1. Хроматичні координати (x; y) і колірний простір xyY [ правити | правити код ]
2. Фізично реалізовані кольору [ правити | правити код ]
3. Похідні від CIE XYZ колірні простору [ правити | правити код ]
4. Колірний обхват моделей пристроїв виведення [ правити | правити код ]

open wikipedia design.

Колірна модель - математична модель опису представлення квітів у вигляді кортежів чисел (зазвичай з трьох, рідше - чотирьох значень), званих колірними компонентами або колірними координатами. Всі можливі значення кольорів, що задаються моделлю, визначають колірний простір .

Колірна модель задає відповідність між сприймаються людиною квітами, збереженими в пам'яті, і квітами, які формувались на пристроях виводу (можливо, при заданих умовах).

людина є трихромати - сітківка очі має три види рецепторів (колб) , Відповідальних за кольорове зір . Можна вважати, що кожен вид колб дає свій відгук на певну довжину хвилі видимого спектру .

Важливою властивістю (для всіх фізично реалізованих квітів) є неотрицательность як функцій відгуку, так і результуючих колірних координат для всіх кольорів. Системою, заснованої на відгуках колб людського ока, є колірна модель LMS .

Історично склалося, що для вимірювання кольору використовується інше колірне 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 CIE XYZ є майстер-моделлю практично всіх інших колірних моделей, що використовуються в технічних областях.

Експерименти, проведені Девідом Райтом ( англ. David Wright) [2] і Джоном Гілд ( англ. John Guild) [3] в кінці 1920-х і початку 1930-х років, послужили основою для визначення функцій колірного відповідності. Спочатку функції колірного відповідності були визначені для 2-градусного поля зору (використовувався відповідний колориметр ). У 1964 році комітет CIE опублікував додаткові дані для 10-градусного поля зору. Отже, аналогічно координатами LMS, колір XYZ задається наступним чином:

X = ∫ 380 780 I (λ) x ¯ (λ) d λ {\ displaystyle X = \ int _ {380} ^ {780} I (\ lambda) \, {\ overline {x}} (\ lambda) \ , d \ lambda} Y = ∫ 380 780 I (λ) y ¯ (λ) d λ {\ displaystyle Y = \ int _ {380} ^ {780} I (\ lambda) \, {\ overline {y}} (\ lambda) \ , d \ lambda} Z = ∫ 380 780 I (λ) z ¯ (λ) d λ {\ displaystyle Z = \ int _ {380} ^ {780} I (\ lambda) \, {\ overline {z}} (\ lambda) \ , d \ lambda} де I (λ) {\ displaystyle I (\ lambda)} - спектральна щільність будь-якої енергетичної фотометричної величини (наприклад потоку випромінювання, енергетичної яскравості і т. П., В абсолютному або відносному вираженні).

Для моделі бралися умови, щоб компонента Y відповідала візуальної яскравості сигналу (y ¯ (λ) {\ displaystyle {\ overline {y}} (\ lambda)} - це та сама відносна спектральна світлова ефективність монохроматичноговипромінювання для денного зору, яка використовується в усіх світових фотометричних величинах), координата Z відповідала відгуку S ( «short», короткохвильових, «синіх») колбочок, а координата X була завжди неотрицательной. Криві відгуку нормуються таким чином, щоб площа під усіма трьома кривими була однаковою. Це робиться для того, щоб рівномірний спектр, колір якого в колориметрических умовах спостереження прийнято вважати білим, мав однакові значення компонент XYZ і надалі, при аналізі кольору, було простіше визначати колірний тон просто віднімаючи з кольору рівні значення XYZ. Функції відгуку і координати XYZ також є невід'ємними для всіх фізично реалізованих квітів. Очевидно, що не для кожного поєднання XYZ існує монохроматична спектральна лінія (відповідний колір веселки), яка б відповідала цим координатам. На графіку праворуч X - червона крива, Y - зелена, Z - синя.

Варто зауважити, що колірний простір XYZ не ставить відразу відгуки колб на сітківці людини, будучи дуже сильно перетвореної колірною моделлю з метою отримати значення кольору і відповідно можливість відрізняти один спектр від іншого, відштовхуючись від фотометричної яскравості випромінювання (Y). Саму яскравість Y інтерпретувати як відгук «зелених» колбочок не можна, ця функція для денного зору, що є трехстімульним, задається всіма реальними відгуками рецепторів. Спочатку модель CIE 1 931 XYZ отримали шляхом перетворення моделі CIE 1 931 RGB, яка, в свою чергу, є наслідком прямого експерименту по змішуванню і візуальному порівнянні випромінювань різних спектральних складів. Будь-яка колірна модель може бути перетворена в модель XYZ, так як дана модель визначає всі правила змішування кольорів і задає обмеження, що накладаються на всі спектральні склади випромінювань, які мають один колір.

Хроматичні координати (x; y) і колірний простір xyY [ правити | правити код ]

Якщо формально побудувати перетин простору XYZ площиною X + Y + Z = c o n s t {\ displaystyle X + Y + Z = const} , То можна дві що залишилися лінійно-незалежними координати записати у вигляді

x = X / (X + Y + Z) {\ displaystyle x = X / (X + Y + Z)} y = Y / (X + Y + Z) {\ displaystyle y = Y / (X + Y + Z)} . аналогічно, але необов'язково: z = Z / (X + Y + Z) {\ displaystyle z = Z / (X + Y + Z)}

Такий перетин називається хроматичної діаграмою (діаграмою кольоровості).

У просторі XYZ точці (X, 0,0), як легко порахувати за формулами, на хроматичної діаграмі відповідає точка xy = (1,0). Подібним чином, точці XYZ = (0, Y, 0) відповідає точка xy = (0,1) і, нарешті, точці XYZ = (0,0, Z) - точка xy = (0,0). Видно, що всі реальні кольори, отримані будь-якими спектральними складами випромінювань, в тому числі і монохроматичними (спектральні кольору) не дотягують до подібних «чистих» значень. Ця закономірність випливає з правила змішування кольорів і є проявом того, що неможливо отримати відгук одних колб без відгуку інших (хоч і дуже малого), а також з того, що яскравість Y не може мати нульове або мале значення при певному відгуку будь-яких колб.

Кольорова палітра xyY можна задати, якщо задати значення кольоровості - (x, y) при даному значенні яскравості Y.

При цьому для координат x і y продовжує виконуватися умова невід'ємності.

Не слід плутати светлоту Y в моделях XYZ і xyY - з яскравістю Y в моделі YUV або YCbCr .

Фізично реалізовані кольору [ правити | правити код ]

Якщо на хроматичної діаграмі xy відзначити всі можливі монохроматические кольору спектра, то вони утворюють собою незамкнений контур, так званий спектральний локус. Замикання цього контуру в підставі «мови» називається лінією пурпура. Всі кольори, які можуть бути реалізовані у вигляді суми спектральних ліній даної яскравості, будуть лежати всередині цього контуру. Тобто існують точки XYZ квітів за межами контуру, які хоча і мають позитивні значення кожної компоненти, але тим не менш відповідний відгук від колб не може бути отриманий при даній яскравості (константі Y = c o n s t {\ displaystyle Y = const} ).

Разом з тим, при розрахунках такі кольори (як і взагалі кольору з негативними координатами) цілком можуть використовуватися. Наприклад, в якості базових квітів для простору Prophoto RGB були обрані фізично не реалізовуються кольору.

Похідні від CIE XYZ колірні простору [ правити | правити код ]

Кольорові моделі можна класифікувати по їх цільової спрямованості:

1. L * a * b * - равноконтрастное колірний простір, в якому відстань між квітами відповідає мірі відчуття їх відмінності.
2. Адитивні моделі - де колір виходить шляхом додавання до чорного (Клас RGB ).
3. Субтрактівниє моделі - отримання кольору «відніманням» фарби з білого аркуша ( CMY , CMYK ).
4. Моделі для кодування колірної інформації при стисненні зображень і відео.
5. Математичні моделі, корисні для обробки зображення, наприклад HSV .
6. Моделі, де відповідність квітів задається таблично (Колірна модель Пантон ( Pantone ))

Всі моделі зводяться до XYZ шляхом відповідних математичних перетворень. Як приклади можна розглянути:

• Колірна модель sRGB (IEC 61966-2.1) [4] , Різновид моделі RGB , Широко використовується в комп'ютерній індустрії, часто представляє собою кольорову модель «за замовчуванням».
• В телебаченні для стандарту PAL застосовується колірна модель YUV , для SÉCAM - Модель YDbDr , а для NTSC - Модель YIQ . (Слід пам'ятати, що Y в цих моделях обчислюється зовсім по-іншому, ніж Y в моделі XYZ).

Колірний обхват моделей пристроїв виведення [ правити | правити код ]

Діаграма Yxy використовується для ілюстрації характеристик колірного охоплення (англ. Color gamut) різних пристроїв відтворення кольору - дисплеїв і принтерів через відповідні їм колірні моделі.

Як вже було сказано, будь-трійці чисел XYZ можна зіставити конкретні координати простору RGB або CMYK. Так, колір буде відповідати яскравості колірних каналів або щільності фарб. Фізична реалізація кольору на пристрої накладає умову невід'ємності координат. Таким чином, тільки якесь підмножина Yxy може бути фізично реалізовано на пристрої. Ця область називається колірним охопленням пристрою.

Конкретна область колірного охоплення зазвичай має вигляд багатокутника, кути якого утворені крапками основних, або первинних, кольорів. Внутрішня область описує всі кольори, які здатне відтворити даний пристрій.

На малюнку праворуч показані області колірного охоплення різних засобів відтворення кольору:

• білий контур відображає діапазон фотографічної емульсії різного призначення;
• червоний пунктирний контур - простір sRGB, приблизно відповідне гамі більшості поширених моніторів, є, по суті, стандартом представлення графіки в мережі Інтернет;
• чорний суцільний контур - простір Adobe RGB, що включає кольору, що відтворюються на друкованих машинах, але з використанням первинних квітів;
• синій суцільний контур відповідає високоякісної офсетного друку;
• синій пунктирний контур відображає охоплення звичайного побутового принтера.

• Олексій Шадрін, Андрій Френкель. Color Management System (CMS) в логіці колірних координатних систем. частина I , Частина 2 , частина 3
• Все про колір
• Передача кольору
• Основи теорії кольору
• Колірної конвертер LCh, Lab, RGB, hex, XYZ, xyY, CMYK, Pantone з відкритим кодом (неопр.). CIELab.XYZ.