaksho rozglyadati napis sinogo koloru z velikoyi vidstani to jogo kolir bude vazhko vidrizniti vid chornogo v sumishi z zelenim abo chervonim sprijnyata yaskravist znachno pidvishuyetsya Pri pevnih formah daltonizmu zelenij kolir mozhe sprijmatisya ekvivalentno yaskravim sinomu a chervonij yak duzhe temnij abo vzagali yak nerozriznenij Lyudi zdihromiyeyu porushennyam sprijnyattya chervonogo napriklad ne zdatni bachiti chervonij signal svitlofora pri yaskravomu sonyachnomu dennomu svitli Pri dejteranopiyi porushenni sprijnyattya zelenogo v nichnih umovah zelenij signal svitlofora staye ne vidriznimim vid svitla vulichnih lihtariv KlasifikaciyaKolirni modeli mozhna klasifikuvati za yih cilovoyu spryamovanistyu XYZ opis sprijnyattya LAB L a b toj zhe prostir v inshih koordinatah Aditivni modeli recepti oderzhannya koloru na monitori napriklad RGB Poligrafichni modeli otrimannya koloru pri vikoristanni riznih sistem farb ta poligrafichnogo obladnannya napriklad CMYK Modeli ne pov yazani z fizikoyu obladnannya yaki ye standartom peredachi informaciyi Matematichni modeli korisni dlya bud yakih sposobiv korekciyi koloru ale ne pov yazani z obladnannyam napriklad HSV Osnovni kolirni modeliRGB CMYK Lab HSB HSL Grayscale ta in Porivnyannya kolirnih modelejPrimitki Arhiv originalu za 3 chervnya 2005 Procitovano 30 listopada 2014 William David Wright A re determination of the trichromatic coefficients of the spectral colours John Guild The colorimetric properties of the spectrum Cya stattya ye zagotovkoyu Vi mozhete dopomogti proyektu dorobivshi yiyi Ce povidomlennya varto zaminiti tochnishim